一种基于3D打印快速制模的电铸成型方法技术

本发明专利技术公开一种基于3D打印快速制模的电铸成型方法，涉及电铸领域，包括以下步骤：1)先绘制出模具的三维模型，然后将三维模型进行切片处理，再将切片处理后的数据导入3D打印机中，利用3D打印机制得模具；2)对所述模具表面进行金属化处理，得到电铸芯模；3)将所述电铸芯模置于电铸装置的电铸液中，电铸芯模为阴极，铸层金属作为阳极；4)脱模得到电铸产品；利用3D打印技术成型电铸模具的方式更加简单，模具成型更加快速，并且能够打印各种复杂结构，成型精度高，适用于各种形状的模具，电铸与3D打印技术相结合可大大缩短单件小批量产品的制造周期和成本，产生良好的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印快速制模的电铸成型方法
本专利技术涉及电铸成型领域，特别是涉及一种基于3D打印快速制模的电铸成型方法。
技术介绍
电铸是用金属电沉积的方法制取产品的工艺，能制得由多种合金和复合材料组成的产品，弥补了传统加工工艺的不足，现应用于制造大型、结构复杂的产品，也可用于制造精密元件。由于电铸是从芯模表面生长成型的，而电铸芯模是由模具处理得到的，所以，电铸模具的材料和制造工艺的适用性和高效性非常重要，是实现电铸过程的重要指标。近年来，电铸领域不断发展电铸模具的制作工艺，常用的加工工艺有：人工加工模具和机械加工制作模具。人工加工模具对操作者的手工能力较高，并且工艺复杂，尤其对于表面具有特殊纹理的模具，手工加工的周期较长且难以达到所需精度。机械加工制作模具主要包括通用机械加工方法、电火花加工、数控加工方法，均广泛应用于工业制品的模具，具有加工速度快、效率高、精度高等优点。但这种加工方法目前仅适用于大规模的生产，对于小规模生产，制得模具的成本较高，因此机械加工模具的方法并不适用于小规模生产。因此，有必要寻求一种适用于小规模生产，既能够降低制备成本又能保障加工质量的电铸成型方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于3D打印快速制模的电铸成型方法，以解决上述现有技术存在的问题，在保证加工质量的前提下能够显著降低单件小批量产品的生产周期和加工成本。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种基于3D打印快速制模的电铸成型方法，包括以下步骤：1)先绘制出模具的三维模型，然后将三维模型进行切片处理，再将切片处理后的数据导入3D打印机中，利用3D打印机制得模具；2)对所述模具表面进行金属化处理，得到电铸芯模；3)将所述电铸芯模置于电铸装置的电铸液中，电铸芯模为阴极，铸层金属作为阳极；4)脱模得到电铸产品。优选的，步骤1)中，制得模具的材料为ABS树脂、聚碳酸脂、PPSF树酯、聚乳酸、聚醚酰亚胺中的一种或几种。优选的，步骤2)中，向所述模具表面喷涂石墨粉，得到电铸芯模。优选的，步骤3)中电铸液为含有铸层金属水溶性盐的水溶液，铸层金属水溶性盐为金属盐酸盐、金属硫酸盐、金属有机盐中的一种或几种。优选的，铸层金属为磷铜板，磷铜板与电铸芯模平行对称放置，电铸液为60～70g/L的H2SO4水溶液和200～300g/L的CuSO4水溶液，并向电铸液中添加光亮剂。优选的，步骤3)中电铸溶液的pH值为3-5，电铸温度为30℃-80℃，电流密度为5A/dm2-70A/dm2，电铸时间为0.5h-10h。优选的，步骤3)中，在电铸液容器底部设置一恒温磁力搅拌器，电铸过程中利用恒温磁力搅拌器对电铸液进行加热、搅拌。优选的，步骤4)中，将带有电铸金属层的电铸芯模在烘箱中加热，电铸芯模在加热情况下熔化流失，取出电铸金属层，将电铸金属层在清洗剂中清洗，得到所需电铸产品。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：利用3D打印技术成型电铸模具的方式更加简单，模具成型更加快速，相比于现有技术的手工加工或者机械加工能够明显降低模具的成型周期，并且3D打印技术能够打印各种复杂结构，成型精度高，适用于各种形状的模具；在电铸模具表面喷涂石墨粉进行表面金属化处理的方法原材料价格低廉，操作便捷，结合3D打印技术采用的无污染的热塑性材料能显著降低小规模产品生产的加工成本；因此，电铸与3D打印技术相结合可大大缩短单件小批量产品的制造周期和成本，产生良好的经济效益和社会效益。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种基于3D打印快速制模的电铸成型方法，以解决现有技术存在的问题，在保证加工质量的前提下能够显著降低单件小批量产品的生产周期和加工成本。