本發(fā)明總體涉及微觀結(jié)構(gòu),并且更具體地涉及具有亞微觀結(jié)構(gòu)的空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
微觀結(jié)構(gòu)通常使用在飛行器上以改變飛行器的飛行特性和/或動(dòng)力。特別地,例如肋條的微觀結(jié)構(gòu)被使用在飛行器機(jī)翼、飛行器的尾翼(fin)或機(jī)身的表面上,以降低飛行器的阻力和/或阻力系數(shù),這能夠?qū)е抡w的燃料節(jié)省和/或減少二氧化碳排放等。然而,肋條和其他微觀結(jié)構(gòu)也能夠基于它們的幾何構(gòu)型引起或防止某些光學(xué)效果和特性,所述光學(xué)效果和特性包括高反射率、定向反射和/或?qū)τ陲w行器美觀的其他潛在作用。高反射率和相關(guān)聯(lián)的定向反射經(jīng)常被稱為閃爍(glint),閃爍能夠影響飛行器的可見度和/或外觀美觀。與典型的飛行器表面(例如,機(jī)翼表面、機(jī)身表面等)相比,肋條由于其自身的幾何構(gòu)型、形狀和/或特征可以引起在不規(guī)則方向中的閃爍。
在一些情況中,高閃爍是優(yōu)選的,而在其他情況中,高閃爍不是優(yōu)選的。一些已知的減少閃爍的解決方案包括例如平坦黑涂料的低反射率光學(xué)涂層或多層膜涂層。然而,在幾乎總是產(chǎn)生閃爍的高掠射角度(例如,離表面法線大約90度)下的這些解決方案一般不是有效的。其他已知的解決方案包括印花釉法(decal),但是應(yīng)用這些解決方案到例如肋條的空氣動(dòng)力表面能夠?qū)邨l的空氣動(dòng)力性能產(chǎn)生負(fù)面影響,并且因此降低了肋條有效性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
一種示例裝置包括在交通工具的外表面上的空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu),以及被疊加在空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)上的亞微觀結(jié)構(gòu),其中所述亞微觀結(jié)構(gòu)被隔開以減少反射。
一種示例方法包括使用交通工具,其中亞微觀結(jié)構(gòu)被疊加在所述交通工具的空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)上,以及其中所述亞微觀結(jié)構(gòu)被大約為可見光波長的距離隔開以減少反射。
另一示例方法包括在空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)上提供亞微觀結(jié)構(gòu),其中所述亞 微觀結(jié)構(gòu)被隔開以減少反射。
另一示例方法包括經(jīng)由工具將紋理外表面提供到與交通工具的外表面相關(guān)聯(lián)的肋條上以減少閃爍。
另一示例裝置包括在交通工具的外表面上的空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu),其中所述空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)具有主峰和所述主峰之間的基表面,以及在所述基表面上或靠近所述基表面的次峰,其中所述次峰的高度低于所述主峰高度的三分之一。
一個(gè)實(shí)施例涉及一種裝置,所述裝置包括在交通工具的外表面上的空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu);以及疊加在所述空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)上的亞微觀結(jié)構(gòu),其中所述亞微觀結(jié)構(gòu)被隔開以減少反射。所述亞微觀結(jié)構(gòu)之間的間距可以大約為可見光的波長??諝鈩?dòng)力微觀結(jié)構(gòu)可以包括飛行器肋條。所述肋條可以具有在所述肋條的尖端附近的相對(duì)較小的亞微觀結(jié)構(gòu)和在所述肋條的凹處附近的相對(duì)較大的亞微觀結(jié)構(gòu)。亞微觀結(jié)構(gòu)的表面可以被涂覆反射涂層。亞微觀結(jié)構(gòu)之間的間距可以小于約0.4微米。根據(jù)對(duì)優(yōu)質(zhì)反射的需求,亞微觀結(jié)構(gòu)之間的間距可以在約0.4和0.7微米之間。所述裝置還可以包括鄰近空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)的色彩層。
本發(fā)明的實(shí)施例涉及使用交通工具的方法,其中亞微觀結(jié)構(gòu)被疊加在所述交通工具的空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)上,并且其中亞微觀結(jié)構(gòu)被大約為可見光的波長的距離隔開以減少反射。在空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)上提供亞微觀結(jié)構(gòu),以及隔開所述亞微觀結(jié)構(gòu)以減少反射將增強(qiáng)本發(fā)明的性能以減少反射。亞微觀結(jié)構(gòu)可以從微觀結(jié)構(gòu)的基部到所述微觀結(jié)構(gòu)的尖端具有不同的幾何構(gòu)型。亞微觀結(jié)構(gòu)可以被機(jī)械加工到所述空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)上。亞微觀結(jié)構(gòu)之間的距離可以小于約0.4微米。根據(jù)對(duì)優(yōu)質(zhì)反射的需求,亞微觀結(jié)構(gòu)之間的距離在約0.4和0.7微米之間。亞微觀結(jié)構(gòu)可以具有三角形形狀、凹槽形狀、正弦曲線形狀、拋物線形狀、錐形形狀、圓柱形形狀或多個(gè)缺口中的一個(gè)或多個(gè)。
另一實(shí)施例涉及一種方法,所述方法包括在空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)上提供亞微觀結(jié)構(gòu),其中所述亞微觀結(jié)構(gòu)被隔開以減少反射。所述亞微觀結(jié)構(gòu)之間的距離可以大約為可見光的波長。提供亞微觀結(jié)構(gòu)可以包括機(jī)械加工、鑄造或擠壓所述亞微觀結(jié)構(gòu)到所述空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)上。提供亞微觀結(jié)構(gòu)可以包括壓印所述亞微觀結(jié)構(gòu)到所述空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)上。提供亞微觀結(jié)構(gòu)可以包括機(jī)械加工或壓印所述微觀結(jié)構(gòu)。所述方法還可以包括對(duì)齊工具以提供所述亞 微觀結(jié)構(gòu)到所述空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)上,并且其中提供所述亞微觀結(jié)構(gòu)經(jīng)由所述工具完成。所述工具可以是壓印工具。亞微觀結(jié)構(gòu)之間的所述距離在約0.4和0.7微米之間。
