基于中空AFM探针定域电沉积的增材制造装置及方法制造方法及图纸

基于中空AFM探针定域电沉积的增材制造装置及方法，属于增材制造技术领域，包括隔振系统、增材制造装置主体、清洗缓冲液单元、精密定位系统、监测系统以及电极单元，本发明专利技术利用中空AFM探针定域电沉积技术可以实现金属微结构无掩模高定域性沉积，通过AFM悬臂的高精度力控制技术解放了Z轴高定位精度的压力，解决了高移动位移精度与防治堵塞和短路的耦合矛盾，真正意义上实现亚微米级金属三维悬臂结构的正向微增材制造，通过定域电化学技术整合微流体技术与AFM探针技术，完成电场定域性向给液定域性的转变，改变了无限缩小阳极尺寸的不切实际的想法，从而更加容易的实现了高定域性沉积。

【技术实现步骤摘要】
基于中空AFM探针定域电沉积的增材制造装置及方法
本专利技术属于增材制造
，特别是涉及到一种基于中空AFM探针定域电沉积的增材制造装置及方法。
技术介绍
电化学沉积制造技术是基于电化学阴极沉积原理的一种技术，是将惰性金属盐溶液中的金属离子通过电化学的还原反应成金属原子。定域电化学沉积技术原理简单，操作方便，无需惰性气体环境或者真空环境，没有热残余应力，无需后续退火处理。定域电化学沉积技术的发展是得益于电极制造技术的发展。电极从开始的实心金属电极，电极直径逐渐减小，提高金属沉积的定域性；在金属电极尺寸难以再进一步缩小之后，研究人员调整研究方向，从实心金属电极转移到空心的毛细玻璃管电极，毛细玻璃管的制作工艺可以制作内孔直径非常小的电极，中空电极从单一孔向两孔或者三孔进行演化；基于阳极电极尺寸进行定域电沉积的技术严重受限于阳极微电机的定位精度和重复定位精度；通过AFM显微镜的快速发展，研究人员通过压力控制金属盐溶液流出AFM悬臂到达AFM探针尖端进行定域给液。利用中空AFM探针技术就是讲AFM技术与微流体技术的结合技术，最早应用于细胞操本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于中空AFM探针定域电沉积的增材制造装置，其特征是：包括隔振系统(1)、增材制造装置主体(2)、清洗缓冲液单元(3)、精密定位系统(4)、监测系统(5)以及电极单元(6)，/n所述隔振系统(1)包括隔振操作平台(101)、控制系统框架车(102)、中空AFM悬臂气压控制系统(103)、恒电位仪系统(104)以及总控制系统(105)，所述隔振操作平台(101)为装置基座；所述控制系统框架车(102)设置在隔振操作平台(101)的下部；所述中空AFM悬臂气压控制系统(103)和恒电位仪系统(104)设置在控制系统框架车(102)内部上层；所述总控制系统(105)设置在控制系统框架车(102)...

【技术特征摘要】
1.基于中空AFM探针定域电沉积的增材制造装置，其特征是：包括隔振系统(1)、增材制造装置主体(2)、清洗缓冲液单元(3)、精密定位系统(4)、监测系统(5)以及电极单元(6)，
所述隔振系统(1)包括隔振操作平台(101)、控制系统框架车(102)、中空AFM悬臂气压控制系统(103)、恒电位仪系统(104)以及总控制系统(105)，所述隔振操作平台(101)为装置基座；所述控制系统框架车(102)设置在隔振操作平台(101)的下部；所述中空AFM悬臂气压控制系统(103)和恒电位仪系统(104)设置在控制系统框架车(102)内部上层；所述总控制系统(105)设置在控制系统框架车(102)内部下层；
所述增材制造装置主体(2)为矩形壳体，壳体内部两侧沿长边设置有X轴宏观移动系统(201)；
所述清洗缓冲液单元(3)包括清洗缓冲液移动单元(301)和清洗缓冲液槽(302)，清洗缓冲液移动单元(301)设置在X轴宏观移动系统(201)上，所述清洗缓冲液槽(302)为矩形，内部设置有三个以上圆形槽，清洗缓冲液槽(302)设置在清洗缓冲液移动单元(301)上；
所述精密定位系统(4)包括Y轴移动导轨(401)、Y轴移动单元(402)、X轴移动导轨(403)、X轴移动单元(404)、精密Z轴系统(405)以及Z轴系统外壳(406)，X轴移动导轨(403)设置在X轴宏观移动系统(201)外侧，且与其平行；所述X轴移动单元(404)设置在X轴移动导轨(403)上；所述Y轴移动导轨(401)水平方向垂直设置在X轴移动单元(404)上；所述Y轴移动单元(402)设置在Y轴移动导轨(401)上；所述精密Z轴系统(405)设置在Y轴移动单元(402)上；所述Z轴系统外壳(406)设置在精密Z轴系统(405)的外部；
所述监测系统(5)包括顶视摄像头架(501)，顶视摄像头(502)以及底视摄像头(503)，所述顶视摄像头架(501)设置在Z轴系统外壳(406)的外侧，所述顶视摄像头(502)通过螺栓固定设置在顶视摄像头架(501)内部；所述底视摄像头(503)设置在精密Z轴系统(405)的下方；
所述电极单元(6)包括工作电极(601)、工作电极绝缘支架(602)、参比电极Ag/AgCl(603)、电极单元支架(604)、碳纤维阳极(605)以及中空AFM探头(606)；所述电极单元支架(604)设置在X轴宏观移动系统(201)上；所述工作电极绝缘支架(602)通过安装的方式安装在电极单元支架(604)上；所述碳纤维阳极(605)安装在电极单元支架(604)上；所述工作电极(601)安装在工作电极绝缘支架(602)的正中心；所述中空AFM探头(606)设置在精密Z轴系统(405)的最下端。

【专利技术属性】
技术研发人员：任万飞，许金凯，于化东，于占江，孙晓晴，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22