專利名稱：一種鯊魚皮表面微溝槽結(jié)構(gòu)的復(fù)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物約束成型技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種鯊魚皮表面微溝槽結(jié)構(gòu)的復(fù) 制方法。
背景技術(shù)：
隨著世界范圍內(nèi)能源危機蔓延，船舶和飛機減阻技術(shù)成為節(jié)約能源的有效手段。 目前，眾多的減阻方法在實際應(yīng)用過程中都存在一定的局限。溝槽減阻較其它減阻方式更 為實用，因此成為了國內(nèi)外減阻技術(shù)研究的重點和突破口。海洋中的鯊魚經(jīng)過長期進化，其 表面盾甲鱗溝槽結(jié)構(gòu)具有很大的減阻潛力。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，其表面布滿了三維互鎖的微小 溝槽結(jié)構(gòu)(如圖1所示)。這種結(jié)構(gòu)改變了魚體表面流場分布，減小表皮與水的摩擦阻力， 從而起到減阻作用，稱之為“溝槽減阻效應(yīng)”，這使它們成為海洋中游速最快的生物之一。如 果將這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用在飛行器、艦船、輸油管道等工程領(lǐng)域，可以起到減阻節(jié)能的作用。近年來，國內(nèi)外在鯊魚皮復(fù)制方面取得了一些研究成果，但是仍然存在復(fù)制精度 差、減阻率低的問題尚未解決。國外，主要是先將鯊魚皮微溝槽形狀簡化成三角形或矩形， 然后進行熱壓成型。該方法成型簡單，但減阻率較低，與真鯊魚皮減阻效果存在一定差距。 目前國內(nèi)，主要有魚皮直接熱壓成型法和電鑄模具成型法兩種方法，存在的問題是脫模困 難、盾甲鱗復(fù)制精度低。所以，如果能夠?qū)Ⅴ忯~皮盾甲鱗溝槽結(jié)構(gòu)完整清晰復(fù)制，將直接解 決鯊魚皮復(fù)制的瓶頸難題，對推動其在飛行器、艦船、輸油管道等工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用都具 有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鯊魚皮表面微溝槽結(jié)構(gòu)的復(fù)制方法，用于制備表面具 有盾甲鱗微溝槽結(jié)構(gòu)的鯊魚皮薄膜。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種鯊魚皮表面微溝槽結(jié)構(gòu)的復(fù)制方法，能夠?qū)Ⅴ忯~盾甲鱗 微溝槽結(jié)構(gòu)表面完美清晰復(fù)制，所述方法包括以下步驟鯊魚皮預(yù)處理；噴脫模劑；不飽和 樹脂澆注；抽真空；不飽和樹脂脫模；噴脫模劑；液態(tài)硅橡膠澆注；抽真空；硅橡膠脫模。具 體步驟如下(1)鯊魚皮預(yù)處理將鯊魚皮背面的肌肉、筋等皮下組織剔除；將鯊魚皮放入5% 福爾馬林溶液中浸泡，防止魚皮腐爛損壞表面鱗盾結(jié)構(gòu)；使用乙醇梯度溶液進行2次脫水， 每次脫水20 30分鐘；烘干獲得鯊魚皮復(fù)制樣本；(2)澆注不飽和樹脂將鯊魚皮復(fù)制樣本固定在容器底部，向鯊魚皮復(fù)制樣本表 面噴涂適量干性脫模劑；然后將不飽和樹脂191、促進劑、固化劑按質(zhì)量比100 2.3 2.3 的比例均勻混合后，澆注到容器中；(3)抽真空將容器放入真空干燥器中抽真空，當(dāng)罐內(nèi)壓力下降至10 20kPa時 停止抽真空，保持壓力10 20分鐘；(4)不飽和樹脂脫模將不飽和樹脂和步驟(3)得到的魚皮樣本脫離，得到具有盾
3甲鱗微結(jié)構(gòu)表面的不飽和樹脂鯊魚皮模具；(5)澆注液態(tài)硅橡膠將不飽和樹脂鯊魚皮模具固定在容器中；向不飽和樹脂模 具表面噴涂適量干性脫模劑；將液態(tài)硅橡膠與固化劑按質(zhì)量比100 2. 4的比例均勻混合 后，澆注到模具中；(6)抽真空將容器放入真空干燥器中抽真空，當(dāng)罐內(nèi)壓力達到10 20kPa時停 止抽真空，保持壓力15 20分鐘；(7)硅橡膠脫模將凝固的硅橡膠從模具中脫模，得到具有鯊魚盾甲鱗微溝槽結(jié) 構(gòu)表面的硅橡膠仿制鯊魚皮。本發(fā)明的效果和益處是由于本發(fā)明首先采用真空澆注不飽和樹脂的方式成型鯊 魚皮模具，然后采用真空澆注硅橡膠的方式復(fù)制鯊魚皮，該方法能夠及時排出鯊魚皮盾甲 鱗溝槽內(nèi)的空氣，有利于熔體在微小縫隙內(nèi)的流動，因而更加有利于三維互鎖溝槽結(jié)構(gòu)的 成型。該方法能夠完整清晰復(fù)制鯊魚盾甲鱗微溝槽結(jié)構(gòu)表面，解決目前鯊魚皮復(fù)制精度低、 脫膜困難的問題，制備出具有最佳減阻效果的鯊魚皮薄膜。