一個(gè)實(shí)施例包括一種方法,所述方法涉及經(jīng)由工具將紋理外表面提供到與交通工具的外表面相關(guān)聯(lián)的肋條上以減少閃爍。所述紋理外表面可以包括亞微觀結(jié)構(gòu),其中所述亞微觀結(jié)構(gòu)之間的距離大約為可見光的波長。亞微觀結(jié)構(gòu)可以具有三角形形狀、凹槽形狀、正弦曲線形狀、錐形形狀、圓柱形形狀、拋物線形狀或多個(gè)缺口中的一個(gè)或多個(gè)。亞微觀結(jié)構(gòu)之間的距離可以大約等于約0.4和0.7微米之間的范圍。肋條的脊峰相對(duì)于所述肋條的凹處的高度可以大約為10-200微米。所述交通工具可以包括飛行器。
一個(gè)實(shí)施例可以涉及一種裝置,所述裝置包括在交通工具的外表面上的空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu),所述空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)具有主峰和所述主峰之間的基表面;以及在所述基表面上或靠近所述基表面的次峰,其中所述次峰的高度低于所述主峰高度的三分之一。主峰或次峰的一個(gè)或多個(gè)可以具有疊加到它們上的亞微觀結(jié)構(gòu)以改進(jìn)性能。主峰或次峰的一個(gè)或多個(gè)可以是凸脊形的以增強(qiáng)特定條件期間的空氣動(dòng)力效率。主峰和次峰可以是凸脊形的,并且所述主峰和所述次峰的凸脊基本上彼此平行地共同延伸。次峰可以位于空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)的基部部分和色彩層之間的界面上。
附圖說明
圖1說明了可以被用于實(shí)施本文公開的示例方法和裝置的示例飛行器。
圖2是來自圖1的示例飛行器的外表面的示例肋條微觀結(jié)構(gòu),本文公開的示例可以被實(shí)施在所述示例肋條微觀結(jié)構(gòu)上。
圖3是具有根據(jù)本公開教導(dǎo)的疊加的亞微觀結(jié)構(gòu)的示例微觀結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖4說明了具有疊加的亞微觀結(jié)構(gòu)的另一示例微觀結(jié)構(gòu)的示例表面部分,所述疊加的亞微觀結(jié)構(gòu)可以小于光的波長。
圖5A-5F說明了可以被用于實(shí)施微觀結(jié)構(gòu)以及可以被疊加在微觀結(jié)構(gòu)上的亞微觀結(jié)構(gòu)的示例形狀。
圖6是具有疊加在示例微觀結(jié)構(gòu)的基表面上的亞微觀結(jié)構(gòu)的另一示例微觀結(jié)構(gòu)的視圖。
圖7是具有疊加在示例微觀結(jié)構(gòu)的基表面上的亞微觀結(jié)構(gòu)并且在界面處具有附加的亞微觀結(jié)構(gòu)的另一示例微觀結(jié)構(gòu)的視圖。
圖8說明了可以被用于實(shí)施本文公開的示例的示例性輥軋成形系統(tǒng)。
圖9說明了可以被用于實(shí)施本文公開的示例的示例壓印系統(tǒng)。
圖10是圖9的示例性壓印系統(tǒng)的詳細(xì)視圖。
圖11是可以被用于實(shí)施本文公開的示例的示例方法的流程圖。
只要可能,相同的參考數(shù)字將貫穿(多個(gè))附圖和所附書面說明書被使用,以表示相同的或相似的部件。如本公開中使用的,陳述任何部件以任何方式設(shè)置(例如,設(shè)置、位于、布置或成形等)在另一部件上,意為提及的部件與另一部件接觸,或提及的部件在另一部件上方,其中一個(gè)或多個(gè)中間部件位于它們之間。陳述任何部件與另一部件接觸意為在兩個(gè)部件之間沒有中間部件。
具體實(shí)施方式
本文公開了具有亞微觀結(jié)構(gòu)的空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)。例如,像肋條這樣的微觀結(jié)構(gòu)通常被用在飛行器的空氣動(dòng)力表面上以改變和/或改進(jìn)飛行特性以降低飛行器的整體阻力,例如,并且因此,可以導(dǎo)致整體的燃料節(jié)省和/或減少二氧化碳排放等。然而,這些肋條和其他空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu)也可以引起某些相關(guān)聯(lián)的和/或非預(yù)期的光學(xué)/視覺作用,所述光學(xué)/視覺作用包括改變某些角度和/或觀察角度處的反射率,由此潛在地引起閃爍和/或?qū)︼w行器的美觀的其他潛在作用(例如,光澤、顏色作用、顏色失真等)。
飛行器和/或與飛行器相關(guān)聯(lián)的例如肋條的外部微觀結(jié)構(gòu)可以具有精加工的、平滑的和/或拋光的表面,這些表面具有高反射率并且可以導(dǎo)致能夠引起閃爍的菲涅耳反射(Fresnel reflection)。在大致與肋條對(duì)準(zhǔn)的方向中導(dǎo)致的閃爍能夠朝飛行其他飛行器的飛行員和/或所述飛行器的觀察者反射大量光。閃爍也能夠影響飛行器飛行員的可見度和/或觀察能力(例如,飛行員視覺受損于從飛行員所飛行的飛行器的機(jī)頭反射的太陽光)。在某些實(shí)施例中,有利的是具有低光澤和/或減少的反射(例如,軍事應(yīng)用等)。
本文公開的示例利用亞微觀結(jié)構(gòu)(例如,納米結(jié)構(gòu)),所述亞微觀結(jié)構(gòu)可以是或可以不是納米級(jí)的(例如,在(多個(gè))尺寸中大約為10-9米級(jí)),其被疊加在微觀結(jié)構(gòu)(例如,外部空氣動(dòng)力微觀結(jié)構(gòu))之上或之下以減少可以由 例如微觀結(jié)構(gòu)引起的閃爍和/或反射(例如,菲涅耳反射等)。在一些示例中,其中實(shí)施多個(gè)示例的微觀結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于交通工具(例如,飛行器、陸基交通工具、潛艇等)。這些肋條被用于減小交通工具的阻力系數(shù)。在一些示例中,所述亞微觀結(jié)構(gòu)被用于定制被提供示例微觀結(jié)構(gòu)的交通工具的表面或者特征的光學(xué)和/或美觀屬性。
對(duì)于具有低反射可以是有利的應(yīng)用來說,本文公開的示例允許減少自交通工具的反射和/或閃爍的交通工具表面。本文公開的示例還允許交通工具的定制的光學(xué)效果。特別地,例如,一些示例通過限制或增加相對(duì)于交通工具的可見外表面的某些位置處和/或觀察角度的反射率或透射率允許例如色彩層的某些美觀特征從某些預(yù)定角度可被觀察到。所述色彩層可以被機(jī)械地耦合到微觀結(jié)構(gòu)和/或與微觀結(jié)構(gòu)是一體的,所述微觀結(jié)構(gòu)用于不同的裝飾和/或反射作用。在一些示例中,色彩層和/或微觀結(jié)構(gòu)可以具有在色彩層和微觀結(jié)構(gòu)之間的界面特征(例如,紋理表面),用于不同的光學(xué)效果,例如光吸收或折射作用。
