[发明专利]一种微纳放电加工微三维结构的方法和系统

权利要求书

1.一种微纳放电加工微三维结构的方法，用于在导电材料上加工微纳三维结构，其特征在于，包括下列 步骤：

(1)导电性的纳米线或纳米管固定到导电材料制成的探针针尖上，并将探针固定在电极夹持装置上；

(2)将电极夹持装置置于具有纳米级分辨率的电极进给位移台上；

(3)将导电材料工件置于X/Y精密位移台上；

(4)将脉冲电源的负极接到探针上，其正极接到导电材料工件上；

(5)利用多轴运动控制器控制放置有电极夹持装置的位移台，由脉冲电源提供放电加工的工作电压， 并由放电间隙电压采集装置采集放电间隙电压，采集到的数据被送入工控机内，由工控机根据间隙电 压判断当前放电加工的状态，并通过多轴运动控制器控制电极进给位移台的移动，从而实现稳定的纳 米放电加工微纳三维结构过程；并工控机通过多轴运动控制器控制X/Y精密位移台的移动，实现对工 件位置的调整和加工轨迹的控制。

2.根据权利要求1所述的微纳放电加工微三维结构的方法，其特征在于，将纳米管固定到导电材料制成 的探针针尖上，并将探针固定在电极夹持装置上，在放电加工过程中，导入1～3Mpa压力的工作液， 将工作液输入到放电加工区域，利用工作液的压力将放电过程中产生的废屑带走。

3.根据权利要求1所述的微纳放电加工微三维结构的方法，其特征在于，所述脉冲电源的脉宽变化范围 2-30微秒，电压在大于0和小于120V之间，最大输出电流2A。

4.根据权利要求1所述的微纳放电加工微三维结构的方法，其特征在于，工控机根据当前放电加工的状 态，利用如下方法控制电极的进给：如果放电加工处于正常放电状态，则电极保持当前位置；如果放 电加工处于开路状态，工控机则向多轴运动控制器发送指令，使电极进给位移台向前进给，则电极向 靠近工件的方向移动，以减小放电间隙，直到放电加工从开路状态进入正常放电加工状态；如果放电 加工处于短路、电弧放电状态，工控机则向多轴运动控制器发送指令，使电极进给位移台后退，则电 极向远离工件的方向移动，以增大放电间隙，直到放电加工从短路、电弧状态进入正常放电加工状态。

5.一种微纳放电加工微三维结构的系统，用于在导电材料工件上加工微纳三维结构，包括固定有能够导 电的纳米线或纳米管的导电材料探针、电极夹持装置、具有纳米级分辨率的电极进给位移台、多轴运 动控制器、X/Y精密位移台、脉冲电源、间隙电压检测装置和工控机，其中，电极夹持装置用于固定 导电材料探针，并置于具有纳米级分辨率的电极进给位移台上，位移台的移动通过具有纳米级数控分 辨的多轴运动控制器进行控制；X/Y精密位移台用于放置工件；通过具有纳米级数控分辨的多轴运动 控制器分别控制电极进给位移台和X/Y精密位移台的移动；脉冲电源提供放电加工所需要的工作电压； 间隙电压检测装置采集的电压数据被送入工控机，由工控机根据间隙电压判断当前放电加工的状态， 通过多轴运动控制器控制电极进给位移台的移动，从而实现稳定的纳米放电加工微纳三维结构过程； 并由工控机通过多轴运动控制器控制X/Y精密位移台的移动，实现对工件位置的调整和加工轨迹的控 制。

6.根据权利要求5所述的微纳放电加工微三维结构的系统，所述脉冲电源的脉宽变化范围2-30微秒， 电压在大于0和小于120V之间，最大输出电流2A。