一种磁场辅助电化学增材制造微细零件装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种磁场辅助电化学增材制造微细零件装置与方法，包括机架、精密电控移动平台模块、增压模块、机械手模块、打印头模块、恒温模块、磁场生成模块、隔振模块、电解液循环模块、控制模块。利用电化学沉积与增材制造技术相结合，并在磁场耦合作用下成型三维微零件，打印头接受增材制造CAD模型处理的信息，通过CNC控制保持打印头的四维运动，使阳极与阴极极间距保持100微米以下，磁场生成模块产生的磁场作用于极间距，电解液循环模块保证成型材料的供给，从而形成磁场、电场、流场耦合作用下的电化学增材制造，实现微米级零件成型。通过调整脉冲频率、占空比、磁场强度、极间距、极间电压、制造出定域性强、成型组织均匀性较好的微型零件。好的微型零件。好的微型零件。

【技术实现步骤摘要】
一种磁场辅助电化学增材制造微细零件装置与方法


[0001]本专利技术属于微细零件装置
，特别涉及一种磁场辅助电化学增材制造微细零件装置与方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着产品微型化的到来，微纳尺度三维器件，在诸多领域有着巨大的产业需求。
[0003]增材制造技术(additive manufacturing，AM)是一种采用材料逐渐累加堆积成具有一定结构和功能的实体零件或原型的先进制造技术，是当前材料制备科学和先进制造技术学科领域的国际前沿研究和竞争热点之一。电化学增材制造(ECAM)也叫电化学3D打印，是一种相对较新的增材制造形式，结合电沉积技术和增材制造技术，通过还原溶液中的金属离子，将薄且高度粘附的金属层沉积到导电基材表面。
[0004]如今三维金属微结构的增材制造技术，以激光、电子束为热源的激光烧结技术和电子束熔化成形技术为典型代表，但存在高热残余应力和应变、氧化相变偏析，影响成形件的力学性能与尺寸精度，金属零件内部存在气孔、裂纹、夹杂、未熔合等缺陷，使其有一定的局限性。电化学增材制造技术，由于沉积过程中材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁场辅助电化学增材制造微细零件装置，其特征在于，包括机架(1)、精密电控移动平台模块(2)、增压模块(3)、机械手模块(4)、打印头模块(5)、恒温模块(6)、磁场生成模块(7)、隔振模块(8)、电解液循环模块(9)、控制模块(10)、计算机(11)；机架(1)上安装精密电控移动平台模块(2)，机架(1)中部架体上安装有增压模块(3)，增压模块(3)用于给打印头(5
‑
2)内部腔体提供压力，来调节打印头(5
‑
2)的喷射压力；精密电控移动平台模块(2)的下方安装机械手模块(4)，机械手模块(4)与打印头模块(5)相连并位于精密电控移动平台模块(2)下方，机架(1)最下方设置有隔振模块(8)，隔振模块(8)用于作为装置的基座，恒温模块(6)、磁场生成模块(7)、电解液循环模块(9)、控制模块(10)、计算机(11)安装在隔振模块8上面，恒温模块(6)用来保持反应槽(5
‑
1)内部电解液的温度。磁场生成模块(7)用来产生磁场，使打印头模块(5)在打印时处于磁场中，通过磁场来改善成型零件的打印质量。电解液循环模块(9)用来电解液循环，供打印头(5
‑
2)内部充满电解液，控制模块(10)用来执行计算机(11)传输的控制指令和传感器(5
‑
9)的反馈指令，控制精密电控移动平台模块(2)的运动以及反馈传感器(5
‑
9)的信息，计算机(11)用于CAD三维设计软件完成三维结构设计，专用快速成形软件对模型进行切片处理，规划路径扫描方式，生成G代码，检测软件检测打印过程中检测传感器传输的信号。2.根据权利要求1所述的一种磁场辅助电化学增材制造微细零件装置，其特征在于，所述机械手模块(4)包括机械手安装板(4
‑
1)、驱动电机(4
‑
2)、机械手臂固定板(4
‑
3)、转筒(4
‑
6)、机械手(4
‑
4)、握爪(4
‑
5)，其中机械手安装板(4
‑
1)成7字形，一边与X轴移动(2
‑
3)上连接板(2
‑3‑
1)固连，一边连接驱动电机(4
‑
2)和机械手臂固定板(4
‑
3)，转筒(4
‑
6)与机械手臂固定板(4
‑
3)固接、机械手(4
‑
4)安装在转筒(4
‑
6)内部，握爪(4
‑
5)固连在机械手(4
‑
4)上，驱动电机(4
‑
2)带动机械手(4
‑
4)在转筒(4
‑
6)内部转动，从而实现机械手模块(4)在Y
‑
Z平面的转动。3.根据权利要求1所述的一种磁场辅助电化学增材制造微细零件装置，其特征在于，所述打印头模块(5)包括反应槽(5
‑
1)、打印头(5
‑
2)、微阳极(5
‑
3)、辅助电极(5
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4)、打印头端盖(5
‑
5)、极间电压(5
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6)、阴极接线柱(5
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7)、阴极(5
‑
8)、阴极板(5
‑
9)、传感器(5
‑
10)，其中打印头(5
‑
2)与打印头端盖(5
‑
5)螺纹连接在一起，打印头(5
‑
2)内部为空腔结构，微阳极(5
‑
3)、辅助电极(5
‑
4)通过打印头端盖(5
‑
5)小孔伸入打印头(5
‑
2)内部，微阳极(5
‑
3)伸出打印头(5
‑
2)数微米，与打印头(5
‑
2)柱形结构形成同心...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮亮，马保吉，曹晋奎，李翔宇，李兆兴，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
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