在一些示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)通過機(jī)械加工或任何其它適合的工藝被提供到微觀結(jié)構(gòu)。特別地,例如,亞微觀結(jié)構(gòu)可以經(jīng)由輥軋成形或壓印加工被成形在微觀結(jié)構(gòu)上。在本文公開的一些示例中,在微觀結(jié)構(gòu)被擠壓時(shí)(例如,內(nèi)聯(lián)二次加工)亞微觀結(jié)構(gòu)被成形在所述微觀結(jié)構(gòu)上。提供和/或生成亞微觀結(jié)構(gòu)可以經(jīng)由直接表面修改或間接地經(jīng)由創(chuàng)建輥軋成形或壓印的工具而發(fā)生,或者通過擠壓成形、鑄造、噴涂、蝕刻等而發(fā)生。
如本文使用的,術(shù)語“微觀結(jié)構(gòu)”可以指幾何構(gòu)型特征,該幾何構(gòu)型特征的尺寸和/或幾何構(gòu)型特征之間的距離(例如,周期性距離,高度和/或?qū)挾鹊?具有大約10-200微米的大小,但是通常是75-125微米。如本文使用的,術(shù)語“亞微觀結(jié)構(gòu)”可以指幾何構(gòu)型特征,該幾何構(gòu)型特征的尺寸和/或幾何構(gòu)型特征的距離(例如,周期性或非周期性距離、高度和/或?qū)挾鹊?顯著地小于微觀結(jié)構(gòu)。在這些示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)可以具有大約0.1-10微米的大小。一些亞微觀結(jié)構(gòu)(它們有時(shí)被稱為“納米結(jié)構(gòu)”)的大小和/或距離(例如,周期性距離)的范圍可以大約等于或小于可見光的波長,其為約0.4-0.7微米。因此,術(shù)語“亞微觀結(jié)構(gòu)”也可以指小于約0.4微米的尺寸。因此,對(duì)于本文使用的術(shù)語“微觀結(jié)構(gòu)”和“亞微觀結(jié)構(gòu)”,短語“大約等于光的波長”意為尺寸可以從約0.1至10微米的范圍內(nèi)變化。
圖1說明了示例飛行器100,其中本文公開的示例可以被實(shí)施在所述飛行器100中。示出示例的飛行器100包括尾部101、水平穩(wěn)定器106、頭部(例如,駕駛艙部)110和與機(jī)身114附連的機(jī)翼112,所述尾部101包括與背側(cè)整流罩104相鄰的垂直尾翼102。本文描述的示例可以被應(yīng)用到尾部101、頭部110、穩(wěn)定器106、機(jī)翼112和/或機(jī)身114中的任意的表面和/或特征(例如,肋條)或任意其他外部或外側(cè)結(jié)構(gòu)(例如,機(jī)翼支柱、發(fā)動(dòng)機(jī)支柱、鴨式穩(wěn)定器等)和/或表面。
圖2是來自圖1的示例飛行器100的外表面的示例微觀結(jié)構(gòu)200,在所述微觀結(jié)構(gòu)上可以實(shí)施本文公開的示例。示出示例的微觀結(jié)構(gòu)200包括凸脊202和基表面(例如,凹處、飛行器表面等)204,所述凸脊202彼此間隔開,所述基表面204將凸脊202彼此隔開。在這個(gè)示例中,凸脊202的輪廓大致是三角形的,由此限定具有大致三角形橫截面的凸脊。微觀結(jié)構(gòu)200的輪廓是被擠壓出的,以限定微觀結(jié)構(gòu)200(例如,微觀結(jié)構(gòu)200的限定的體積)。雖然在這個(gè)示例中示例微觀結(jié)構(gòu)200是被擠壓出的,但是示例性微觀結(jié)構(gòu)200可以通過壓印、鑄造、沖壓、熱成形、機(jī)械加工等被成形。在其他示例中,基表面204可以具有比凸脊202更小的凸脊(例如,小于凸脊202高度的三分之一)以控制閃爍。
在這個(gè)示例中,微觀結(jié)構(gòu)200是飛行器100的肋條,并且例如被用于通過減小飛行器100的整體阻力改變飛行器100的空氣動(dòng)力特性,并且可以位于飛行器100的任意外表面上。示出示例的微觀結(jié)構(gòu)200被用于通過控制湍流邊界層和/或阻止與飛行器100外表面附近的空氣中的湍流邊界層相關(guān)聯(lián)的交叉流動(dòng)(cross-flows)來減小空氣動(dòng)力阻力。特別地,示例微觀結(jié)構(gòu)200具有凸脊202并且被安裝在飛行器100的外表面上,并且與期望的氣流方向?qū)?zhǔn)。這種對(duì)準(zhǔn)允許凸脊202作為擾亂和降低外表面附近的橫向氣流移動(dòng)的小的柵欄或?qū)蚱饕栽鰪?qiáng)內(nèi)聯(lián)(in-line)湍流氣流并且降低來自外表面的蒙皮摩擦,由此減小飛行器100的整體阻力。在一些示例中,微觀結(jié)構(gòu)200在飛行器100的制造過程中或制造之后不被附連或安裝在外表面上,而是與外表面集成。例如,微觀結(jié)構(gòu)200可以預(yù)先成形到外表面內(nèi)或外表面上(例如,機(jī)械加工或模制到蒙皮表面上、構(gòu)建到復(fù)合固化部件中、自動(dòng)鋪設(shè)等)而不是被耦合(例如,機(jī)械地附著)到外表面。
微觀結(jié)構(gòu)200的整體幾何構(gòu)型通常可以引起定向(例如,前向散射或背 散射)反射,和/或被稱為閃爍的光學(xué)現(xiàn)象。當(dāng)光以接近表面的某些角度(例如,入射角遠(yuǎn)離表面法線)撞擊表面引起光射線從微觀結(jié)構(gòu)200的表面和/或刻面(facets)朝相對(duì)于微觀結(jié)構(gòu)200和飛行器100的某些觀察角度和/或位置向前反射(例如,前向散射)時(shí)最常發(fā)生閃爍。來自直接照明或來自從另一表面的反射的入射光可以撞擊所述表面。在一些示例中,這個(gè)反射可以在相對(duì)于微觀結(jié)構(gòu)200的某些觀察角度和/或位置處引起閃爍。如圖2中所示,入射光射線206可以幾乎平行于凸脊表面地撞擊一個(gè)凸脊202,并且因此反射208朝基表面204向前行進(jìn),其中被反射的光射線208可以被吸收、被傳輸或被反射。類似地,例如,光射線210可以導(dǎo)致從基表面204朝凸脊202中的一個(gè)的表面的反射212。所述反射208、212有時(shí)被稱為掠射角光反射,因?yàn)樗鼈兪怯捎谌肷涔馍渚€掃略(以遠(yuǎn)離法線的角度撞擊所述表面)所述表面而引起的反射并且可以引起包括強(qiáng)反射和/或閃爍的不期望的和/或非預(yù)計(jì)的光學(xué)效果。
