CREATION OF 3D MODELS FROM SEM IMAGES OF FINE PROTRUSIONS FORMED BY SPUTTER-ETCHING OF STAINLESS STEEL : CRIAÇÃO DE MODELOS 3D A PARTIR DE 'IMAGENS SEM' DE PROTRUSÕES FINAS FORMADAS PELA GRAVAÇÃO POR SPUTTER-ETCHING DE AÇO INOXIDÁVEL

Modification of gripping ability of instrument and machine parts is one of the most impotant demands, e.g., for tweezers and a friction roll handling and conveying soft bodys and sheets. Although various shapes of protrusions with bottom sizes ranging from 200 nm to 50 μm can be formed on steels by argon ion sputter-etching and the gripping ability is measured by friction tests, preparation and execution of a large number of experiments is time- and cost-consuming. Thus, it is necesarry to develop a software to predict the gripping ability of protrusions. This paper presents an approach for creating 3D models of fine protrusions from their scanning electron microscope (SEM) images, which is an essential part of the analysis and simulation. A large-scale 3D model of protrusion was created efficiently by transfering the 3D data to a software programed using Hermite function, and the protrusions were well reproduced by the software. These models will be used in finite element method (FEM) and moving particle semi-implicit method (MPS) to calculate the deformation of soft bodies and the gripping forces without slipping. The results will be applied to the development of a software to find the optimum protrusion shapes and sizes depending on the properties and shapes of soft and slippery bodies.

A modificação da capacidade de preensão de peças de instrumentos e máquinas é uma das demandas mais importantes, por exemplo, para pinças e rolos de fricção usados no manuseio e transporte de corpos macios e folhas. Embora várias formas de saliências com tamanhos de fundo variando de 200 nm a 50 μm possam ser formadas em aços por corrosão catódica de íon argônio e a capacidade de preensão seja medida por testes de fricção, a preparação e execução de um grande número de experimentos consome tempo e gera custos. Portanto, é necessário desenvolver um software para prever a capacidade de preensão das saliências. Este artigo apresenta uma abordagem para a criação de modelos 3D de saliências finas a partir de suas imagens de microscópio eletrônico de varredura (MEV), parte essencial da análise e simulação. Um modelo 3D de protuberância em grande escala foi criado de forma eficiente, transferindo os dados 3D para um software programado usando a função Hermite, e as protuberâncias foram bem reproduzidas pelo software. Esses modelos serão usados ​​no método dos elementos finitos (MEF) e no método semi-implícito de partículas em movimento (MPS) para calcular a deformação de corpos moles e as forças de preensão sem escorregamento. Os resultados serão aplicados ao desenvolvimento de um software para encontrar as formas e tamanhos de protuberância ideais, dependendo das propriedades e formas de corpos macios e escorregadios.