纹理化抛光垫的摩擦学行为研究及其在柔性球头工具抛光中的创新应用

本文通过实验研究了纹理化抛光垫的摩擦学特性（Part A）及其在柔性球头工具（FBET）抛光中的应用（Part B）。研究发现，表面纹理化能显著提升抛光垫耐磨性，并通过纹理边缘的弹性冲击效应和磨粒存储功能增强材料去除率（MRR）。在流体抛光中，直槽纹理（SGT-FBET）表现最优，其高连通性和大存储容量使材料去除效率提升，同时表面粗糙度（Sa）降低68.3%。研究为高精度光学元件批量生产提供了抛光垫耐久性和材料去除确定性的科学依据。

　　

Highlight

本研究通过激光表面纹理技术，系统探索了抛光垫在干湿接触状态下的摩擦学特性（Part A），并基于此指导了柔性球头工具（FBET）表面纹理设计（Part B）。

Results and discussion

Part A 实验表明，纹理化抛光垫在干接触状态下磨损量降低37.5%，湿接触时材料去除量提升2.1倍。纹理边缘的弹性冲击效应和磨粒存储功能是性能提升的关键机制。

Part B 在流体抛光中，直槽纹理（SGT-FBET）表现最优，其材料去除率（MRR）高于交叉槽纹理（CGT-FBET）和圆形凹坑纹理（CDT-FBET），且表面粗糙度（Sa）降低68.3%。纹理的间断性接触压力扰动导致工具影响函数（TIF）呈现多峰谷特征。

Conclusions

纹理化技术通过流体动压效应、界面接触强度和自由能调控，显著提升了FBET抛光性能，为高精度光学元件批量生产提供了创新解决方案。