圖3是具有根據(jù)本公開的教導(dǎo)的疊加的亞微觀結(jié)構(gòu)(例如,納米級(jí)凸脊、亞微觀結(jié)構(gòu)圖案等)的微觀結(jié)構(gòu)(例如,肋條、擠壓的肋條)300的截面視圖。示出示例的微觀結(jié)構(gòu)300具有不同的部分,其包括具有尖端305的遠(yuǎn)端部分304、中間部分306和基部部分308。在這個(gè)示例中,遠(yuǎn)端部分304通過過渡部分310與中間部分306分離,在過渡部分310中,亞微觀結(jié)構(gòu)可以從一個(gè)大小過渡到另一大小(例如,逐漸過渡)。過渡部分310具有亞微觀結(jié)構(gòu)312,而中間部分306具有亞微觀結(jié)構(gòu)314。同樣地,示出示例的基部部分308具有亞微觀結(jié)構(gòu)316。在一些示例中,尖端305可以太小以至于沒有亞微觀結(jié)構(gòu)被疊加到尖端305上。然而,在一些示例中,靠近尖端305和/或在尖端305上可以疊加納米級(jí)亞微觀結(jié)構(gòu)。
示出示例的亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316的每一個(gè)均具有特性特征。例如,亞微觀結(jié)構(gòu)314的特性特征包括基表面(例如,凹處)318、間距(例如,周期性的、非周期性的)320、脊峰高度322和傾斜角度(例如,相對(duì)于微觀結(jié)構(gòu)300的表面或刻面的角度)324。在這個(gè)示例中,光射線330被示出引導(dǎo)向中間部分306。在這個(gè)示例中,光射線330的波長類似于距離320并且當(dāng)光射線330朝亞微觀結(jié)構(gòu)314行進(jìn)時(shí),一部分光射線330被傳輸?shù)揭粋€(gè)基表面318,并且光射線330的另一部分從亞微觀結(jié)構(gòu)314反射。由于光射線330的波長大約類似于間距320的大小,因此光射線330的很大一部分被亞微觀結(jié)構(gòu)314 吸收,并且因此,從亞微觀結(jié)構(gòu)314反射的光射線330的所述部分被顯著降低和/或被消除,由此降低由光射線330產(chǎn)生的反射和/或閃爍。此外,由于亞微觀結(jié)構(gòu)314具有凸脊和距離,所述凸脊具有朝基表面318相對(duì)平滑增加的凸脊寬度(例如,亞微觀結(jié)構(gòu)314在其基部處比其各自尖端更寬),所述距離是可見光波長的數(shù)量級(jí),所以它們?cè)谖⒂^結(jié)構(gòu)300的表面上生成了梯度折射率??商鎿Q地,朝基表面318的微觀結(jié)構(gòu)314的整體寬度變化的形狀利于從微觀結(jié)構(gòu)314的光分量反射(例如,菲涅爾反射)。
與亞微觀結(jié)構(gòu)314和/或亞微觀結(jié)構(gòu)316相比,過渡部分310的遠(yuǎn)端部分304的示例亞微觀結(jié)構(gòu)312具有相對(duì)較小的脊峰高度和間距(例如,周期性的距離)。因此,在適用于上述亞微觀結(jié)構(gòu)314的方法中,示出示例的亞微觀結(jié)構(gòu)312降低和/或最小化由入射光射線造成的反射或閃爍。在這個(gè)示例中,與亞微觀結(jié)構(gòu)314相比,亞微觀結(jié)構(gòu)312相對(duì)較小且更加密集地封裝在一起,以保持微觀結(jié)構(gòu)300的某些空氣動(dòng)力平滑。特別地,過渡區(qū)域310中和/或尖端305附近的較大亞微觀結(jié)構(gòu)可以引起增加的阻力和/或湍流。在這個(gè)示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)312不延伸到尖端305中,以防止微觀結(jié)構(gòu)300的耐久性問題、損壞和/或過早結(jié)構(gòu)故障。另外,在一些示例中,位于微觀結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)端附近或該遠(yuǎn)端附近的過渡區(qū)域的亞微觀結(jié)構(gòu)相對(duì)較小(例如,高度和/或(多個(gè))周期性距離等)以便更容易地制造和/或基于制造約束。
在這個(gè)示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)316的脊峰高度和距離類似于亞微觀結(jié)構(gòu)314??商鎿Q地,與亞微觀結(jié)構(gòu)314和/或亞微觀結(jié)構(gòu)312相比,亞微觀結(jié)構(gòu)316的脊峰高度和/或距離可以變化。在一些示例中,在一些位置中,亞微觀結(jié)構(gòu)316可不同于亞微觀結(jié)構(gòu)314,但是亞微觀結(jié)構(gòu)316具有過渡梯度,其中鄰近亞微觀結(jié)構(gòu)314的亞微觀結(jié)構(gòu)316的尺寸特性與亞微觀結(jié)構(gòu)314的尺寸特性類似,但是離亞微觀結(jié)構(gòu)314較遠(yuǎn)的則不同。同樣地,亞微觀結(jié)構(gòu)314可以具有到亞微觀結(jié)構(gòu)312的過渡梯度,并且反之亦然。
雖然亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316被示出在一些位置大體垂直于微觀結(jié)構(gòu)300的表面突出,但是亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316中的任意一種均可以相對(duì)于它們從中延伸出的微觀結(jié)構(gòu)300的各自表面成角度和/或成形(例如,可以是傾斜的)。在一些示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316的這種角度調(diào)整增加了亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316的可制造性(例如,在機(jī)械加工、鑄造或模制加工等等中移除工具)的容易度。另外,相對(duì)于微觀結(jié)構(gòu)300的表面調(diào)整亞微 觀結(jié)構(gòu)312、314、316的角度可以允許光射線入射在微觀結(jié)構(gòu)300上的不同的視覺作用和/或反射角度。在一些示例中,這種角度調(diào)整和/或成形也可以允許反射只在相對(duì)于微觀結(jié)構(gòu)300的某些角度(例如,觀察角度)處被觀察到。
雖然示例性亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316在圖3中也被示為在各/獨(dú)立的亞微觀結(jié)構(gòu)中具有大致規(guī)則的圖案(例如,各亞微觀結(jié)構(gòu)之間的距離是相對(duì)類似的)和/或相對(duì)一致的高度,但是亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316的特性可以在微觀結(jié)構(gòu)300的多個(gè)部分上變化。例如,亞微觀結(jié)構(gòu)314的距離(例如,周期性的距離)320可以從基部部分308變化到尖端305(例如,距離320的伸長或縮短和/或脊峰高度322的伸長或縮短)。在一些示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)的整體形狀、幾何構(gòu)型和/或(一個(gè)或多個(gè))結(jié)構(gòu)可以在微觀結(jié)構(gòu)300的不同部分上變化(例如,在微觀結(jié)構(gòu)的一個(gè)部分中是凸脊形亞微觀結(jié)構(gòu)而在另一部分中是錐形亞微觀結(jié)構(gòu))。附加地或可替換地,亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316中的任意一個(gè)均可以具有隨機(jī)分布的脊峰高度和/或各亞微觀結(jié)構(gòu)之間的間距。
