机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (5): 329-346.doi: 10.3901/JME.260249
• 数字化设计与制造 • 上一篇
陈小同1, 李钟豪1, 杨敏1, 孔祥罡1, 刘明政1, 李本凯1, 马宵1, 崔歆1, DAMBATTA Y S2, 于镇玮3, 王广4, 李长河1
CHEN Xiaotong1, LI Zhonghao1, YANG Min1, KONG Xianggang1, LIU Mingzheng1, LI Benkai1, MA Xiao1, CUI Xin1, DAMBATTA Y S2, YU Zhenwei3, WANG Guang4, LI Changhe1
摘要: 金刚石微磨具可以快速精确地去除病灶区骨组织,在骨科手术中受到广泛应用。但生理盐水喷雾式冷却存在微磨具/骨界面铺展浸润性低、磨削温度高的技术难题,易引起生物骨组织热损伤。借鉴沙漠甲虫捕水及定向输运原理,构建仿生沙漠甲虫微磨具,有望解决骨微磨削热损伤的技术瓶颈。基于此,首先研究了仿生沙漠甲虫亲/疏水微磨具表面液滴动力学机制,揭示了表面能与拉普拉斯压力协同作用下的液滴铺展机理,构建了在润湿性梯度、温度梯度等因素影响下的仿生微磨具/骨界面液滴铺展半径模型。然后,进行了仿生微磨具表面液滴铺展实验,探究了液滴在微磨具表面的铺展形态,验证了微磨具表面液滴铺展半径模型,平均误差为10.34%。最后,开展了骨微磨削实验,探究了仿生微磨具骨磨削实验参数对磨削温度的影响趋势和机理。结果表明,仿生微磨具可以增加液滴铺展面积,降低微磨削温度。旨在为降低生物骨微磨削的磨削温度提供理论指导和技术支持。
中图分类号: