梯度弹性层制造技术

本发明专利技术涉及一种梯度弹性层，包括依次连接的第一材料层和第二材料层，所述第二材料层顶部表面设有多个并列设置、并且沿着第二材料层顶部纵向延伸的沟槽；所述第一材料层底部设有与该沟槽相匹配的凸起。本发明专利技术通过在第一材料层和第二材料层的层交界面设置沟槽形态，界面接触面积增加，正向连接强度提高，提高梯度表面的使用寿命，能够承受更大的负压。本发明专利技术通过在第一材料层和第二材料层的层交界面设置沟槽形态，界面切向强度实现几何增强，受到流体切向应力或颗粒冲击时能够避免层间切向滑移的产生。

Gradient elastic layer

【技术实现步骤摘要】
梯度弹性层
本专利技术涉及弹性材料领域，具体涉及一种梯度弹性层。
技术介绍
梯度弹性层是一种为了实现连接性能、减阻性能、防污性能、防腐性能、抗冲蚀性能等多功能兼顾的表面结构，其由多种不同材质的表面依次层叠而成。如：柔性壁面具有减阻、防腐蚀功能，通常使用硅胶材料(弹性模量小)，但是硅胶不耐冲蚀，所以在硅胶层外再加一层聚氨酯(模量高、硬度大、耐冲蚀)。即利用硅胶层的弹性减阻，聚氨酯层的硬度高耐冲蚀。在防污应用中，常利用硅胶作为防污表面(低表面能，弹性谐动变形)，但硅胶可能与某些金属表面结合性能差，而树脂与金属粘接性好，所以会采用第一层树脂、第二层硅胶。由于层与层间材料化学性质的差异，层间的连接强度较低，在使用过程中易出现分层脱落现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种梯度弹性层及其制备方法，用以解决梯度弹性层层间连接强度较低的问题。本专利技术采用如下技术方案：一种梯度弹性层，包括依次连接的第一材料层和第二材料层，所述第二材料层顶部表面设有多个并列设置、并且沿着第二材料层顶部纵向延伸的沟槽；所述第一材料层底部设有与该沟槽相匹配的凸起。优选的，所述沟槽具有相对于第二材料层顶部表面的表面法线倾斜的倾斜侧壁，所述倾斜侧壁包含第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁，第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁底部之间采用圆弧A过渡；便于成型过程中能够顺利脱模，并保证第一材料层涂铺时能够充满凹槽优选的，所述第一倾斜侧壁与第二材料层的顶部表面连接处采用圆弧B过渡，第二倾斜侧壁与第二材料层的顶部表面连接处采用圆弧C过渡；避免在成型过程中易产生气泡。优选的，所述第一材料层的厚度为2～3mm，第二材料层的厚度为6～8mm；第一材料层厚度保证耐冲蚀功能的实现，第二材料层厚度方便凹槽成型。优选的，所述第一倾斜侧壁与第二材料层的顶部表面的表面法线的夹角β为5～9°，第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁的夹角α为12～16°，圆弧A的半径为1.7～2.3mm，圆心角为163～169°，圆弧A的圆心至第二材料层的顶部表面的距离为2.8～3.2mm。夹角选择上述范围即便于成型脱模又能实现较大的层间接触面积；圆弧A的半径和圆心角选择上述范围，保证第一材料层涂铺时能够充满凹槽；圆弧A的圆心至第二材料层的顶部表面的距离选择上述范围即能够实现较大的镶嵌深度，利于提高正向连接强度，又可以保证第一材料层涂铺时能够充满凹槽，层间无气泡产生。优选的，所述圆弧B与圆弧C的半径均为0.8～1.2mm，圆心角均为81-85°；相邻两个沟槽内圆弧A圆心间的距离为9.3～10mm；各个参数选择上述范围是为了保证第二材料层成型工艺良率。优选的，所述第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁相互平行，第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁之间的距离为2-2.6mm，第一倾斜侧壁与第二材料层顶部表面的表面法线的夹角β为28～32°，圆弧A的半径为1～1.3mm，圆心角为180°，圆弧A的圆心至第二材料层的顶部表面的距离为2.8～3.2mm。相邻两层材料层连接采用类榫卯结构，连接面法向(正向)几何镶嵌，实现正向连接强度和切向连接强度的同时提高。优选的，所述圆弧B的半径为0.8～1.2mm，圆心角为58～62°；圆弧C的半径为0.5～0.7mm，圆心角为112～118°；相邻两个沟槽内圆弧A圆心间的距离为8～9mm；各个参数选择上述范围是为了保证第二材料层成型工艺良率。本专利技术具有如下有益效果：1.本专利技术通过在第一材料层和第二材料层的层交界面设置沟槽形态，界面接触面积增加，正向连接强度提高，提高梯度表面的使用寿命，能够承受更大的负压。2.本专利技术通过在第一材料层和第二材料层的层交界面设置沟槽形态，界面切向强度实现几何增强，受到流体切向应力或颗粒冲击时能够避免层间切向滑移的产生。附图说明图1为实施例1梯度弹性层的结构示意图；图2为图1中的沟槽结构示意图；图3为实施例2梯度弹性层的结构示意图；图4为图3中的沟槽结构示意图；具体实施方式以下结合实施例进一步说明本专利技术，本专利技术未提及部分均为现有技术。需要说明的是，本专利技术的所述“二层”并不局限于二层，可根据实际功能需求设计为二层以上。参见图1和图2，本专利技术涉及一种梯度弹性层，包括依次连接的第一材料层和第二材料层，所述第二材料层顶部表面设有多个并列设置、并且沿着第二材料层顶部纵向延伸的沟槽；所述第一材料层底部设有与该沟槽相匹配的凸起。优选的，所述沟槽具有相对于第二材料层顶部表面的表面法线倾斜的倾斜侧壁，所述倾斜侧壁包含第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁，第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁底部之间采用圆弧A过渡。优选的，所述第一倾斜侧壁与第二材料层的顶部表面连接处采用圆弧B过渡，第二倾斜侧壁与第二材料层的顶部表面连接处采用圆弧C过渡。第一材料层的厚度h1为2～3mm，第二材料层的厚度h2为6～8mm；第一倾斜侧壁与第二材料层的顶部表面的表面法线的夹角β为5～9°，第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁的夹角α为12～16°，圆弧A的半径为1.7～2.3mm，圆心角为163～169°，圆弧A的圆心至第二材料层的顶部表面的距离为2.8～3.2mm；圆弧B与圆弧C的半径均为0.8～1.2mm，圆心角均为81～85°；相邻两个沟槽内圆弧A圆心间的距离为9.3～10mm。参见图3和图4，本专利技术还涉及另一种梯度弹性层，包括依次连接的第一材料层和第二材料层，所述第二材料层顶部表面设有多个并列设置、并且沿着第二材料层顶部纵向延伸的沟槽；所述第一材料层底部设有与该沟槽相匹配的凸起。优选的，所述沟槽具有相对于第二材料层顶部表面的表面法线倾斜的倾斜侧壁，所述倾斜侧壁包含第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁，第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁底部之间采用圆弧A过渡；第一倾斜侧壁与第二材料层的顶部表面连接处采用圆弧B过渡，第二倾斜侧壁与第二材料层的顶部表面连接处采用圆弧C过渡。优选的，所述第一材料层的厚度h1为2～3mm，第二材料层的厚度h2为6～8mm。第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁相互平行，第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁之间的距离为2-2.6mm，第一倾斜侧壁与第二材料层顶部表面的表面法线的夹角β为28～32°，圆弧A的半径为1～1.3mm，圆心角为180°，圆弧A的圆心至第二材料层的顶部表面的距离为2.8～3.2mm。圆弧B的半径为0.8～1.2mm，圆心角为58～62°；圆弧C的半径为0.5～0.7mm，圆心角为112～118°；相邻两个沟槽内圆弧A圆心间的距离为8～9mm。实施例1参见图1和图2，一种梯度弹性层，包括依次连接的第一材料层1和第二材料层2，第二材料层2顶部表面设有多个并列设置、并且沿着第二材料层2顶部纵向延伸的沟槽3；第一材料层1底部设有与该沟槽3相匹配的凸起。进一步的，沟槽3具有相对于第二材料层2顶部表面的表面法线倾斜的倾斜侧壁，所述倾斜侧壁包含第一倾斜侧壁4和第二倾斜侧壁5，第一倾斜侧壁4和第二倾斜侧壁5底部之间采用圆弧A过渡。进一步的，第一倾斜侧壁4与第二材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯度弹性层，其特征在于包括依次连接的第一材料层和第二材料层，所述第二材料层顶部表面设有多个并列设置、并且沿着第二材料层顶部纵向延伸的沟槽；所述第一材料层底部设有与该沟槽相匹配的凸起。/n