雖然示出示例的微觀結(jié)構(gòu)300是凸脊形的,但是微觀結(jié)構(gòu)300可以是任意適合的形狀或幾何構(gòu)型,包括下面結(jié)合圖5A-5F描述的任意形狀和/或任意形狀的組合。同樣地,雖然在圖3中的亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316被示為具有大體三角凸脊形輪廓或橫截面,但是它們可以是任意適合的形狀,包括下面所示的與圖5A-5F相關(guān)聯(lián)的任意形狀和/或所述形狀或幾何構(gòu)型的任意組合。
在一些示例中,涂層可以被應(yīng)用到微觀結(jié)構(gòu)300和/或任意亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316。例如,微觀結(jié)構(gòu)300和/或亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316可以被涂覆抗反射涂層、反射涂層和/或色彩涂層(例如,油漆、油墨或染料浸劑),它們完全和/或部分涂覆在單側(cè)或刻面上,以控制光在預(yù)定方向和/或(一個(gè)或多個(gè))觀察角度中的反射。在一些示例中,涂層只被應(yīng)用到微觀結(jié)構(gòu)300的部分(例如,基部部分308、中間部分306和/或遠(yuǎn)端部分304)和/或亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316的部分(例如,亞微觀結(jié)構(gòu)314的面向上的表面等)。
圖4示出了具有在表面404上的疊加的亞微觀結(jié)構(gòu)(例如,納米結(jié)構(gòu))402的示例微觀結(jié)構(gòu)表面400。在這個(gè)示例中,微觀結(jié)構(gòu)400和疊加的亞微觀結(jié)構(gòu)402也是聚合物,并且因此,限定用于入射光射線的空氣-聚合物界面406。與上面結(jié)合圖3所描述的亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316不同,示出示例的亞微觀結(jié)構(gòu)402具有圓形的錐狀突出物(有時(shí)被稱為蛾眼幾何構(gòu)型(motheye geometry))。大致垂直于表面404延伸的示例亞微觀結(jié)構(gòu)402具有類似于入射光的波長或入射光的波長的數(shù)量級(jí)的相關(guān)聯(lián)的特性尺寸(例如,被距離隔開,具有相應(yīng)的傾斜(pitch)距離)和/或被限定在疊加在微觀結(jié)構(gòu)上的亞微觀結(jié)構(gòu)的距離和高度之間的寬高比。
在這個(gè)示例中,箭頭408表示朝亞微觀結(jié)構(gòu)402引導(dǎo)的入射光射線的大致方向。由于朝亞微觀結(jié)構(gòu)402定向,示例入射光射線被分割成由箭頭410表示的較小的反射部分和由箭頭412表示的且基于材料特性的被耦合到材料中的較大的傳輸和/或吸收部分。示出的示例的箭頭408、410、412也分別由相對(duì)于表面404示出的箭頭416、418、420表示。在這個(gè)示例中,箭頭418被反射,而箭頭420被傳輸和折射。然而,示出示例的亞微觀結(jié)構(gòu)402通過生成從空氣到微觀結(jié)構(gòu)400的材料的折射率的逐漸變化而顯著降低(一個(gè)或多個(gè))菲涅爾反射的強(qiáng)度,并且因此減少了來自表面404的閃爍。
圖5A-5G圖示出可以被用于微觀結(jié)構(gòu)以及可以疊加到微觀結(jié)構(gòu)的亞微觀結(jié)構(gòu)(例如,納米結(jié)構(gòu))的幾何構(gòu)型(例如,形狀)的示例。圖5A-5G的示例形狀也可以被利用作為這些形狀的任意組合和/或用于微觀結(jié)構(gòu)和亞微觀結(jié)構(gòu)兩者的任意其他適合的形狀。特別地,圖5A-5G中示出的形狀可以被彼此疊加(例如,隨著亞微觀結(jié)構(gòu)被施加到微觀結(jié)構(gòu)上等)。例如,圖5E的示例突出物540可以作為亞微觀結(jié)構(gòu)被疊加到圖5G的示例突出物562或間隙564上,并且反之亦然。
圖5A描繪了可以被用于實(shí)施本文描述的示例微觀結(jié)構(gòu)和/或亞微觀結(jié)構(gòu)的示例突出物(例如,從基表面的凸塊、突出物等)形狀500。示例性突出物形狀500也具有對(duì)應(yīng)的凸塊輪廓(例如,截面形狀)504,所述對(duì)應(yīng)的凸塊輪廓可以沿多個(gè)方向變化并且其可以是正弦曲線、拋物線、三角形或任何其它適合的幾何構(gòu)型。在具有拋物線形輪廓的示例微觀結(jié)構(gòu)中,亞微觀結(jié)構(gòu)可以被疊加到靠近與三角形微觀結(jié)構(gòu)相對(duì)的微觀結(jié)構(gòu)的拋物線形微觀結(jié)構(gòu)上。在一些示例中,三角形微觀結(jié)構(gòu)尖端附近放置的亞微觀結(jié)構(gòu)可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)弱化和/或由于制造約束而不可行(例如,工具可能不能從三角形微觀結(jié)構(gòu)移走而不損壞尖端附近的亞微觀結(jié)構(gòu))。
圖5B描繪了示例性幾何構(gòu)型,其作為獨(dú)立形狀被示出并且可以被應(yīng)用到微觀結(jié)構(gòu)或亞微觀結(jié)構(gòu)。示例幾何構(gòu)型包括三角形形狀510、圓柱形形狀512、矩形形狀514和正弦曲線和/或拋物線形狀516。例如,三角形形狀510可以 是錐形、錐體形狀或三角形凸脊。一般地,圖5B的示例幾何構(gòu)型可以是具有對(duì)應(yīng)深度的形狀輪廓(例如,具有延伸出或擠壓出的限定深度的二維形狀)或例如錐形的三維形狀。例如,拋物線形狀516可以被擠壓/延伸為截面或者可以圍繞軸線被旋轉(zhuǎn)以具有三維拋物線形狀。
圖5C描繪了具有不同高度的示例幾何構(gòu)型520,其可以被應(yīng)用到微觀結(jié)構(gòu)或亞微觀結(jié)構(gòu)。示出的示例的幾何構(gòu)型520包括脊峰522和亞脊峰524,它們可以以相對(duì)規(guī)則圖案(例如,交替圖案)被布置或者可以不以規(guī)則圖案(例如,隨機(jī)分布)被布置??商鎿Q地,預(yù)定數(shù)量的亞脊峰524可以位于脊峰522之間的跨距內(nèi)(例如,在一個(gè)或多個(gè)方向上脊峰522之間的三個(gè)亞脊峰524,等等)。在這些示例的任意一個(gè)中,脊峰522和亞脊峰524相對(duì)于彼此的布置可以允許不同的光學(xué)效果和/或減少的閃爍。在一些示例中,亞脊峰524可以是微觀結(jié)構(gòu)或是亞微觀結(jié)構(gòu)。
