Необходимо зарегистрироваться, чтобы получить доступ к полным текстам статей и выпусков журналов!
- Название статьи
- Современное состояние в области прецизионных методов микрообработки фильерных матриц для экструзии полимерных волокон
- Авторы
- Иващенко Ульяна Сергеевна ulyanaivashchenko@mail.ru, студентка магистратуры передовой инженерной школы "Химический инжиниринг и машиностроение", Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
Косых Лада Андреевна ladakosyh@mail.ru, студентка магистратуры передовой инженерной школы "Химический инжиниринг и машиностроение", Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
Ушков Александр Анатольевич ushkov200101@gmail.com, аспирант передовой инженерной школы "Химический инжиниринг и машиностроение", Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
Вальшина Алина Ахатовна valisinaa50@gmail.com, студентка магистратуры передовой инженерной школы "Химический инжиниринг и машиностроение", Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
Крючков Иван Александрович kriuchkov.i.a@muctr.ru, канд. техн. наук, доцент передовой инженерной школы "Химический инжиниринг и машиностроение", Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
- В разделе
- ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ, ОБРАБОТКИ И СОЕДИНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
- Ключевые слова
- фильеры для полимерных волокон / фрезерование / электроэрозионная обработка / технология LIGA / электроплазменная обработка
- Год
- 2025 номер журнала 4 Страницы 58 - 70
- Индекс УДК
- 677.494; 621.9
- Код EDN
- EYXNWE
- Код DOI
- 10.52190/2073-2562_2025_4_58
- Финансирование
- Тип статьи
- Научная статья
- Аннотация
- Представлен обзор современных методов прецизионной микрообработки фильерных матриц для экструзии полимерных волокон. Рассмотрены как традиционные способы (механическая пробивка, сверление, фрезерование), так и передовые технологии (лазерная, электроэрозионная обработка, LIGA, ионно-лучевое травление). Описаны их возможности, преимущества и ограничения в создании микроотверстий с заданной геометрией и низкой шероховатостью. Особое внимание уделено влиянию качества обработки фильеры на свойства конечных волокон и композитов. Показано, что выбор оптимального метода зависит от требуемой точности, сложности формы и материала фильеры. Обзор позволяет систематизировать знания для дальнейшего развития технологий производства высококачественных фильер.
- Полный текст статьи
- Для прочтения полного текста необходимо купить статью
- Список цитируемой литературы
-
Соловьев В. В., Рычкова А. Д., Неретина А. С. Обоснование выбора материала и технологии изготовления полимерных композиционных материалов // Космические аппараты и технологии. 2025. № 2. doi:10.26732/j.st.2025.2.03.
Путилина П. М., Куцевич К. Е., Исаев А. Ю. Полимерные композиционные материалы на основе углеродных и стеклянных волокон для изготовления деталей беспилотных летательных аппаратов и перспективы их развития // Труды ВИАМ. 2023. № 8(126).
Rahul Soni, Rajeev Verma, Rajiv Kumar Garg, Varun Sharma. A critical review of recent advances in the aerospace materials // Materials Today: Proceedings. 2024. V. 113. P. 180-184. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.08.108.
Sefa Yilmaz, Merlin Theodore, Soydan Ozcan. Silicon carbide fiber manufacturing: Cost and technology // Composites. Part B: Engineering. 2024. V. 269. <https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.111101>.
Cao L., Liu Y., Zhang Y. et al. Thermal conductivity and bending strength of SiC composites reinforced by pitch-based carbon fibers // J. Adv. Ceram. 2022. V. 11. Р. 247-262. <https://doi.org/10.1007/s40145-021-0527-5>.
Князев К. А. Технологические основы формирования карбонитридокремниевых волокон: дисс. … канд. техн. наук. - М., 2025.
Volkov V. Z., Neverov A. P., Valetkin Y. V. Correlation between precision of spinneret hole machining and the uniformity of polyacrylonitrile filaments // Fibre Chemistry. 2011. V. 43(1). Р. 22-26. <https://doi.org/10.1007/s10692-011-9303-6>.
Liu S. Y., Feng P., Yang C. C. Research on the Processing Method of the Special Tool Pear-Shaped Needle in Spinneret Manufacturing Industry. // In Advanced Materials Research. 2013. V. 712-715. Р. 606-610. Trans Tech Publications, Ltd. <https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.712-715.606>.
Muhuo Yu., Huaiping Rong et al. Process of melt-spinning polyacrylonitrile fiber. Патент US20150035197A1. Published 10.05.2016. URL: https://patents.google.com/patent/US20150035197A1/en
Moriam K., Sawada D., Nieminen K. et al. Spinneret geometry modulates the mechanical properties of man-made cellulose fibers // Cellulose. 2021. V. 28. Р. 11165-11181. https://doi.org/10.1007/s10570-021-04220-y.
