החלת תבניות שבלונה קבועות וחזקות של חלקיקים עדינים על משטחים אלסטומריים

המחקר שלנו מתמקד בהבנת עיוותים גדולים באלסטומרים מגנטיים תחת עומס משולב של שדה מכני ומגנטי. כדי לדמיין כמותית את העיוותים הללו בניסויים שלנו, אנו משתמשים בטכניקות מעקב אופטיות כמו DIC הדורשות סימונים קבועים על פני דגימות הסיליקון שלנו. אנו משתמשים במתאם תמונה דיגיטלית יחד עם מכונת בדיקה אוניברסלית מותאמת אישית המסוגלת להפעיל עומסים מכניים ומגנטיים על הדגימות שלנו.

משטחי הדגימה מסומנים בתבניות כדי לתת לתוכנה משהו לעקוב אחריו. ללא סימוני משטח קבועים, מעקב אחר דפורמציה הוא בלתי אפשרי. סיליקונים מטבעם אינם דביקים וניתנים להרחבה רבה.

המשמעות היא שרוב הצבעים ושיטות הסימון הנפוצות לפלסטיק לא עובדים מכיוון שהם לא נדבקים או שהם יכולים להיסדק ולהתקלף כאשר הזנים ממש גבוהים. הפרוטוקול שלנו עונה על הצורך בשיטה אמינה לסימון אלסטומרים העוברים עיוותים גדולים, המאפשרת מעקב אופטי מדויק באמצעות מחזורים מכניים חוזרים ונשנים. בניגוד לרוב שיטות הסימון שדוהות או מתקלפות עם הזמן או מתחים גבוהים, הגישה שלנו מאפשרת לסמן, לאחסן, לטעון ולפרוק דגימות ללא השפלה.

זה מבטיח מעקב עקבי ויכולת חזרה בניסויים, במיוחד עבור מחקרי הזדקנות ועייפות. כדי להתחיל, חבר את מדחס האוויר למברשת האוויר. חבר את מדחס האוויר לשקע חשמל מתאים והפעל אותו.

בתוך מכסה אדים, תוך לבישת ציוד המגן האישי המתאים, מלאו את מברשת האוויר באלכוהול איזופרופיל ונקו אותה מספר פעמים. כעת, הניחו את השבלונה על מגבת נייר בתוך מכסה אדים. הרחיקו את פיית הריסוס כ-30 ס"מ מהשבלונה ורססו שכבה אחת של דבק על השבלונה בתנועה חלקה ורציפה.

המתן 30 עד 60 שניות עד שהשבלונה תהפוך לדביקה אך כבר לא רטובה. לאחר מכן, הניחו את התבנית על מגבת נייר בתוך מכסה אדים והשתמשו בכפפות נקיות שאינן לטקס כדי להרים בזהירות את השבלונה מבלי להפריע לדבק. הניחו את הצד הדביק של השבלונה על התבנית והעבירו אצבע אחת בחוזקה על פני השבלונה כדי לשטח אותה, תוך הבטחת מגע אחיד עם התבנית.

לאחר מכן, בעזרת סרט צייר, הדביקו את שולי השבלונה לתבנית. עבור מתאם תמונה דיגיטלית, או תבנית כתמי DIC, הנח את התבנית על מגבת נייר בתוך מכסה אדים כשמשטח חלל התבנית פונה כלפי מעלה. הרחיקו את פיית הריסוס כ-30 סנטימטרים מהתבנית ומרחו שכבה אחת של שחרור עובש על התבנית בתנועה חלקה ורציפה.

בתוך קולט אדים, השתמש במשפך או בכף קטנה כדי להעביר כ-10 מיליליטר אבקה דקה למבחנה. הוסף אלכוהול איזופרופיל למבחנה כדי להביא את הנפח הכולל ל-45 מיליליטר. אטום את המבחנה ונער אותה במרץ כדי לערבב את המתלה.

כעת, נער מחדש את התרחיף המוכן כדי להומוגניזציה מחדש של התכולה ומלא את מיכל מברשת האוויר עד שהוא מלא ב-75% עם המתלה. הפעל את מדחס האוויר וודא שלחץ האוויר מוגדר בין 1.38 ל-1.72 בר או 20 עד 25 פאונד לאינץ' מרובע. בתוך מכסה המנוע, מקם את התבנית עם השבלונה המודבקת בזווית מעט לא אנכית וכוון את מברשת האוויר מעט לצד התבנית כדי להבטיח שהתרסיס יתחיל לפני שהוא מגיע לתבנית.

לאחר מכן, משוך את הדק מברשת האוויר לאחור בעדינות כדי להתחיל לרסס. מרחו בצורה חלקה את המעיל הראשון של המתלה, תוך שמירה על הזרבובית במרחק של כ -30 סנטימטרים מפני השטח ונעים בתנועה רציפה. לאחר הציפוי הראשון, שחרר את הדק מברשת האוויר והתבונן במשטח לפיזור אחיד של מתלה החלקיקים העדינים.

במידת הצורך, יש למרוח שכבות נוספות על פני השבלונה ומשטח התבנית. המתן עד שהחלקיקים העדינים יתייבשו באופן ניכר לפני הסרת השבלונה והקפד על זמן ייבוש מינימלי של 180 עד 300 שניות. לאחר מכן, הסר את סרט הצייר מהקצה העליון הקצר יותר של התבנית ומשוך לאט את הסרט כלפי מעלה כדי לנתק את השבלונה מהתבנית בתנועה חלקה אחת.

לאחר הפעלת מדחס האוויר, מקם את התבנית ללא כל שבלונה בזווית מעט לא אנכית למריחת ריסוס בניצב בתוך מכסה האדים. כדי לבדוק את מברשת האוויר, לחץ על ההדק לזמן קצר תוך כדי ריסוס על דף נייר רזרבי. ודא שדפוס הכתמים המתקבל הוא אקראי מרחבית ובגודל מתאים למערך ההדמיה הניסיוני.

כעת, לחץ על ההדק מעל התבנית כדי למרוח את תבנית הכתמים על פני השטח שלה והמתן לפחות 180 עד 300 שניות עד שהחלקיקים העדינים יתייבשו באופן גלוי. לבסוף, הרכיבו את התבנית לקראת תהליך ההזרקה, או אחסנו אותם מספר ימים לפני ההזרקה. לאחר ריפוי אלסטומרים מסיליקון, ניתן להסיר תבניות בקלות.

הדפוסים או הכתמים שרוססו בתחילה על התבניות עוברים למשטח האלסטומר המוגמר בנאמנות גבוהה. דגימות שנוצרו לבדיקות מכניות כללו גיאומטריות שונות, כגון לוחות, צילינדרים וקוביות עם דפוסי רשת וכתמים מנוגדים על משטחים מנוגדים, כולל לוחות לבנים עם רשתות שחורות, לוחות שחורים עם רשתות לבנות וצלחות עם רשתות כחולות. הדפוס שנדבק לדגימת הסיליקון במהלך הריפוי יכול להיות בכל צורה או צבע.

התבנית אינה יורדת וניתן להשתמש בה שוב ושוב בניסויי דפורמציה גדולים. דפוסי עיצוב מעקב אופטיים כללו דפוסי רשת, דפוסי כתמי DIC דלילים ודפוסי כתמים צפופים לצרכי מדידת מתח משתנים. ניתוח מתאם תמונה דיגיטלית תחת עומס גלובלי הולך וגובר הציג תזוזה מקומית מתקדמת בכיוון האנכי, המומחשת על ידי מפת חום עם צבעים הנעים בין אדום לכחול.