圖5D描繪了二維或三維示例性傾斜的幾何構(gòu)型530,其可以允許改進(jìn)的和/或期望的光學(xué)效果和/或經(jīng)由例如簡(jiǎn)化的工具釋放而更易于制造。示出示例的傾斜的幾何構(gòu)型530可以被實(shí)施為微觀結(jié)構(gòu)或亞微觀結(jié)構(gòu)。例如,具有傾斜的幾何構(gòu)型的亞微觀結(jié)構(gòu)可以被疊加到具有傾斜的幾何構(gòu)型的微觀結(jié)構(gòu)上。
圖5E描繪了具有從表面延伸出(例如,突出)的圖案的三維突出物540。在這個(gè)示例中,突出物540具有類似錐形的形狀。示出示例的突出物540可具有矩形刻面和/或?yàn)榫哂袌A形截面的錐形。雖然圖5E的示出示例顯示了類似錐形的形狀,但是任何適合的形狀也可以被使用,包括本文公開的示例中所描述的那些形狀。在一些示例中,三維拋物線函數(shù)(例如,旋轉(zhuǎn)拋物線函數(shù))可以被用來限定三維突出物。
圖5F描繪了表面上的三維缺口550。示例性缺口550可以是任意適合的形狀,包括本文描述的那些形狀。例如,所述缺口可以是類似橢圓形的或圓形缺口(例如,凸塊缺口(bump indentation))、孔、凸脊和/或凹槽等。在一些示例中,三維缺口550和例如圖5E的類似錐形的幾何構(gòu)型540的類似錐形的突出物的組合可以被用于限定具有獨(dú)特光學(xué)特性的微觀結(jié)構(gòu)或亞微觀結(jié)構(gòu)的形狀。
圖5G描繪了圖案560,在圖案560中,突出物(例如,三角形凸脊)562被間隙(例如,平面間隙)564隔開,圖案560類似于圖2的微觀結(jié)構(gòu)200。 在這個(gè)示例中,突出物562以大體相似或相等的距離被彼此隔開。然而,在其他示例中,突出物562之間的間距可以變化(例如,可以是不規(guī)則的)以改進(jìn)可制造性(例如,工具分離)和/或以便某些期望的光學(xué)效果。在一些示例中,間隙564是彎曲的,具有多個(gè)區(qū)段和/或是波狀的。
圖6是另一示例性微觀結(jié)構(gòu)600的視圖,其在這個(gè)示例中是肋條。示例性微觀結(jié)構(gòu)600包括微觀結(jié)構(gòu)凸脊(例如,肋條凸脊)602,所述微觀結(jié)構(gòu)凸脊602具有大致三角形的尖端604和凸脊602的表面(例如,刻面)606。示例性微觀結(jié)構(gòu)600包括亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610,所述亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610延伸穿過肋條凸脊602和另一相鄰肋條凸脊(例如,之間的跨距)之間的微觀結(jié)構(gòu)600的基部。在這個(gè)示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610是被提供在微觀結(jié)構(gòu)600的基部上的亞微觀結(jié)構(gòu),并且還包括彼此相鄰并且限定凸脊610的脊峰的凸脊表面(例如,刻面)612、614。在一些示例中,凸脊表面612、614具有自垂直線的相對(duì)于彼此不同的傾斜角度(例如,凸脊表面612、614處于相對(duì)于圖6中所示的視圖中的垂直線不同的角度)。示出示例的微觀結(jié)構(gòu)600和亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610與色彩層620相鄰。
在這個(gè)示例中,肋條凸脊602和亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610在相對(duì)于彼此大致垂直的方向上延伸。在其他示例中,示例性亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610可以基本平行于肋條凸脊602或相對(duì)于肋條凸脊602成角度。在一些示例中,跨越凸脊602和相鄰?fù)辜怪g的表面具有輪廓線,所述輪廓線在肋條凸脊602和相鄰的肋條邊緣之間可以是相對(duì)平坦的、彎曲的和/或成角度的,并且因此,亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610可以遵從這種輪廓線。在一些示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610以相對(duì)于肋條凸脊602的不同角度被取向,以用于包括減少閃爍作用的不同的光學(xué)效果(例如,針對(duì)相對(duì)于示例微觀結(jié)構(gòu)600的觀察角度的特定范圍的閃爍減少)和/或可以由色彩(例如,之前被著色)材料制造。
示出示例的微觀結(jié)構(gòu)600被機(jī)械加工地耦合和/或附連到色彩層620。在一些示例中,色彩層620與微觀結(jié)構(gòu)600一體形成。在一些示例中,色彩層620可以是被著色的微觀結(jié)構(gòu)的一部分(例如被涂覆,等)和/或在二次加工(例如,分層加工等)期間被增加到所述微觀結(jié)構(gòu)600。
在圖6的示出示例中,微觀結(jié)構(gòu)600是微透明(semi-translucent)的、完全半透明的(fully translucent)或透明的。特別地,示例性微觀結(jié)構(gòu)凸脊602和亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610可以允許至少一部分光傳播通過其中,同時(shí)基于介質(zhì) 的光折射率和在光傳播所通過的界面處的入射角度而反射另一部分光。在這個(gè)示例中,入射光射線630朝微觀結(jié)構(gòu)凸脊602的表面606引導(dǎo)。示出示例的入射光射線630具有產(chǎn)生的傳輸分量632,所述傳輸分量632在凸脊602中被吸收和/或傳播通過凸脊602。入射光射線還具有被反射的分量634,所述被反射的分量634朝亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610引導(dǎo)。在一些示例中,經(jīng)由疊加到表面606上的亞微觀結(jié)構(gòu)(例如,亞微觀結(jié)構(gòu)312、314、316、402),入射射線630至少部分被吸收在微觀結(jié)構(gòu)凸脊602內(nèi)。
