本公開(kāi)總體涉及表面改性技術(shù)，更具體地，涉及一種使用噴墨打印機(jī)而直接施加表面紋理的方法。

背景技術(shù)：

1、表面改性技術(shù)被用于操縱物體的固體表面上的流體(例如，空氣或水)流動(dòng)，以使摩擦和阻力最小化，從而最終提高物體的效率和性能。一種表面改性技術(shù)涉及以改變流體與固體表面之間相互作用的方式而將紋理或圖案引至固體表面。通過(guò)在表面上創(chuàng)建紋理或圖案，減少了流體與固體之間的有效接觸面積。這種接觸面積的減少降低了物體穿過(guò)流體運(yùn)動(dòng)時(shí)所經(jīng)受的摩擦力。表面上的紋理或圖案擾亂了流體的層流。這種破壞有效地減少了表面摩擦，這是流體動(dòng)力學(xué)中阻力的重要來(lái)源，從而改善了空氣動(dòng)力學(xué)或流體動(dòng)力學(xué)性能。

2、一種現(xiàn)有的表面改性方法涉及一種稱為貼花的技術(shù)。貼花是一種其中將片材、織物或其上形成有微紋理的層附接或縫合到另一個(gè)表面上的技術(shù)。通過(guò)用紋理或圖案來(lái)覆蓋固體表面，減少了由物體穿過(guò)流體運(yùn)動(dòng)所經(jīng)受的摩擦力。

3、一個(gè)主要的挑戰(zhàn)在于，諸如飛行器機(jī)翼或機(jī)身的大多數(shù)表面都是彎曲的，而不是平坦的。在曲面上將這些紋理貼花對(duì)準(zhǔn)可能很困難。實(shí)現(xiàn)完美對(duì)準(zhǔn)是困難的，并且失配會(huì)導(dǎo)致表面出現(xiàn)皺紋或錯(cuò)位，這會(huì)對(duì)預(yù)期的空氣動(dòng)力學(xué)或流體動(dòng)力學(xué)性能改進(jìn)產(chǎn)生負(fù)面影響。貼花的尺寸必須精確，以匹配曲面的輪廓。如果尺寸稍微偏離，則可能會(huì)導(dǎo)致施加紋理中的重疊、間隙或扭曲，從而降低表面改性的有效性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、一種例示性實(shí)施方式提供了一種將表面紋理直接施加在零件表面上以減少阻力的方法。該方法包括：限定所述零件表面上的所述表面紋理的幾何形狀；以及生成用于噴墨打印機(jī)在所述零件表面上運(yùn)動(dòng)的路徑。該方法包括確定用于所述噴墨打印機(jī)創(chuàng)建所述表面紋理的通過(guò)次數(shù)和發(fā)射時(shí)間表。該方法包括將所述零件在工作單元中定位和對(duì)準(zhǔn)。該方法包括由所述噴墨打印機(jī)將液滴沉積到所述表面上，以創(chuàng)建所述表面紋理。

2、在例示性實(shí)施方式中，所述表面紋理包括形成在所述表面上的多個(gè)肋條。所述表面紋理可以通過(guò)控制所述液滴的大小來(lái)形成?？梢詫⑺鲆旱蔚拇笮「淖?yōu)檫B續(xù)減小的液滴，以將肋條的紋理圖案形成在所述表面上。

3、在例示性實(shí)施方式中，所述噴墨打印機(jī)包括與流體接觸的壓電致動(dòng)器。所述壓電致動(dòng)器被配置成響應(yīng)于施加到所述壓電致動(dòng)器的電脈沖而改變形狀，從而在所述流體中生成壓力波，并且迫使受控量的流體作為所述液滴流出所述噴墨打印機(jī)。

