[发明专利]一种三维电铸加工方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电铸加工技术领域，特别涉及一种三维电铸加工方法及系统。

背景技术

电铸技术本质上是电镀的一种特殊形式，因具有高复制精度、高重复精度和工艺简单等优点已在工业制造中得以广泛应用，尤其是针对航空航天、仪器仪表、光学设备以及微机械中的某些微小零部件。但是，在复杂型面零部件的电铸过程中，流场及电场分布不均匀现象致使电铸产物出现铸层不均匀及裂纹等缺陷，严重时甚至造成铸件畸形。在微小尺寸和高深宽比零部件的电铸过程中，由于存在表面张力致使铸液难以进入电铸区，且液相传质困难，造成电铸过程难以进行。在改善电铸过程中流场和电场环境，解决高深宽比结构零部件的电铸加工难题方面，专利公开号为CN1827861A的“三维微细电铸加工方法及装置”和专利公开号为CN1827862A的“分层微细电铸加工方法及装置”，通过预制掩膜板，有效解决了高深宽比微小零部件电铸难的问题，在一定程度上提高了电铸质量，拓展了电铸技术的应用领域。

但由于所预制掩膜板形状单一，尺寸相对固定，在电铸过程中无法改变其形状及尺寸，难以实现截面积形状和尺寸均发生变化的复杂形状的零部件电铸加工，例如带有复杂型腔的薄壁零部件、腰鼓形双层薄壁零部件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三维电铸加工方法及系统，能够电铸出三维结构复杂，深宽比大的电铸部件，且电铸效率高。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明实施例提供了一种三维电铸加工方法，该方法包括：

根据获取的电铸部件对应的电铸模具实体造型的分层切片信息，利用增材制造技术在阴极基板上分层制备铸模绝缘材料层；

在所述铸模绝缘材料层的限制下进行分层电铸加工形成铸模绝缘材料层包围内的电铸层；

分层制备铸模绝缘材料层和分层电铸加工交替循环进行，直至各个分层的电铸层堆积形成三维电铸部件。

本发明实施例还提供了一种三维电铸加工系统，该系统包括：

铸模制备装置，用于根据获取的电铸部件对应的电铸模具实体造型的分层切片信息，利用增材制造技术在阴极基板上分层制备铸模绝缘材料层；

电铸装置，用于在所述铸模绝缘材料层的限制下进行分层电铸加工形成铸模绝缘材料层包围内的电铸层；

数控装置，用于承载铸模制备装置和电铸装置，并通过计算机的控制以使分层制备铸模绝缘材料层和分层电铸加工分别在铸模制备装置和电铸装置中交替循环进行，直至各个分层的电铸层堆积形成三维电铸部件；

计算机，用于获取电铸部件对应的电铸模具实体造型的分层切片信息；还用于控制铸模制备装置根据分层切片信息，利用增材制造技术在阴极基板上分层制备铸模绝缘材料层；还用于控制分层制备铸模绝缘材料层和分层电铸加工分别在铸模制备装置和电铸装置中交替循环进行，直至各个分层的电铸层堆积形成三维电铸部件。

由上述的技术方案可见，本发明利用增材制造技术在阴极基板上分层制备铸模绝缘材料层，然后在铸模绝缘材料层的限制下进行分层电铸加工，分层制备铸模绝缘材料的过程与分层电铸过程交替循环进行直至沉积出整个复杂三维电铸部件。如此，本发明所利用的增材制造技术可以形成各种复杂形状和尺寸的铸模绝缘材料层，因此，在铸模绝缘材料层的限制下就可以形成各种复杂形状和尺寸的电铸部件。而且由于是直接利用增材制造技术在阴极基板上分层制备铸模绝缘材料层，最后去除铸模绝缘材料层即可，不需要像现有技术那样采用预制掩膜板进行电铸，然后还形成包围电铸层的涂覆层，最后还需要将涂覆层去除，工艺复杂，因此本发明的方案大大提高了电铸效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种三维电铸加工的方法流程示意图。

图2为本发明提供的一种三维电铸加工系统的结构示意图。

图3为本发明实施例电铸部件的结构示意图。

图4a至4d为本发明实施例三维电铸加工过程中形成材料层的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明提出一种三维电铸加工的方法，其流程示意图如图1所示，该方法包括：

步骤11、根据获取的电铸部件对应的电铸模具实体造型的分层切片信息，利用增材制造技术在阴极基板上分层制备铸模绝缘材料层；

其中，获取电铸部件对应的电铸模具实体造型的分层切片信息的方法包括：

利用计算机辅助设计软件对电铸部件进行三维实体造型；计算机辅助设计软件可以是CAD等；