Elastomerik yüzeylere kalıcı, sağlam şablonlu ince parçacık desenlerinin uygulanması

Araştırmamız, birleşik mekanik ve manyetik alan yüklemesi altında manyetoreolojik elastomerlerdeki büyük deformasyonları anlamaya odaklanmaktadır. Deneylerimizde bu deformasyonları niceliksel olarak görselleştirmek için silikon numunelerimizin yüzeyinde kalıcı işaretler gerektiren DIC gibi optik izleme tekniklerini kullanıyoruz. Numunelerimize hem mekanik hem de manyetik yükler uygulayabilen özelleştirilmiş bir üniversal test makinesi ile birlikte dijital görüntü korelasyonu kullanıyoruz.

Numune yüzeyleri, yazılıma takip edecek bir şey vermek için desenlerle işaretlenmiştir. Kalıcı yüzey işaretleri olmadan deformasyon takibi imkansızdır. Silikonlar doğası gereği yapışkan değildir ve oldukça uzayabilir.

Bu, plastikler için en yaygın boyaların ve işaretleme yöntemlerinin işe yaramadığı anlamına gelir çünkü yapışmazlar veya gerilimler gerçekten yüksek olduğunda çatlayıp pul pul dökülebilirler. Protokolümüz, büyük deformasyonlara uğrayan elastomerleri işaretlemek için güvenilir bir yönteme olan ihtiyacı karşılayarak tekrarlanan mekanik döngüler boyunca doğru optik izleme sağlar. Zamanla veya yüksek gerilimlerle solan veya pul pul dökülen çoğu işaretleme yönteminin aksine, yaklaşımımız numunelerin bozulmadan işaretlenmesine, saklanmasına, yüklenmesine ve boşaltılmasına olanak tanır.

Bu, özellikle yaşlanma ve yorulma çalışmaları için deneylerde tutarlı izleme ve tekrarlanabilirlik sağlar. Başlamak için hava kompresörünü airbrush'a takın. Hava kompresörünü uygun bir elektrik prizine takın ve açın.

Çeker ocak içinde, uygun kişisel koruyucu ekipmanı giyerken, airbrush'ı izopropil alkolle doldurun ve birkaç kez temizleyin. Şimdi, şablonu çeker ocak içindeki bir kağıt havluya yerleştirin. Püskürtme memesini şablondan yaklaşık 30 santimetre uzakta tutun ve şablonun üzerine yumuşak ve sürekli bir hareketle bir kat yapıştırıcı püskürtün.

Şablon yapışkan hale gelene ancak artık ıslak olmayana kadar 30 ila 60 saniye bekleyin. Daha sonra kalıbı çeker ocak içindeki bir kağıt havlunun üzerine yerleştirin ve temiz, lateks olmayan eldivenler kullanarak yapıştırıcıyı bozmadan şablonu dikkatlice alın. Şablonun yapışkan tarafını kalıbın üzerine yerleştirin ve şablonun üzerinde bir parmağınızı sıkıca gezdirerek düzleştirin, böylece kalıpla eşit temas sağlayın.

Ardından, ressam bandı kullanarak şablonun kenarlarını kalıba bantlayın. Dijital görüntü korelasyonu veya DIC benek kalıbı için, kalıbı, kalıp boşluğu yüzeyi yukarı bakacak şekilde çeker ocak içindeki bir kağıt havlu üzerine yerleştirin. Püskürtme memesini kalıptan yaklaşık 30 santimetre uzakta tutun ve kalıba düzgün, sürekli bir hareketle bir kat kalıp ayırıcı uygulayın.

Çeker ocak içinde, yaklaşık 10 mililitre ince tozu bir test tüpüne aktarmak için bir huni veya küçük bir kaşık kullanın. Toplam hacmi 45 mililitreye getirmek için test tüpüne izopropil alkol ekleyin. Test tüpünü kapatın ve süspansiyonu karıştırmak için kuvvetlice sallayın.

Şimdi, hazırlanan süspansiyonu tekrar sallayarak içeriği yeniden homojenleştirin ve airbrush kabını süspansiyonla %75 dolana kadar doldurun. Hava kompresörünü açın ve hava basıncının 1,38 ila 1,72 bar veya inç kare başına 20 ila 25 pound arasında ayarlandığını onaylayın. Çeker ocağın içinde, kalıbı yapıştırılmış şablonla birlikte dikey olarak hafif bir açıyla konumlandırın ve spreyin kalıba ulaşmadan önce başladığından emin olmak için airbrush'ı kalıbın yan tarafına hafifçe doğrultun.

Ardından, püskürtmeye başlamak için airbrush tetiğini yavaşça geri çekin. Süspansiyonun ilk katını, nozulu yüzeyden yaklaşık 30 santimetre uzakta tutarak ve sürekli bir hareketle hareket ettirerek düzgün bir şekilde uygulayın. İlk kattan sonra, airbrush tetiğini bırakın ve ince parçacık süspansiyonunun eşit dağılımı için yüzeyi gözlemleyin.

Gerekirse şablon ve kalıp yüzeyine ek katmanlar uygulayın. Şablonu çıkarmadan önce ince parçacıkların gözle görülür şekilde kurumasını bekleyin ve minimum 180 ila 300 saniyelik kuruma süresi sağlayın. Ardından, boyacı bandını kalıbın üst kısa kenarından çıkarın ve şablonu kalıptan tek bir yumuşak hareketle ayırmak için bandı yavaşça yukarı doğru çekin.

Hava kompresörünü açtıktan sonra, çeker ocak içinde dikey bir sprey uygulaması için kalıbı herhangi bir şablon olmadan hafif dikey olmayan bir açıyla konumlandırın. Airbrush'ı test etmek için, yedek bir kağıda püskürtürken tetiği kısa bir süre sıkıştırın. Ortaya çıkan benek deseninin uzamsal olarak rastgele olduğunu ve deneysel görüntüleme kurulumu için uygun boyutta olduğunu doğrulayın.

Şimdi, benek desenini yüzeyine uygulamak için tetiği kalıbın üzerine hafifçe vurun ve ince parçacıklar gözle görülür şekilde kuruyana kadar en az 180 ila 300 saniye bekleyin. Son olarak, enjeksiyon kalıplama işlemine hazırlık olarak kalıbı birleştirin veya enjeksiyon kalıplamadan önce birkaç gün saklayın. Silikon elastomerlerin kürlenmesini takiben kalıplar kolayca çıkarılabilir.

Başlangıçta kalıplara püskürtülen desenler veya benekler, bitmiş elastomer yüzeye yüksek doğrulukla aktarılır. Mekanik testler için oluşturulan numuneler, siyah ızgaralı beyaz plakalar, beyaz ızgaralı siyah plakalar ve mavi ızgaralı plakalar dahil olmak üzere zıt yüzeylerde zıt ızgara ve benek desenlerine sahip plakalar, silindirler ve küpler gibi çeşitli geometrileri içeriyordu. Kürleme sırasında silikon numunesine yapışan desen herhangi bir şekil veya renkte olabilir.

Desen çıkmaz ve büyük deformasyon deneylerinde tekrar tekrar kullanılabilir. Optik izleme tasarım modelleri, değişen gerinim ölçümü ihtiyaçları için ızgara modellerini, seyrek DIC benek modellerini ve yoğun benek modellerini içeriyordu. Artan küresel zorlanma altında dijital görüntü korelasyon analizi, kırmızıdan maviye değişen renklere sahip bir ısı haritası ile görselleştirilen, dikey yönde aşamalı yerel yer değiştirme gösterdi.