4、在例示性實(shí)施方式中，該方法包括通過(guò)改變所述電脈沖的幅度和脈沖寬度來(lái)調(diào)節(jié)所述液滴的大小。

5、在例示性實(shí)施方式中，該方法包括將所述液滴固化，從而使所述液滴中的材料聚合，并且與所述表面結(jié)合。

6、另一個(gè)例示性實(shí)施方式提供了一種用于在零件表面上創(chuàng)建肋條以減少阻力的方法。該方法包括在所述零件表面上限定所述肋條的幾何形狀，并且生成用于所述噴墨打印機(jī)在所述零件表面上運(yùn)動(dòng)的路徑。該方法包括確定用于所述噴墨打印機(jī)創(chuàng)建所述肋條的通過(guò)次數(shù)和發(fā)射時(shí)間表。該方法包括將所述零件在工作單元中定位和對(duì)準(zhǔn)，并且由所述噴墨打印機(jī)將所述液滴沉積到所述表面上，以創(chuàng)建所述肋條。

7、另一個(gè)例示性實(shí)施方式提供了一種將表面紋理直接施加在零件表面上以減少阻力的方法。該方法包括在所述零件表面上限定所述表面紋理的幾何形狀，并且生成用于所述噴墨打印機(jī)在所述零件表面上運(yùn)動(dòng)的路徑。該方法包括確定用于所述噴墨打印機(jī)創(chuàng)建所述表面紋理的通過(guò)次數(shù)和發(fā)射時(shí)間表。該方法包括將所述零件在工作單元中定位和對(duì)準(zhǔn)。該方法包括響應(yīng)于與所述表面紋理的幾何形狀相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)節(jié)所述液滴的大小。該方法包括發(fā)射所述液滴以選擇性地將所述液滴定位在所述表面上，從而實(shí)現(xiàn)所期望的紋理圖案。該方法包括控制所述噴墨打印機(jī)相對(duì)于所述表面的運(yùn)動(dòng)，從而改變所述表面紋理的厚度。

技術(shù)特征：

1.一種用于將表面紋理直接施加在零件表面上以減少阻力的方法(600)，該方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述表面紋理是通過(guò)控制所述液滴(302、304、306)的尺寸形成的。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述噴墨打印機(jī)(104)包括與流體接觸的壓電致動(dòng)器(116)，并且其中，所述壓電致動(dòng)器(116)被配置成響應(yīng)于施加到所述壓電致動(dòng)器的電脈沖(118)而改變形狀，從而在所述流體(114)中生成壓力波，并且迫使受控量的流體作為所述液滴(108)流出所述噴墨打印機(jī)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，所述方法還包括通過(guò)改變所述電脈沖(118)的幅度和脈沖寬度來(lái)調(diào)節(jié)所述液滴(302、304、306)的尺寸。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括固化所述液滴(302、304、306)，從而使所述液滴中的材料聚合并且與所述表面結(jié)合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述流體(114)包括溶解在溶劑中的樹(shù)脂。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括控制所述噴墨打印機(jī)(104)相對(duì)于所述表面的運(yùn)動(dòng)，以改變所述表面紋理的厚度。

9.一種用于在零件表面上創(chuàng)建肋條(316)以減少阻力的方法(600)，該方法包括：

10.一種用于將表面紋理施加在零件表面上以減少阻力的方法(600)，該方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及使用噴墨打印機(jī)而直接施加表面紋理來(lái)改善空氣動(dòng)力學(xué)的方法。提供了一種用于將表面紋理直接施加在零件表面上以減少阻力的方法、一種用于在零件表面上創(chuàng)建肋條以減少阻力的方法、和一種用于將表面紋理施加在零件表面上以減少阻力的方法。該用于將表面紋理直接施加在零件表面上以減少阻力的方法包括：在零件表面上限定表面紋理的幾何形狀，并且生成用于噴墨打印機(jī)在該零件表面上運(yùn)動(dòng)的路徑。該方法包括：確定用于噴墨打印機(jī)創(chuàng)建表面紋理的通過(guò)次數(shù)和發(fā)射時(shí)間表。該方法包括：將零件在工作單元中定位和對(duì)準(zhǔn)。該方法包括：由噴墨打印機(jī)將液滴沉積到表面上，以創(chuàng)建表面紋理。

技術(shù)研發(fā)人員：K·L·拉爾森-史密斯,S·E·亞瑟,E·R·格林,M·H·梅琳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：波音公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19