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供一种基于3D打印快速制模的电铸成型方法，包括以下步骤：1)利用SolidWorks等三维建模软件，绘制出电铸模具的三维模型，并转化成3D打印机可识别的.stl格式文件；然后将.stl格式文件导入切片软件中，设置切片参数进行切片处理，再将切片处理后的数据导入3D打印机中，利用3D打印机制得模具；优选的，打印材料为ABS树脂、聚碳酸脂、PPSF树酯、聚乳酸、聚醚酰亚胺中的一种或几种，选择热塑性材料不但价格更低，脱模过程也十分方便；2)对模具表面进行金属化处理，得到电铸芯模；需要说明的是，模具表面金属化处理的目的是使模具表面生成一导电层，以便进行电铸，现有的方法包括化学镀法、烧渗银法等，但是此种方法化学处理步骤较多，过程较复杂；本实施例采取的是在模具表面喷涂石墨层的方法，石墨层厚保持均匀，确保需电铸的区域都能导电即可，喷涂方法简单，加工周期短，成本更低；3)将电铸芯模置于电铸装置的电铸液中，电铸芯模为阴极，铸层金属作为阳极；本实施例中铸层金属为磷铜板，磷铜板与电铸芯模平行对称放置，电铸液为60～70g/L的H2SO4水溶液和200～300g/L的CuSO4水溶液，pH值为3-5，并向电铸液中添加光亮剂等添加剂。其中，电铸过程使用的电铸装置为现有装置，如专利号为“201210161272.0”、“201310126312.2”的专利技术专利均公开电铸装置，因此本申请对此处所选取的电铸装置的详细结构并未进行赘述；优选的，在电铸液容器底部设置一恒温磁力搅拌器，电铸过程中利用恒温磁力搅拌器对电铸液进行加热、搅拌，控制电铸温度为50℃，电流密度为50A/dm2，电铸时间为0.5h，当然，本领域技术人员可以根据电铸金属的材质，自行选择具体的电铸温度、电流密度和电铸时间。4)脱模得到电铸产品；将带有电铸金属层的电铸芯模在烘箱中加热，电铸芯模在加热情况下熔化流失，取出电铸金属层，将电铸金属层在清洗剂中清洗，得到所需电铸产品。本实施例中，利用3D打印技术成型电铸模具的方式更加简单，模具成型更加快速，相比于现有技术的手工加工或者机械加工能够明显降低模具的成型周期，并且3D打印技术能够打印各种复杂结构，成型精度高，适用于各种形状的模具；在电铸模具表面喷涂石墨粉进行表面金属化处理的方法原材料价格低廉，操作便捷，结合3D打印技术采用的无污染的热塑性材料能显著降低小规模产品生产的加工成本；因此，本实施例中电铸与3D打印技术相结合可大大缩短单件产品的制造周期和成本，产生良好的经济效益和社会效益。本专利技术中应用了具体个例对本专利技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本专利技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D打印快速制模的电铸成型方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)先绘制出模具的三维模型，然后将三维模型进行切片处理，再将切片处理后的数据导入3D打印机中，利用3D打印机制得模具；/n2)对所述模具表面进行金属化处理，得到电铸芯模；/n3)将所述电铸芯模置于电铸装置的电铸液中，电铸芯模为阴极，铸层金属作为阳极；/n4)脱模得到电铸产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印快速制模的电铸成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)先绘制出模具的三维模型，然后将三维模型进行切片处理，再将切片处理后的数据导入3D打印机中，利用3D打印机制得模具；
2)对所述模具表面进行金属化处理，得到电铸芯模；
3)将所述电铸芯模置于电铸装置的电铸液中，电铸芯模为阴极，铸层金属作为阳极；
4)脱模得到电铸产品。


2.根据权利要求1所述的基于3D打印快速制模的电铸成型方法，其特征在于，步骤1)中，制得模具的材料为ABS树脂、聚碳酸脂、PPSF树酯、聚乳酸、聚醚酰亚胺中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的基于3D打印快速制模的电铸成型方法，其特征在于，步骤2)中，向所述模具表面喷涂石墨粉，得到电铸芯模。


4.根据权利要求1所述的基于3D打印快速制模的电铸成型方法，其特征在于，步骤3)中电铸液为含有铸层金属水溶性盐的水溶液，铸层金属水溶性盐为金属盐酸盐、金属硫酸盐、金属有机盐中的一种或几种...

【专利技术属性】
技术研发人员：连海山，李晓霞，陈小军，莫德云，
申请(专利权)人：岭南师范学院，
类型：发明
国别省市：广东;44