【技术特征摘要】
1.一种梯度弹性层，其特征在于包括依次连接的第一材料层和第二材料层，所述第二材料层顶部表面设有多个并列设置、并且沿着第二材料层顶部纵向延伸的沟槽；所述第一材料层底部设有与该沟槽相匹配的凸起。


2.根据权利要求1所述的梯度弹性层，其特征在于，所述沟槽具有相对于第二材料层顶部表面的表面法线倾斜的倾斜侧壁，所述倾斜侧壁包含第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁，第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁底部之间采用圆弧A过渡。


3.根据权利要求2所述的梯度弹性层，其特征在于，所述第一倾斜侧壁与第二材料层的顶部表面连接处采用圆弧B过渡，第二倾斜侧壁与第二材料层的顶部表面连接处采用圆弧C过渡。


4.根据权利要求1所述的梯度弹性层，其特征在于，所述第一材料层的厚度为2～3mm，第二材料层的厚度为6～8mm。


5.根据权利要求1至4任一项所述的梯度弹性层，其特征在于，所述第一倾斜侧壁与第二材料层的顶部表面的表面法线的夹角β为5～9°，第一倾斜侧壁和第二倾斜侧壁的夹角...

【专利技术属性】
技术研发人员：田丽梅，王养俊，李子源，商延赓，李因武，孙霁宇，赵杰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22