Lazer Gravür ve Boyaların Dahili Yoluyla Estetik Olarak Geliştirilmiş Silika Aerogel

Bu protokol, lazer gravür sistemi kullanarak düz ve boyalı Aerogel’i kazıma ve kesme için ilk görsel metodolojiyi sunar. Bu tekniğin ana avantajı, aerogel monolitlerinin herhangi bir şekil, boyut veya renkte kazınmasını sağladığı için basitliğidir. Video sunumu, Aerogel’in yerleştirilmesi ve lazer kesicinin hizalanması da dahil olmak üzere protokolün pratik hususlarının gösterilmesini sağlar.

Aerogel monolit imalatı için bir kalıp hazırlamak için, merkezdeki 10 ila 11 santimetrelik bir boşlukta 15,24’e 14 santimetre dış boyutlarda bir üst, orta ve alt kısımdan oluşan üç parçalı bir çelik kalıp seçin. Kalıbın üst kısmında her iki tarafta yedi 0,08 santimetrelik havalandırma deliği olmalıdır. Kalıbın üst, orta ve alt kısımlarını ovalamak ve kalıbın tüm temiz kısımlarını bir kağıt havlu ile kurutmak için seyreltilmiş sabun ve kaba dokulu bir sünger kullanın.

Kuruduktan sonra, temizleme mendili temiz kalana kadar kalıbı silmek için tek kullanımlık aseton batırılmış temizlik mendilleri kullanın. Daha sonra, kalıp dokunmaya pürüzsüz olana ve önceki kullanımlardan herhangi bir kalıntı çıkarılana kadar tüm yüzeyleri hafifçe zımparalamak için 2.000 kum zımpara kağıdı kullanın, Aerogel’in oluştuğu orta kalıbın içine ekstra dikkat edin. Üst kalıp kısmındaki havalandırma deliklerini basınçlı hava ile temizleyin ve yaklaşık 2,4 mililitre yüksek vakum gresini kalın, hatta alt kalıbın üst bağlantı yüzeyinin tamamına bir ila iki milimetrelik bir tabaka ve kalın bir şekilde yaklaşık bir mililitre gres, hatta üst kalıbın alt bağlantı yüzeyinin dış yarısına bir ila iki milimetrelik bir tabaka uygulayın.

Üst ve alt kalıpların iç yüzeylerine 0,5 milimetreden daha az bir tabaka halinde yaklaşık 0,5 mililitre yüksek vakum yağı uygulayın ve yüzey pürüzsüz hissedene ve gresten yapışkanlık kalmayana kadar fazla gresi silmek için tek kullanımlık bir temizleme mendili kullanın. Orta kalıbın iç yüzeyine 0,5 milimetreden daha az bir gres tabakasına 0,5 mililitre yüksek vakum yağı manuel olarak uygulayın. Gravür deseni dosyasını hazırlamak için, uygun bir çizim uygulamasında yeni bir belge açın ve istediğiniz boyut ve çizgi genişliğindeki metni veya görüntüyü doğrudan belgeye ekleyin, sonra dosyayı kaydedin.

Aerogel monoliti kazımak için önce lazer oymacıyı, vakum egzoz sistemini ve bağlı bilgisayarı açın. Kazınacak Aerogel monolit yüzeyinin boyutunu ölçün ve gravür desen dosyasını açın. Belgenin boyut boyutunu ölçülen Aerogel monolit boyutuna karşılık gelecek şekilde ayarlayın ve lazer oymacının kapağını açın.

Aerogel’i lazer oymacı platformuna yerleştirmek için eldivenli bir el kullanın ve Aerogel’i sol üst köşeye, Aerogel’i üst ve sol cetvellere dokunarak hizalayın. Lazere bağlı V şeklindeki mıknatıs manuel odak göstergesini baş aşağı çevirin ve lazer oymacıya odaklan’a basın. Aerogel monoliti tek kullanımlık temizleme mendili ile koruyun ve manuel odak göstergesinin alt kısmı Aerogel’e dokunana kadar lazer oymacı platformunu hareket ettirmek için lazer oymacı kontrol panelinde yukarı oku kullanın.

Silme işlemini çıkarın ve ölçeri orijinal konumuna getirin. Lazer oymacı kapağını kapatın ve çizim programında Dosyala ve Yazdır’ı tıklatın. Yazdırma konumu olarak lazer oymacıyı seçin ve yazıcı özelliklerini ayarlamak için tercihler penceresini açın.