Sitter Sandra, Reiter Birgit. Method for producing ceramic fibers of a composition in the SiC range and for producing SiC fibers. Патент WO2011080162A1. Published 07.07.2011. URL: <https://patents.google.com/patent/WO2011080162A1/en>.
Ross Roger A., Jennings Uel D. Патент US5202072A. Pitch carbon fiber spinning process. Published 13.04.1993. URL: <https://patents.google.com/patent/US5202072A/en>.
Cobsa Henry. Spinneret capillaries. Патент US5259753A. Published 09.11.1993. URL: https://patents.google.com/patent/US5259753A/en.
Sun Y., Wang C., Yu X. et al. Using Wolfram-Doped Diamond-Like Carbon Film to Extend Lifetime of Spinneret Punching Needle in Production Line // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Р. 1637. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1637/1/012054.
Cobsa Henry. Spinneret capillaries. Патент CA2001426A1. Published 18.05.1990. URL: https://patents.google.com/patent/CA2001426A1/en.
Mahadi Hasan, Jingwei Zhao, Zhengyi Jiang. A review of modern advancements in micro drilling techniques // Journal of Manufacturing Processes. 2017. V. 29. P. 343-375. <https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2017.08.006>.
Zhou Yang et al. Research on Special Purpose Machine Tool Used for Ladder-Shaped Micro-Hole Automation Machining // Applied Mechanics and Materials. 2014. V. 556-562. Trans Tech Publications, Ltd. P. 1034-1037. Crossref. <https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.556-562.1034>.
Gietzelt T., Eichhor L. Mechanical Micromachining by Drilling, Milling and Slotting // Micromachining Techniques for Fabrication of Micro and Nano Structures. 2012. <https://doi.org/10.5772/34124>.
Gao B., Sun Q., Yang C. The Study of Surface Smooth Finish of Spinneret Hole Bottom Manufactured by Drills of Different Materials. In: Jin, D., Lin, S. (eds) Advances in Mechanical and Electronic Engineering. Lecture Notes in Electrical Engineering 2012. V. 176. - Springer, Berlin, Heidelberg. <https://doi.org/10.1007/978-3-642-31507-7_56>.
Liu Z. F., Zhang H. C. Experimental Study on Ultrasonic Vibration Drilling of Titanium Alloy Micro-Hole // Advanced Materials Research 2012. 1880. DOI: 10.4028/www.scientific.net/amr.588-589.1877.
Muhammad Aziz, Osamu Ohnishi, Hiromichi Onikura. Innovative micro hole machining with minimum burr formation by the use of newly developed micro compound tool // Journal of Manufacturing Processes. 2012. V. 14. Is. 3. P. 224-232. ISSN 1526-6125. <https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2011.12.006>.
Parmar Keyur. Current research trends in micro electrical discharge machining: a review // International Journal of Innovative Research in Technology Basic and Applied Sciences. 2014. V. № 2. P. 717-721.
Huan L., Jicheng B., Yan C. et al. Micro-electrode wear and compensation to ensure the dimensional consistency accuracy of micro-hole array in micro-EDM drilling // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2020. V. 111. Р. 2653-2665. https://doi.org/10.1007/s00170-020-05811-y.
Ferraris E., Castiglioni V., Ceyssens F. et al. EDM drilling of ultra-high aspect ratio micro holes with insulated tools // CIRP Annals. 2013. V. 62. Is. 1. P. 191-194. ISSN 0007-8506, <https://doi.org/10.1016/j.cirp.2013.03.115>.
Lin Y. C., Chow H. M., Yan B. H. et al. Effects of finishing in abrasive fluid machining on microholes fabricated by EDM // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2007. Р. 489-497. https://doi.org/10.1007/s00170-006-0485-7.
Singh A. K., Patowari P. K., Chandrasekaran M. Experimental study on drilling micro-hole through micro-EDM and optimization of multiple performance characteristics // J. Braz. Soc. Mech. Sci. Eng. 2020. V. 42. Р. 506. https://doi.org/10.1007/s40430-020-02595-w.
Gwo-Lianq Chern, Yin Chuang. Study on vibration-EDM and mass punching of micro-holes // Journal of Materials Processing Technology. 2006. V. 180. Is. 1-3. P. 151-160. ISSN 0924-0136, https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2006.03.238.
Jung-Chou Hung et al. Micro-hole machining using micro-EDM combined with electropolishing // J. Micromech. Microeng. 2006. V. 16. Р. 1480. <https://doi.org/10.1088/0960-1317/16/8/007>.