示出示例的被反射的分量634是到亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610上的入射射線。入射射線634撞擊亞微觀結(jié)構(gòu)刻面614,由此生成另一反射的射線635,所述另一反射的射線635被引導(dǎo)回微觀結(jié)構(gòu)表面606,在微觀結(jié)構(gòu)表面606上,所述另一反射的射線635可以被散射、被傳輸經(jīng)過微觀結(jié)構(gòu)表面606和/或被吸收,由此減少閃爍。此外,產(chǎn)生的傳輸分量636被耦合到微觀結(jié)構(gòu)基部層中并且朝色彩層620引導(dǎo),在色彩層620中,反射部分638可以然后被朝向表面612、614反射,并且另一部分640可以在微觀結(jié)構(gòu)600的基部?jī)?nèi)被吸收或散射。這類吸收和/或散射可以通過將所述部分640再次引導(dǎo)到多個(gè)方向中而進(jìn)一步減少閃爍。在一些示例中,朝其他亞微觀結(jié)構(gòu)(例如,表面606上的亞微觀結(jié)構(gòu))引導(dǎo)反射的部分也可以進(jìn)一步減少閃爍(例如,朝亞微觀結(jié)構(gòu)傳送被反射的光分量)。
如上所述,在一些示例中,例如,表面606上的亞微觀結(jié)構(gòu)減少了朝亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610反射的光的量。在一些示例中,凸脊610和/或表面612、614具有疊加在它們上面的亞微觀結(jié)構(gòu)。
附加地或可替換地,表面612、614中的任一者可以是可反射的(例如,鏡面反射的)表面和/或具有反射部分,以控制被反射光的量級(jí)和方向。雖然在所述示例中凸脊610是亞微觀結(jié)構(gòu),但是它們可以是微觀結(jié)構(gòu)(例如,具有的尺寸大于本文所描述的亞微觀結(jié)構(gòu)),但是與微觀結(jié)構(gòu)600相比,凸脊610仍然相對(duì)較小??梢源_定,被設(shè)置在主微觀結(jié)構(gòu)之間(例如,在主微觀結(jié)構(gòu)之間的基部表面處)并且約為主微觀結(jié)構(gòu)的大小和/或間距的三分之一的相對(duì)較小的次級(jí)微觀結(jié)構(gòu)也可以控制和/或減少閃爍。因此,在一些示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊610可以改為是微觀結(jié)構(gòu),所述微觀結(jié)構(gòu)可以具有或可以不具有疊加在其上的亞微觀結(jié)構(gòu)。此類微觀結(jié)構(gòu)可以具有如高度大約為微觀結(jié)構(gòu)凸脊602的高度或?qū)挾鹊娜种?或更小)的尺寸(例如高度),以有效地控 制閃爍。
圖7是具有凸脊702和包括表面705、707的凸脊704的另一示例性微觀結(jié)構(gòu)700的視圖。示出示例的微觀結(jié)構(gòu)700相似于圖6的示例微觀結(jié)構(gòu)600,但是不同的是微觀結(jié)構(gòu)700具有帶有亞微觀結(jié)構(gòu)708的紋理的色彩層706,所述亞微觀結(jié)構(gòu)708限定了色彩層706和其余微觀結(jié)構(gòu)700之間的紋理的界面,其取代如圖6的示例微觀結(jié)構(gòu)600中所示的相對(duì)平坦的界面。在一些示例中,色彩層706具有延伸和/或部分延伸到肋條尖端702的部分(例如,擴(kuò)展件、突出物等)709。在這個(gè)示例中,例如,傳輸?shù)纳渚€710是從凸脊702的表面被反射的并且然后傳輸通過亞微觀結(jié)構(gòu)表面705進(jìn)入基部層,可以被亞微觀結(jié)構(gòu)708吸收和/或散射。特別地,亞微觀結(jié)構(gòu)708可以以類似于可見光波長的距離被間隔開。在這個(gè)示例中,延伸進(jìn)入凸脊702的色彩層706的部分709可以影響被散射和/或被吸收的光的量,或者影響觀察者觀察色彩層706的方式。附加地或可替換地,以類似的方式,例如,色彩層706可以延伸到凸脊704中(例如,至少部分匹配凸脊704的輪廓線)。在一些示例中,色彩層706在色彩層706延伸到肋條尖端702和/或凸脊704中的界面處具有帶紋理的界面。
在一些示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)708和/或與亞微觀結(jié)構(gòu)708相關(guān)聯(lián)的粗糙度被用于增強(qiáng)到微觀結(jié)構(gòu)基部色彩層706的耦合。特別地,亞微觀結(jié)構(gòu)708通過增加色彩層706和微觀結(jié)構(gòu)700之間的接觸表面積來增強(qiáng)到微觀結(jié)構(gòu)700的光學(xué)和機(jī)械耦合。在一些示例中,表面705、707可以是可反射的(例如,鏡面的)。附加地或可替換地,僅表面705可以是可反射的,而表面707可以是至少半透明的(例如,半透明、透明等),并且反之亦然。僅使表面的一部分是可反射的允許從不同觀察角度控制反射率和/或光吸收。在一些示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)708可以不是亞微觀結(jié)構(gòu)并且可替代地可以是微觀結(jié)構(gòu)尺寸的數(shù)量級(jí)的更大的紋理特征。
圖8示出使用輥軋成形的示例成形系統(tǒng)800,其可以被用于實(shí)施本文所公開的示例。示例性輥軋成形系統(tǒng)800包括具有亞微觀結(jié)構(gòu)成形凹槽804的輥802。在圖8的示出示例中,輥軋成形系統(tǒng)800正在被用于成形(例如,壓印)亞微觀結(jié)構(gòu)(例如,蛾眼亞微觀結(jié)構(gòu)、亞微觀結(jié)構(gòu)凸脊等)808到微觀結(jié)構(gòu)(例如,肋條)810的凸脊809上。
在輥軋成形系統(tǒng)800的操作中,微觀結(jié)構(gòu)810在大致由箭頭812指示的 方向上移動(dòng),而輥802在大致由箭頭814指示的方向上旋轉(zhuǎn)。在所述示例中,用于在凸脊809上成形亞微觀結(jié)構(gòu)808的蛾眼成形結(jié)構(gòu)在凹槽804內(nèi)(例如,用于成形亞微觀結(jié)構(gòu)808的工具加工形狀和/或幾何構(gòu)型),凹槽804也具有互補(bǔ)缺口以接收凸脊809。在凹槽804中的蛾眼成形結(jié)構(gòu)的大小可以改變,例如以在所述微觀結(jié)構(gòu)凸脊809的尖端附近成形較小的亞微觀結(jié)構(gòu)的同時(shí)在微觀結(jié)構(gòu)凸脊809其他位置上成形較大的亞微觀結(jié)構(gòu)(見圖3)。在一些示例中,經(jīng)由輥802施加到微觀結(jié)構(gòu)810的力被調(diào)節(jié)以改變亞微觀結(jié)構(gòu)808被成形到微觀結(jié)構(gòu)810上的程度。附加地或可替換地,微觀結(jié)構(gòu)810相對(duì)于機(jī)械加工系統(tǒng)800移動(dòng)的線速度和/或輥802的旋轉(zhuǎn)速度被調(diào)節(jié)以控制在微觀結(jié)構(gòu)810上成形亞微觀結(jié)構(gòu)808的過程和/或在微觀結(jié)構(gòu)810上成形亞微觀結(jié)構(gòu)808的程度。在一些示例中,輥表面802可以具有結(jié)構(gòu)816,以成形(例如,壓印)亞微觀結(jié)構(gòu)(例如,凸脊)到多個(gè)微觀結(jié)構(gòu)凸脊809之間的微觀結(jié)構(gòu)基部區(qū)域818中。