600 DPI, %100 hız ve %55 güç içindeki raster modunu seçin Parça boyutunun ölçülen Aerogel monolit boyutuyla eşleştiğini onaylayın ve Uygula ve Yazdır’ı tıklatın. Lazer oymacının ön panelinde, İş’e tıklayın ve ilgili dosya adını seçin. Git’i tıklatın.Lazer oymacı tamamlandığında, Netleme’yi tıklatın ve tabanı düşürmek için lazer oymacı ön kontrol panelinde aşağı oku kullanın.

Aerogel’i lazer oymacı platformundan kabına hafifçe aktarmak için eldivenli bir el kullanın ve işi oymacıdan temizlemek için Çöp Kutusu’na tıklayın. Bir Aerogel monolitini kesmek için lazer oymacıyı, vakum egzoz sistemini ve bağlı bilgisayarı açın ve kesilecek Aerogel monolit yüzeyinin boyutunu ölçün. Genel kesim için, çizim programında yeni bir belge açın ve ölçülen Aerogel monolit boyutuyla ilişkilendirilmek üzere belge boyutunun boyutlarını girin.

Kesilecek deseni oluşturmak ve deseni Aerogel’de istenen kesim konumuna uyacak şekilde konumlandırmak için saç çizgisi genişliği çizim aracını kullanın. Aerogel monolitinin tabanını asetonla kaplayacak kadar büyük 0,0127 milimetre kalınlığında paslanmaz çelik folyo tabakasını temizleyin ve folyoyu lazer oyma platformuna yerleştirin. Aerogel ve paslanmaz çelik folyoyu sol üst köşedeki Aerogel’in üst ve sol cetvellere değdiği şekilde hizalayın ve gösterge konumunu gösterildiği gibi ayarlayın.

Çizim programında Dosyala ve Yazdır’ı tıklatın ve yazdırma konumu olarak lazer oymacıyı seçin ve yazıcı özelliklerini ayarlamak için tercihler penceresini açın. Vektör modunu seçin ve DPI’yi 600’e, hızı %3 güç %90’a ve frekansı 1.000 Hertz’e ayarlayın. Parça boyutunun ölçülen Aerogel boyutuyla eşleştiğini onaylayın.

Kesimin derinliği lazer hızına göre değişecektir. Gösterildiği gibi kesimi başlatmak için İş ve Git’i tıklatın. Örneği topladıktan sonra, lazerle temas eden monolitin yüzünde kalan ablated Aerogel’in küçük parçalarını nazikçe çıkarmak için bir köpük fırça kullanın.

Bu Aerogel mozaik yaklaşımı için aynı desen üç farklı boyalı Aerogel monolitine kesilmiş ve parçalar mozaik desenine yeniden monte edilmiştir. Daha küçük parçalara bile doğal ve ultraviyole ışık koşullarında görsel olarak ilginç düzenlemeler elde etmek için gösterildiği gibi daha küçük monolitik parçalara tasarımlar kazımak mümkündür. Gösterildiği gibi, yerel Aerogeller, düzlemsel bir Aerogel’in ön yüzeyine, kavisli bir yüzeye ve floresan boyalı Aerogellere basılan fotoğraflarla çeşitli yoğunlukta desenlerle kazınabilir.

Kazınmış bir silika Aerogel’in bu taramalı elektron mikroskop görüntüsünde, kazınmış çizgiler ile neredeyse pürüzsüz unetched nanoporous Aerogel arasındaki arayüz gözlemlenebilir. Gravür, Aerogel’in tek bir lazer darbesinin etkisini gösteren bu görüntüde gözlemlendiği gibi yüzey malzemesinin filament benzeri yapılara ablasyon ve erimesine neden olur. Kazınacak görüntülerin kontrast ayarı da dahil olmak üzere dikkatli hazırlık, yüksek kaliteli sonuçlar elde etmek için kritik öneme sahiptir.

Lazer gravür yönteminin daha fazla iyileştirilmesi, silika Aerogels’in mikro işlemesine bir alternatif sağlayabilir. Estetik Aerogel monolitleri, sanat eserleri ve sürdürülebilir binalar da dahil olmak üzere çok çeşitli alanlarda uygulama bulabilir.