兰州交通大学攻克刀具长效润滑世界性难题

兰州交通大学团队刃启未来团队攻克刀具长效润滑难题

传统刀具润滑的困境在机械加工中，刀具与工件之间的摩擦是不可避免的。这种摩擦不仅会增加切削力，还会导致刀具磨损和工件表面质量下降。传统刀具表面的微织构虽然能够在一定程度上改善润滑性能，但普遍存在无法实现持续润湿的问题。特别是在高速和重载的加工条件下，润滑液容易被甩出或蒸发，导致润滑效果迅速下降，进而引发刀具磨损加剧和工件表面质量下降。

仿生毛囊微结构的灵感与设计为了突破传统润滑的瓶颈，兰州交通大学刃启未来团队从生物毛囊的结构中汲取灵感。生物毛囊通过独特的腔体与绒毛结构，能够持续锁住水分和油脂，实现长效保湿。团队以此为灵感，模拟毛囊的“主腔+绒毛纤维”结构，在刀具表面构建了多层级复合微织构。主腔体可以储存润滑油，而次级绒毛则通过毛细作用将油脂持续引导至切削接触面，从根本上解决了传统微织构“存油少、供油断”的问题，为长效润滑奠定了结构基础。

项目从技术层面突破了传统刀具表面微织构润湿性衰减的核心瓶颈。所制备的刀具通过微织构储油单元与功能性纤维导油结构的协同作用，显著优化了润滑介质在切削界面的动态分布特性，实现了油膜的持续稳定附着。这一结构不仅有效增强了润滑液在切削区域的流动效率，还减缓了刀具刃口的磨损速率，延长了连续切削寿命，提升了加工表面质量的稳定性。该技术成果可直接应用于航空航天、高端装备制造等领域的高精度切削场景。通过减少刀具更换频次、降低停机损耗，为相关行业提升加工效率、优化综合成本提供了有力支撑，助力制造业向高端化、高效化升级。

兰州交通大学刃启未来团队通过创新的仿生毛囊微结构技术，成功解决了传统刀具润滑性能不稳定的问题，为机械加工领域带来了革命性的突破。这一成果不仅提升了刀具的使用寿命和加工精度，还为制造业的可持续发展提供了新的思路和方法。

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