【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对工件的导电表面进行等离子体电解加工的设备和方法。在这种情况下，该设备拥有：用于给工件表面施加电解质射流的施加单元；用于给该施加单元至少临时供应对于产生该电解质射流所需的电解质的供应单元；和至少一个电极，该电极在加工期间作为阴极形成相对于该表面的对应电极。为了产生所需的电压，还提供至少一个电压源，在对工件表面进行加工期间，利用该电压源，能在电极与待加工表面之间施加电压，该电极和该表面分别至少部分地与电解质接触。
技术介绍
1、对于由金属合金制成的工件，通常不在初级生产步骤中实现该表面的目标特性，使得需要后续的最终加工或精加工。该最终加工或精加工例如包括抛光、清洁、消毒、纹理化和表面涂层以及工件边缘的去毛刺和倒圆角。在此，尤其是通过材料去除来改变表面特性的方法具有显著的经济和技术意义。已知通过使用几何形状不定的切削刃的切削方法对金属表面的最终加工，如研磨或机械抛光，其能够实现低粗糙度和高光泽度。这些切削方法总是需要通常旋转着的工具能够到达表面，使得几乎无法实现对狭窄的、凹形的轮廓和内表面的加工。此外，该方法原理总是需要准确调整工具相对于所加工的表面的相对位置。目标轮廓的变化、例如由于变换的或可定制的工件所引起的变化，在自动化的过程控制中需要在nc程序中的复杂的调整，这些调整明显限制了灵活性。而如果该过程控制被手动执行，则在复杂构件的情况下，加工时间会非常长，约为20分钟。此外，可再现性明显受限，因为结果总是取决于员工的个人能力，并且研磨粉尘会造成健康风险。与之相对地，同样已知的用于电化学抛光、尤其是电解抛光和电化
2、已知的用于对金属工件进行电化学加工的方法的特殊的进一步发展是导电表面的等离子体电解加工。等离子体电解加工方法是用来通过施加电压来改变至少临时与电解质接触的工件表面的性质的方法，其中，通过等离子体的靠近表面的形成来实现、促进或者影响该改变。虽然等离子体电解氧化主要用于尤其是在轻金属上的耐磨边缘层的制造，但是在等离子体电解抛光中，通过材料去除来改变边缘层。与电解抛光相比，这在使用盐水溶液的情况下实现而不是在高浓度酸作为电解质的情况下实现，其中，工件通常被浸入到这种电解质浴中并且予以阳极接触。通过施加200v至450v、优选地230v至350v的直流电压，与工件接触的电解质蒸发，并且形成围绕着该工件的蒸汽表层，该蒸汽表层取代工件表面的电解质溶液。降落在蒸汽表层上的抛光电压会导致部分电离并且导致形成等离子体。通过物理、化学和电化学去除工艺的组合，使工件的表面均匀平滑，并且同时去除污垢。
3、以这种方式，可以在最短时间内并且无需模具相关工具地产生特别光滑并且有光泽的表面。此外，不需要对相应的工件进行预处理或者除去可能存在于表面上的油或者润滑剂。此外，根据所加工的材料，可以通过等离子体电解加工来产生其腐蚀倾向受到抑制的工件表面。因此，该方法不仅适合于降低表面粗糙度，而且尤其适合于去毛刺、产生光泽、钝化、清洁、消毒以及平滑表面轮廓。
4、从de 102006016368 b4公知一种用于等离子体抛光的通用设施。所描述的设施适合于对导电的工件表面进行清洁和抛光，并且拥有电解质容器、用于工件的支架和用于提供对于等离子体电解加工所需的电压的电源。还提供用于监视和设定所需的电流强度的控制器，该控制器根据工件被浸入到电解质容器中的速度来设定该电流强度。
5、已知的使用电解质浴的用于对导电表面进行等离子体电解处理的方法关于可加工的工件几何形状具有决定性的限制。首先，稳定的过程控制需要：所形成的并且上升的气泡可以以均匀的蒸汽表层的形式沿着工件轮廓流动。对于复杂构件，尤其是在具有高纵横比的深凹表面或者轮廓加深结构上，情况通常并非如此，例如在孔、空腔和轮廓距离较小的拉制型材的情况下。那么就不会发生稳定的、方法典型的材料去除，使得在这些情况下，等离子体电解加工通常无法用于工业过程。
6、另一缺点在于：所需的电流强度必须与构件表面成比例地被提供，因为基本工作原理需要在工件表面上的特定于材料和电解质的电流密度，该电流密度通常在0.2a/cm2至0.5a/cm2的范围内。因此，根据普通工业公司的加工设施的性能，该方法会受到关于构件尺寸方面的技术和经济限制，该构件尺寸只是很少地超过边长为20cm的立方体的尺寸。此外，对于需要大型加工设施的大型构件来说，使用等离子体电解加工方法因此通常是不经济的。当代替整个构件表面而仅应该加工单独的表面或轮廓(比如在去毛刺的情况下)时，情况尤其如此。那么，对于在电解质浴中的等离子体电解抛光来说固有的对整个表面的加工通常会导致电力需求、投资需求和加工工作量是对于满足表面要求所需的情况的数倍。