Huang Lih-Mei Yang, Jian Liu. "Micro-hole drilling and cutting using femtosecond fiber laser" // Optical Engineering. 2014. V. 53(5). Р. 051513. https://doi.org/10.1117/1.OE.53.5.051513.
Andreas Gruner, Joerg Schille, Udo Loeschner. Experimental Study on Micro Hole Drilling Using Ultrashort Pulse Laser Radiation // Physics Procedia. 2016. V. 83. P. 157-166. ISSN 1875-3892. <https://doi.org/10.1016/j.phpro.2016.08.030>.
Liu X., Wang Y., Yang Y. et al. Fabrication of micro holes with high surface quality and integrity by high-speed laser trepanning and electrochemical post-treatment // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2025. V. 137. Р. 67-81. https://doi.org/10.1007/s00170-025-15229-z.
Wenqiang Duan, Xuesong Mei, Zhengjie Fan et al. Electrochemical corrosion assisted laser drilling of micro-hole without recast layer // Optik. 2020. V. 202. Р. 163577. <https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2019.163577>.
Zhang T., Zhang Z., Liu Y. et al. Research on the Quality of Micro-holes Processed by Laser and Backside Electrolytic Hybrid Machining // J. of Materi Eng and Perform. V. 33. 2024. Р.2462-2472. <https://doi.org/10.1007/s11665-023-08130-x>.
Ludolf Herbst, John P., Quitter Gregory M. Ray et al. "High peak power solid-state laser for micromachining of hard materials" // Proc. SPIE. 2003. V. 4968. Solid State Lasers XII. <https://doi.org/10.1117/12.478958>.
Zhang Y., Qiao H., Zhao J. et al. Research on water jet-guided laser micro-hole machining of 6061 aluminum alloy // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2022. V. 118. Р. 1-13. https://doi.org/10.1007/s00170-021-07104-4.
Pawar P., Kumar A., Ballav R. Ion Beam Processing. In Advanced Machining and Micromachining Processes (eds S. Kunar, N. B. Talib and G. Mandal). 2025. <https://doi.org/10.1002/9781394301744.ch21>.
Tseng S. C., Shi C. T. "Manufacture of Spinnerets for Synthetic Micro-fibers by LIGA and Micro-injection Molding Technique" // International Polymer Processing. 2008. V. 23. № 3. Р. 277-285. <https://doi.org/10.3139/217.2077>.
Cheng J., Ding G., Su Z. et al. "Fabrication of spinneret for spinning non-circular microfiber based on UV-LIGA technique" // IEEE 5th International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems, Xiamen, China. 2010. Р. 141-144. <https://doi.org/10.1109/NEMS.2010.5592169>.
Shi Chang Tseng, Shi C. T., Chia-Lung Kuo, Yu-chiao Cheng. "New pattern on fabrication of fiber spinnerets by LIGA technology" // Proc. SPIE. 1999. V. 3680. Design, Test, and Microfabrication of MEMS and MOEMS. https://doi.org/10.1117/12.341241.
Shew Bryan & Cheng, Yao & Lin, Che-Hsin & Ma et al. Manufacturing processes for LIGA spinnerets // Sensors and Materials. 1999. № 11. Р. 329-337.
Cheng B. Y. Shew, Chyu M. K., Chen P. H. Ultra-deep LIGA process and its applications // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2001. V. 467-468. Part 2. P. 1192-1197. ISSN 0168-9002. https://doi.org/10.1016/S0168-9002(01)00606-4.
Lin Y. C., Chow H. M., Yan B. H. et al. Effects of finishing in abrasive fluid machining on microholes fabricated by EDM // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2007. V. 33. Р. 489-497. https://doi.org/10.1007/s00170-006-0485-7.
Minghuan Wang, Yaobin Zhang, Zhiwei He, Wei Peng. Deep micro-hole fabrication in EMM on stainless steel using disk micro-tool assisted by ultrasonic vibration // Journal of Materials Processing Technology. 2016. V. 229. P. 475-483. ISSN 0924-0136. <https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2015.10.004>.
Das A. K., Saha P. Machining of circular micro holes by electrochemical micro-machining process // Adv. Manuf. 2013. V. 1. Р. 314-319. <https://doi.org/10.1007/s40436-013-0042-1>.
Zishanur Rahman, Md., Das A. K., Chattopadhyaya S. Microhole drilling through electrochemical processes: A review // Materials and Manufacturing Processes. 2017. V. 33(13). Р. 1379-1405. https://doi.org/10.1080/10426914.2017.1401721.
- Купить
- 500.00 руб
