电化学加工的方法和系统技术方案

提供了电化学加工部件的方法和系统。该方法可以包括将两个或更多个电势施加到包括两个或更多个单独电极的阵列的工具电极，以在工具电极和与工具电极相对的工件之间产生两个或更多个电场，其中两个或更多个电场中的每一个由两个或更多个单独电极的阵列中的一个产生。生。生。

【技术实现步骤摘要】
电化学加工的方法和系统


[0001]本公开的领域大体上涉及电化学加工，并且更具体地，涉及用于执行电化学加工的方法和系统。

技术介绍

[0002]电化学加工(ECM)是一种通过电化学过程去除导电材料(例如金属材料)的过程。它通常用于加工(处理/精加工)由导电材料组成的工件。ECM特别适用于硬度高的金属和合金，这使得它们难以用传统方法进行加工。例如，可以使用ECM加工镍基合金，以制造各种部件。
[0003]在ECM过程期间，使用施加的电势从工件氧化导电材料，从而允许电流以受控速率流动。工件用作阳极，并与用作阴极的工具电极隔开一定间隙。电解质(通常是盐水溶液)流过间隙，冲走工件上的氧化材料。当工具电极移向工件以保持受控间隙时，工件被加工成与工具电极互补的形状。
附图说明
[0004]在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：
[0005]图1示出了包括工具电极的示例性电化学加工系统的正视示意图，该工具电极包括两个或更多个单独电极的阵列，该阵列未在操作中；
[0006]图2示出了包括工具电极的示例性电化学加工系统的正视示意图，该工具电极包括两个或更多个单独电极的阵列，该阵列在操作中；
[0007]图3示出了图1和图2的工具电极的底部立体图；
[0008]图4示出了包括计算装置的计算系统的示意图，其中计算装置中的一个可以与本公开的控制器的功能相同或类似；
[0009]图5A
‑
5D示出了工具电极在非线性方向上行进到工件中的示例性实施例的示意图；和
[0010]图6示出了根据本公开的电化学加工的方法的流程图。
[0011]在本说明书和附图中重复使用参考字符旨在表示本公开的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
[0012]现在将详细参考优选实施例，其一个或多个示例在附图中示出。每个示例都是以解释本专利技术的方式提供的，而不是限制本专利技术的。事实上，对于本领域的技术人员来说将显而易见的是，在不脱离本专利技术的范围的情况下可以进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变化。
[0013]本文使用的词语“示例性”是指“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或有利于其他实施方式。此外，除非另有具体说明，否则本文描述的所有实施例都应被视为示例性的。
[0014]除非本文另有明确说明，否则术语“联接”、“固定”、“附接到”等指的是直接联接、固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征间接联接、固定或附接。
[0015]如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换地使用以将一个部件与另一个区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
[0016]在以下说明书和权利要求中，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代。如本文所用，除非上下文另有明确规定，术语“或”不意味着是排他性的并且指的是存在所指代的部件中的至少一个并且包括所指代的部件的组合可以存在的情况。
[0017]如本文所用，“最小尺寸”是指电化学机器能够在工件上产生的精度的成度。在现有技术中，靠近工件定位的工具电极通常能够在工件上复制最小尺寸为2.54μm或更大的表面。
[0018]在ECM过程期间，使用施加的电势从工件氧化导电材料，从而允许电流以受控速率流动。工件用作阳极，并与用作阴极的工具电极隔开一定间隙。电解质(通常是盐水溶液)流过间隙，冲走工件上的氧化材料。当工具电极移向工件以保持受控间隙时，工件被加工成与工具电极互补的形状。
[0019]ECM通常为制造部件(包括例如叶片盘和燃气涡轮、喷气发动机和发电机的其他部件)提供所需的形状控制和光滑的表面光洁度。利用氧化反应去除材料的ECM通常是用固体金属阴极完成的，该固体金属阴极是所需最终形状的近似反转图像。虽然ECM用于许多大批量应用，但它确实有局限性，包括缺乏形成具有精确几何保真度的部件的一般能力。例如，在靠近工具电极定位的工件上操作的工具电极通常能够复制最小尺寸为2.54微米(μm)的表面。然而，由于广泛采用增材制造来生产具有紧密间隔特征和复杂几何形状的部件，因此需要普遍改进ECM应用，以允许生产具有最小尺寸和重复表面图案且公差超出当代ECM能力的部件。
[0020]本公开描述了合并单独电极阵列而不是整体工具电极的电极配置。此外，本公开描述了合并结构的电极配置，该合并结构允许电解质冲洗以调节离子物质的质量传输并利用特定施加的电势到每个单独的电极。
[0021]具体地，本公开提供用于使用包括两个或更多个单独电极的阵列的工具电极在电化学加工系统中电化学加工工件的ECM过程，其可以在工件上提供高保真度和/或亚微米特征。ECM过程通常涉及使用包括两个或更多个单独电极的阵列的工具电极，其中两个或更多个电势单独施加到两个或更多个单独电极中的每一个，导致产生两个或更多个电场。在这方面，可以将独特的电势施加到两个或更多个单独电极中的每一个，允许经由工具电极在工件上的战略位置处对工件的氧化速率进行个体化控制，并允许工件被加工以具有高保真度或亚微米特征(即，最小尺寸为2.54μm或更小，例如通过非限制性示例1μm至2.50μm或通过进一步的非限制性示例1.25μm至2.25μm)。
[0022]现在参考附图，图1示出了包括工具电极120的示例性电化学加工系统100的正视示意图，工具电极120包括两个或更多个单独电极140的阵列，该阵列不在操作中。图2示出
了包括工具电极120的示例性电化学加工系统100的正视示意图，工具电极120包括两个或更多个单独电极140的阵列，该阵列在操作中。工件130通过电极间隙180与工具电极120分开，其中电解质溶液190介于工具电极120和工件130之间。尽管示出的阵列包括第一电极143和第二电极144，但是两个或更多个单独电极140的阵列不限于两个电极。至少一个间隔件160定位在两个或更多个单独电极140的阵列的第一电极143和第二电极144之间。至少一个间隔件160包括至少一个电解质冲洗通道141和至少一个电解质冲洗口146。示例性电化学加工系统100还包括电解质供应源145，其包含电解质溶液并且与至少一个间隔件160的至少一个电解质冲洗通道141流体连通。电化学加工系统100还包括控制器112、电源170和致动器113。
[0023]通常，工件130和两个或更多个单独电极140的阵列中的至少一个包括适用于ECM的金属材料。此外，在一个实施例中，工件130和两个或更多个单独电极的阵列可以各自包括彼此独特的金属材料。或者，工件130和两个或更多个单独电极的阵列可各自包括相同的金属材料。另外，在一个实施例中，第一电极143和第二电极144可以各自包括彼此独特的金属材料。或者，第一电极143和第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学加工部件的方法，其特征在于，所述方法包括：将两个或更多个电势施加到包括两个或更多个单独电极的阵列的工具电极，以在所述工具电极和与所述工具电极相对的工件之间产生两个或更多个电场，其中所述两个或更多个电场中的每一个由所述两个或更多个单独电极的阵列中的一个产生。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中至少一个间隔件定位在所述两个或更多个单独电极的阵列的第一电极和第二电极之间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述至少一个间隔件具有100微米至2500微米的厚度。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括通过所述至少一个间隔件内的至少一个电解质冲洗口在所述工具电极和所述工件之间输送带电或不带电的电解质溶液。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：