一种激光辅助柔性随动式工具电极微细电沉积的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光辅助柔性随动式工具电极微细电沉积的装置及方法，涉及定域微细电沉积技术领域，通过使用柔性随动式工具电极限制电场分散区域以及电沉积的反应区域，提高电沉积的定域性以及构件的尺寸精度，通过控制柔性随动式工具电极的运动路径即可沉积出复杂形状的构件；由于激光具有高的功率密度，引入激光辐照改变照射区域的电极状态，加快离子扩散和电子转移速度，提高沉积速率，减少沉积体中麻孔、裂纹等缺陷，提高沉积质量，由电化学和激光两种能量的共同作用实现微细零件的制造。本发明专利技术主要用于微细零件的制造，能有效提高电化学沉积的定域性和零件的成形精度。

A Laser-assisted Flexible Servo Tool Electrode Micro-electrodeposition Device and Method

The invention discloses a laser-assisted flexible follow-up tool electrode Micro-Electrodeposition device and method, which relates to the field of localized Micro-Electrodeposition technology. By using flexible follow-up tool electrode, the electric field dispersion area and the reaction area of electrodeposition are limited, the localization of electrodeposition and the dimensional accuracy of components are improved, and the motion path of flexible follow-up tool electrode is controlled. Components with complex shapes can be deposited. Because of the high power density of laser, laser irradiation is introduced to change the state of electrodes in the irradiated area, accelerate ion diffusion and electron transfer, increase deposition rate, reduce defects such as holes and cracks in the deposits, improve deposition quality, and realize the manufacture of micro-parts by the combined action of electrochemical and laser energy. The invention is mainly used for the manufacture of micro parts, and can effectively improve the localization of electrochemical deposition and the forming accuracy of parts.

【技术实现步骤摘要】
一种激光辅助柔性随动式工具电极微细电沉积的装置及方法
本专利技术主要涉及定域微细电沉积
，特指一种激光辅助柔性随动式工具电极微细电沉积的方法与装置，适用于微细金属零件的加工和制造。
技术介绍
微细电沉积技术是根据电化学原理，溶液中的金属离子运动到阴极获得电子发生还原反应，金属离子被不断还原以原子和分子的形式在阴极表面增叠和堆积材料，因此可以实现微/纳米级的增材制造，在微纳制造领域有着很大的发展空间。激光加工是一种非接触式的加工方法，具有能量密度高、效率高、柔性好等优点，引入激光辐照增强微区搅拌，加速电荷转移，改善沉积层的力学性能，有效减少沉积体中麻孔、疏松等缺陷。在微细电沉积技术中引入激光辐照，虽然可以提高沉积质量，但是依然存在定域性差，无法精确控制零件的尺寸和形状等问题，亟待解决。国内外对于激光辅助电沉积技术的研究颇多，中国专利“一种激光强化电沉积快速成形加工装置及方法”，专利号“CN103590076A”提出：使用中空管状钝性阳极，阳极的侧面和顶面包裹绝缘膜，激光束通过阳极的中心辐射在阴极基板上方，实现激光与电沉积技术的复合，根据相应的扫描路径，在基板表面逐点沉积，完成第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光辅助柔性随动式工具电极微细电沉积的装置，包括工件加工系统、激光辐照系统和运动控制系统；其特征在于，所述工件加工系统包括X‑Y二坐标工作台(16)、垂直升降工作台(8)、直流脉冲电源(15)、工作槽(13)、柔性随动式工具阳极(10)和阴极基板(14)；所述柔性随动式工具阳极(10)与直流脉冲电源(15)正极相连并由X‑Y二坐标工作台(16)的工作手臂夹持；所述阴极基板(14)与直流脉冲电源(15)负极相连；柔性随动式工具阳极(10)与阴极基板(14)均设置在工作槽(13)的电解液中，通电时，形成电化学回路；所述工作槽(13)设置在垂直升降工作台(8)上；所述激光辐照系统包括脉冲激光...

【技术特征摘要】
1.一种激光辅助柔性随动式工具电极微细电沉积的装置，包括工件加工系统、激光辐照系统和运动控制系统；其特征在于，所述工件加工系统包括X-Y二坐标工作台(16)、垂直升降工作台(8)、直流脉冲电源(15)、工作槽(13)、柔性随动式工具阳极(10)和阴极基板(14)；所述柔性随动式工具阳极(10)与直流脉冲电源(15)正极相连并由X-Y二坐标工作台(16)的工作手臂夹持；所述阴极基板(14)与直流脉冲电源(15)负极相连；柔性随动式工具阳极(10)与阴极基板(14)均设置在工作槽(13)的电解液中，通电时，形成电化学回路；所述工作槽(13)设置在垂直升降工作台(8)上；所述激光辐照系统包括脉冲激光器(3)、反射镜(11)、聚焦透镜(12)；所述脉冲激光器(3)发出的激光束经反射镜(11)反射后，再经聚焦透镜(12)聚焦后辐照在柔性随动式工具阳极(10)的下段上；所述运动控制系统包括计算机(1)、运动控制卡(2)；所述计算机(1)控制脉冲激光器(3)和运动控制卡(2)，所述运动控制卡(2)控制X-Y二坐标工作台(16)和垂直升降工作台(8)。2.根据权利要求1所述的激光辅助柔性随动式工具电极微细电沉积的装置，其特征在于，所述柔性随动式工具阳极(10)包括上段、弹性中段与下段，且上段与下段通过弹性中段连接；上段包括进行侧壁绝缘的不溶性金属丝(17)，下段包括空心结构的屏蔽沉积模(21)。3.根据权利要求2所述的激光辅助柔性随动式工具电极微细电沉积的装置，其特征在于，所述屏蔽沉积模(21)为透光材质。4.根据权利要求2所述的激光辅助柔性随动式工具电极微细电沉积的装置，其特征在于，所述不溶性金属丝(17)通过绝缘玻璃管(18)进行侧壁绝缘。5.根据权利要求1所述的激光辅助柔性随动式工具电极微细电沉积的装置，其特征在于，还包括工作液循环系统，所述工作液循环系统包括储液槽(7)、微型泵(6)、过滤器(5)、节流阀(4)；所述微型泵(6)接口接储液槽(7)，出口接工作槽(13)，所述过滤器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张朝阳，王安斌，徐坤，戴学仁，顾秦铭，王虹，吴予澄，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32