[发明专利]用减去剂进行表面微纹理化的方法

说明书

本发明涉及一种用减去剂进行表面微纹理化的方法。该方法包括将蚀刻剂打印到基底表面上，并通过从基底表面移除材料而在基底表面上形成微纹理。

技术领域

本公开涉及用于使表面微纹理化的系统和方法。更具体地，所公开的实施例涉及减去剂的受控施加以在表面上形成微结构。

背景技术

用于减阻、增加升力或其他可期望的空气动力学特性的空气动力学表面的纹理化是正在进行的研究领域。潜在的应用范围从高尔夫球到冲浪板到飞机。然而，实际制造耐用的表面纹理仍然是实现的障碍，特别是对于经济上可行的大规模生产。现有的制造方法通常缓慢、昂贵和/或生产有限耐久性的材料。

肋条微结构是减阻表面纹理的实施例，其已经被研究了几十年，被证明提供了高达10％的表皮摩擦的减小，但是由于制造挑战，还没有在商用飞行器上实现。肋条是交替的脊和凹槽的图案，大致与气流的方向对准，其通过抑制边界层中的湍流来减小阻力。尖锐、窄的脊是最有效的，并且尽管适当的间距取决于预期的流动条件，但典型的间距是千分之一英寸(mil)或几十微米(μm)的数量级。

诸如机械加工或研磨的传统方法不能很好地适用于这种小尺寸结构的精确制造。当前的技术包括将肋条模制在例如塑料膜的材料的薄片材中，然后将薄片材施加到空气动力学表面。然而，这种片材在大面积上的精确定位和成功粘结可能是困难且耗时的，并且塑料膜可能在大气条件下降解。

本公开正是针对这些和其他考虑而提出的。

发明内容

本公开提供了涉及使基底表面微纹理化的系统、设备和方法。在一些实施例中，一种使表面微纹理化的方法可以包括将蚀刻剂打印到基底表面上并且通过从基底表面移除材料而在基底表面上形成微纹理。

在一些实施例中，用于在基底表面上产生微纹理的设备可包括蚀刻剂贮存器、打印机和控制器。打印机可包括被构造成将蚀刻剂从蚀刻剂贮存器分配到基底表面上的喷嘴组件。控制器可被编程为相对于基底表面移动喷嘴组件，以在基底表面上产生微纹理表面。

在一些实施例中，使基底表面微纹理化的方法可以包括通过将蚀刻剂打印在基底表面上来在基底表面上产生微肋条。该方法还可以包括将基底材料溶解在蚀刻剂中，并从基底表面移除蚀刻剂。

特征、功能和优点可以在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可以在其他实施例中组合，其进一步的细节可以参考以下描述和附图来看到。

附图说明

图1是根据本公开的方面的说明性微纹理的示意图。

图2是另一个说明性微纹理的示意图。

图3是包括微纹理外表面的说明性飞行器的示意图。

图4是如本文所述的说明性微纹理化打印机设备的示意图。

图5是如本文所述的另一个说明性微纹理化打印机设备的示意图。

图6是说明性基底表面的示意图。

图7是打印到图6的基底表面上的保护层的液滴的示意图。

图8是固化到图6的基底表面上的保护层的示意图。

图9是描绘根据本教导的用于使基底表面微纹理化的说明性方法的步骤的流程图。

图10是描绘用于使基底表面微纹理化的另一说明性方法的步骤的流程图。

图11是描绘说明性飞行器制造和维修方法的步骤的流程图。

图12是说明性飞行器的示意图。

具体实施方式