7、一种规避可加工的构件尺寸的限制的方案是转变到选择性方法，如从de102014108447a1中公知的那样。该文献公开了一种用于对构件、尤其是片材和箔片的导电表面进行选择性等离子体抛光和/或清洁的设施，该设施拥有至少一个阴极极化的抛光槽，该抛光槽经由泵系统来被供应电解质。现在，阳极极化的工件被引导穿过该槽，其中，横向于工件走向的绝缘条界定与电解质接触的表面，并且这样产生仅选择性起作用的抛光浴。虽然这种设备消除了最大尺寸构件的方法限制，但是几何上复杂的构件无法借此被加工或者借此只能非常有限地被加工。此外，该设备也不允许对一维定义的整体截面之外的各个表面的选择性加工。
8、出于该原因，一种特殊的等离子体电解加工方法、即所谓的喷射等离子体抛光，规定了使用电解质射流来代替电解质浴，其中，在这种情况下，使电解质射流指向工件的电解质喷嘴同时形成阴极。只有在电解质射流射到工件的表面上的位置处才发生材料去除。所需的最大电流强度由此受到显著，并且加工可以集中于所选择的位置。
9、从de 202019001138 u1公知一种用于实施上述方法的设施。该文献描述了一种用于对工件的导电表面进行等离子体抛光的设施，其中，该设施具有用于保持工件的保持装置以及电解质容器，从该电解质容器中将电解质输送到喷嘴单元。借助于该喷嘴单元，产生指向待加工表面的电解质射流，用于对工件表面的加工。该电解质射流不仅可以作为电解质罐外部的自由射流被指向工件并且被用于等离子体电解加工(喷射等离子体抛光)，而且可以定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于对工件(3)的导电表面(2)进行等离子体电解加工的设备(1)，所述设备拥有：施加单元(4)，用于向所述表面(2)施加电解质射流；供应单元(5)，用于给所述施加单元(4)至少临时供应对于产生所述电解质射流所需的电解质；至少一个电极(6)，所述电极在所述加工期间形成相对于所述表面(2)的对应电极；和至少一个电能量源(7)，利用所述电能量源，能在所述加工期间给所述电极和所述表面供应电能，使得在所述电极(6)与待加工表面(2)之间在被所述电解质接触时有电流流动，
2.根据权利要求1所述的设备，
3.根据权利要求1或2所述的设备，
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
5.根据权利要求4所述的设备，
6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
9.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
10.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
11.根据上述权利要求中任一项所述的设备，>
12.一种用于对工件(3)的导电表面(2)进行等离子体电解加工的方法，其中，将至少一种电解质输送到施加单元(4)，通过所述施加单元，至少临时向所述工件(3)的所述表面(2)施加电解质射流，在所述工件(3)的待加工表面(2)与至少部分地接触所述电解质的电极(6)之间施加电压，使得所述电极(6)在所述加工期间形成相对于所述工件(3)的所述表面(2)的对应电极，
13.根据权利要求12所述的方法，
14.根据权利要求12或13所述的方法，
15.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于对工件(3)的导电表面(2)进行等离子体电解加工的设备(1)，所述设备拥有：施加单元(4)，用于向所述表面(2)施加电解质射流；供应单元(5)，用于给所述施加单元(4)至少临时供应对于产生所述电解质射流所需的电解质；至少一个电极(6)，所述电极在所述加工期间形成相对于所述表面(2)的对应电极；和至少一个电能量源(7)，利用所述电能量源，能在所述加工期间给所述电极和所述表面供应电能，使得在所述电极(6)与待加工表面(2)之间在被所述电解质接触时有电流流动，
2.根据权利要求1所述的设备，
3.根据权利要求1或2所述的设备，
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
5.根据权利要求4所述的设备，
6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，
7.根据上述权利要求中任一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：V·斯特普塔，M·彭泽尔，S·施罗德，H·泽德勒，
申请(专利权)人：弗莱贝格工业大学，
类型：发明
国别省市：
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