圖1是顯微鏡下的鯊魚皮結(jié)構(gòu)圖。圖2是鯊魚皮復(fù)制工藝流程圖。圖3是顯微鏡下的不飽和樹脂模具鯊魚皮結(jié)構(gòu)圖。圖4是顯微鏡下復(fù)制鯊魚皮結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的最佳實施例。本發(fā)明涉及一種鯊魚皮表面微溝槽結(jié)構(gòu)的復(fù)制方法，該方法的實施步驟依次是。實施例1 步驟1鯊魚皮預(yù)處理將魚皮背面的肌肉、筋等皮下組織剔除；使用乙醇梯度溶液進行2次脫水，每次脫 水20 30分鐘；用兩塊玻璃板將魚皮夾住放入烘干箱中，在45°C條件下烘干30 40分 鐘，得到鯊魚皮復(fù)制樣本；步驟2不飽和樹脂澆注將鯊魚皮樣本固定在容器底部，樣本表面噴涂適量干性脫模劑；將不飽和樹脂 191、促進劑、固化劑按質(zhì)量比100 2.3 2. 3的比例均勻混合后，澆注到容器中；步驟3抽真空將容器放入真空干燥器中抽真空，當(dāng)壓力達到10_20Pa時停止抽真空，保持壓力 10-20分鐘；步驟4不飽和樹脂脫模將不飽和樹脂和魚皮樣本脫離，得到具有盾甲鱗微結(jié)構(gòu)表面的不飽和樹脂鯊魚皮 模具；步驟5液態(tài)硅橡膠澆注將不飽和樹脂鯊魚皮模具固定在容器中；向不飽和樹脂模具表面噴涂適量干性脫模劑；將液態(tài)硅橡膠與固化劑按質(zhì)量比100 2. 4的比例均勻混合后，澆注到模具中；步驟6抽真空將容器放入真空干燥器中抽真空，當(dāng)壓力達到10_20kPa時停止抽真空，保持壓力 15-20分鐘；步驟7硅橡膠脫模將凝固的硅橡膠從模具中脫模，得到具有鯊魚盾甲鱗微溝槽結(jié)構(gòu)表面的硅橡膠仿 制鯊魚皮。
權(quán)利要求
一種鯊魚皮表面微溝槽結(jié)構(gòu)的復(fù)制方法，其特征在于如下步驟(1)鯊魚皮預(yù)處理將魚皮背面的皮下組織剔除；使用乙醇梯度溶液進行2次脫水，每次脫水20～30分鐘；烘干得到鯊魚皮復(fù)制樣本；(2)不飽和樹脂澆注將鯊魚皮復(fù)制樣本固定在容器底部，鯊魚皮復(fù)制樣本表面噴涂干性脫模劑；將不飽和樹脂191、促進劑、固化劑按質(zhì)量比100∶2.3∶2.3的比例均勻混合后，澆注到容器中；(3)第一次抽真空將容器放入真空干燥器中抽真空，當(dāng)壓力達到10～20kPa時停止抽真空，保持壓力10～20分鐘；(4)不飽和樹脂脫模將不飽和樹脂和步驟(3)得到的魚皮樣本脫離，得到具有盾甲鱗微結(jié)構(gòu)表面的不飽和樹脂鯊魚皮模具；(5)液態(tài)硅橡膠澆注將不飽和樹脂鯊魚皮模具固定在容器中，向不飽和樹脂模具表面噴涂干性脫模劑；將液態(tài)硅橡膠與固化劑按質(zhì)量比100∶2.4的比例均勻混合后，澆注到鯊魚皮模具中；(6)第二次抽真空將容器放入真空干燥器中抽真空，當(dāng)壓力達到10～20kPa時停止抽真空，保持壓力15～20分鐘；(7)硅橡膠脫模將凝固的硅橡膠從模具中脫模，得到具有鯊魚盾甲鱗微溝槽結(jié)構(gòu)表面的硅橡膠仿制鯊魚皮。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鯊魚皮表面微溝槽結(jié)構(gòu)的復(fù)制方法，屬于生物約束成型技術(shù)領(lǐng)域。其特征是實施步驟依次是鯊魚皮預(yù)處理；噴脫模劑；不飽和樹脂澆注；抽真空；不飽和樹脂脫模；噴脫模劑；液態(tài)硅橡膠澆注；抽真空；硅橡膠脫模。由以上步驟獲得的硅橡膠仿制鯊魚皮薄膜，能夠?qū)Ⅴ忯~盾甲鱗微溝槽結(jié)構(gòu)表面完美清晰復(fù)制，可以廣泛應(yīng)用在飛行器、艦船、輸油管道等工程減阻領(lǐng)域。
文檔編號B29C43/56GK101966753SQ20101028400
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者孫鵬翔, 王敏杰, 趙丹陽 申請人:大連理工大學(xué)