圖9示出了示例性成形系統(tǒng)900,其也可以被用于實(shí)施本文公開的示例。示例性成形系統(tǒng)900包括壓印設(shè)備902,在壓印設(shè)備902上安裝有對(duì)準(zhǔn)固定裝置904。每個(gè)固定裝置904具有成形輥(例如,漸縮的壓印輥)906、908以將亞微觀結(jié)構(gòu)成形(例如,壓印)到微觀結(jié)構(gòu)910上。
在操作中,示出示例的成形系統(tǒng)(例如,次級(jí)加工系統(tǒng))900在微觀結(jié)構(gòu)910在由箭頭912大致指示的方向上被擠壓時(shí)將亞微觀結(jié)構(gòu)成形到微觀結(jié)構(gòu)910上。在這個(gè)示例中,微觀結(jié)構(gòu)910是被擠壓的肋條(例如,肋條基體)。在壓印設(shè)備902的操作過程中,壓印設(shè)備902可以在由雙箭頭916大致指示的向上或向下方向上移動(dòng)。為了成形和/或增加亞微觀結(jié)構(gòu)到微觀結(jié)構(gòu)910上,示出示例的輥906、908分別在由箭頭902、922大致指示的方向上旋轉(zhuǎn)。
圖10是圖9的示例性成形系統(tǒng)900的詳細(xì)視圖。如上所述,示例性輥906、908將亞微觀結(jié)構(gòu)成形到微觀結(jié)構(gòu)910上。在輥906、908的旋轉(zhuǎn)過程中并且在微觀結(jié)構(gòu)910相對(duì)于輥906、908移動(dòng)時(shí),表面特征1006被用于在微觀結(jié)構(gòu)910上壓印亞微觀結(jié)構(gòu)1008。特別地,表面特征1006可以包括蛾眼亞微觀結(jié)構(gòu)和/或蛾眼成形結(jié)構(gòu)或任何其他適合的亞微觀結(jié)構(gòu)成形結(jié)構(gòu)(例如,凸脊)以將亞微觀結(jié)構(gòu)1008壓印到微觀結(jié)構(gòu)910上。在一些示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)1008的高度可以通過當(dāng)微觀結(jié)構(gòu)910相對(duì)于成形系統(tǒng)900移動(dòng)時(shí)相對(duì)于微觀結(jié)構(gòu)910移動(dòng)輥906、908(例如,向上或向下、側(cè)向)或改變壓力而沿微觀結(jié)構(gòu) 910的擠壓深度變化。在這個(gè)示例中,微觀結(jié)構(gòu)910的每個(gè)凸脊以大約50-100微米被隔開,如尺寸1010所示,每個(gè)凸脊高度大約為30-60微米,如尺寸1012所示,并且每個(gè)凸脊在基部處的寬度大約為5-30微米,如尺寸1014所示。在這個(gè)示例中,微觀結(jié)構(gòu)910的每個(gè)凸脊的脊峰之間的間距大約為75-100微米。前述尺寸和/或參數(shù)僅僅是示例的,并且可以通過應(yīng)用、交通工具行進(jìn)通過的流體的流體屬性和/或預(yù)測(cè)的環(huán)境工況等等而改變。
圖11是表示可以被用于實(shí)施本文公開示例的示例方法的流程圖。所述示例性方法在方框1100處開始,在方框1100中,微觀結(jié)構(gòu)(例如,微觀結(jié)構(gòu)300、400、600、700、910)被成形(例如,擠壓和/或機(jī)械加工)并且準(zhǔn)備將亞微觀結(jié)構(gòu)容納到微觀結(jié)構(gòu)的一個(gè)或多個(gè)表面上。在這個(gè)示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)被添加到微觀結(jié)構(gòu),以降低微觀結(jié)構(gòu)的可見度和/或閃爍。
工具與微觀結(jié)構(gòu)的表面對(duì)準(zhǔn)(方框1104)。例如,例如圓柱802的軋輥成形圓柱與微觀結(jié)構(gòu)(例如,微觀結(jié)構(gòu)806)對(duì)準(zhǔn)。示出示例的工具可以通過視覺裝置和/或機(jī)械偏壓(例如,當(dāng)微觀結(jié)構(gòu)正在被擠壓時(shí),抵靠微觀結(jié)構(gòu)加載的彈簧)被對(duì)準(zhǔn)。在一些示例中,微觀結(jié)構(gòu)被移動(dòng)和/或被設(shè)置以相對(duì)于工具恰當(dāng)對(duì)準(zhǔn)。在其他示例中,當(dāng)微觀結(jié)構(gòu)正在被擠壓時(shí)(例如,內(nèi)聯(lián)的二次加工以成形亞微觀結(jié)構(gòu)),如壓印設(shè)備902的壓印設(shè)備的機(jī)械加工輥(例如,輥906、908)經(jīng)由視覺和/或機(jī)械裝置與微觀結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)。
接下來,工具將亞微觀結(jié)構(gòu)提供到微觀結(jié)構(gòu)上(方框1106)。在這個(gè)示例中,亞微觀結(jié)構(gòu)通過壓印成形在微觀結(jié)構(gòu)上。在一些示例中,置于壓印工具上的力被改變,以調(diào)節(jié)微觀結(jié)構(gòu)被壓印的程度。在一些示例中,微觀結(jié)構(gòu)的線速度和/或壓印輥(例如,輥802)的旋轉(zhuǎn)速度被改變,以控制亞微觀結(jié)構(gòu)被提供到微觀結(jié)構(gòu)的程度。
檢驗(yàn)亞微觀結(jié)構(gòu)(方框1108)。在一些示例中,如基于攝像機(jī)系統(tǒng)的檢查系統(tǒng)檢驗(yàn)亞微觀結(jié)構(gòu)被恰好提供到微觀結(jié)構(gòu)(例如,通過視覺檢驗(yàn))。附加地或可替換地,亞微觀結(jié)構(gòu)已經(jīng)被提供(例如,壓印)到微觀結(jié)構(gòu)上的程度被確定和/或被檢驗(yàn)(例如,覆蓋的微觀結(jié)構(gòu)的表面積、亞微觀結(jié)構(gòu)的高度和/或深度、等等)。
接下來,確定是否添加附加的亞微觀結(jié)構(gòu)(方框1110)。所述確定可以通過例如確定有多少微觀結(jié)構(gòu)已經(jīng)被擠壓和/或有多少微觀結(jié)構(gòu)可以被擠壓而進(jìn)行。如果附加的亞微觀結(jié)構(gòu)被添加(方框1110),則該過程重復(fù)(方框1110)。 如果不添加附加的亞微觀結(jié)構(gòu)(方框1110),則該過程結(jié)束(方框1112)。
雖然在本文中已經(jīng)公開了某些示例方法、裝置和制造物品,但是本專利的覆蓋范圍并不限于此。相反,本專利覆蓋完全落入本專利的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有方法、裝置和制造物品。雖然描述的是飛行器,但是所述示例方法和裝置可以被用于其他交通工具、船舶,空氣動(dòng)力結(jié)構(gòu)等。