提出一种基于静电喷雾的磨粒均布微结构磨具原位制备方法.使用COMSOL Multiphysics中的AC/DC模块与粒子追踪模块建立静电喷雾微槽二维仿真模型,研究在喷嘴-环形电极配置下的电场特性、喷雾特性以及沉积特性,获得微槽深径比≤1,微槽深度≤1mm,静电压≤-6kV以及接收距离≥40mm的优化参数.利用光固化树脂、聚山梨酯-80以及煤油按4∶3∶1的比例制备静电液,并添加单晶金刚石磨粒进行静电喷雾.创新性地利用狄利克雷镶嵌法定量评估不同喷射时间、不同径向位置的磨粒分布均匀度,以喷射中心半径2.5 mm范围内磨粒分布均匀度在70％以上,得到合适的微结构模具尺寸.通过分析微槽深度和宽度对沉积率的影响获得合理的微槽参数.原位制备得到的微结构磨具微观特征完整,磨具与工件微槽宽度偏差率为≤2.87％,高度偏差率为≤1.09％.利用静电喷雾制备微结构磨具具有磨粒均布、形态可控等特点,该方法为微结构表面加工提供新工艺与新思路.
静电喷雾 微结构磨具 金刚石微粉 均匀分布 COMSOL Multiphysics