[发明专利]一种增材制造金属管状件的电化学逐层抛光装置

说明书

本发明公开了一种增材制造金属管状件的电化学逐层抛光装置，涉及精密表面处理技术领域，主要包括控制驱动部、电源、电极和工作液；工作时，待抛光的增材制造金属管状件放置在设定位置上，且电极伸入到增材制造金属管状件的内部；电源的正极连接增材制造金属管状件，电源的负极连接电极；控制驱动部连接电极和/或增材制造金属管状件，控制驱动部用于控制电极与增材制造金属管状件进行相对运动，以使电极、增材制造金属管状件和工作液形成电回路，进而使增材制造金属管状件的内表面和电极之间发生阳极溶解。本发明能够有效平滑增材制造零件的内孔壁表面，去除粘附颗粒，使其达到加工标准。

技术领域

本发明涉及精密表面处理技术领域，特别是涉及一种增材制造金属管状件的电化学逐层抛光装置。

背景技术

增材制造技术，又称为3D打印技术，是将CAD设计数据通过材料逐层堆积方法直接制造出实体零件的一种先进技术。增材制造技术可以完成许多传统加工难以完成的复杂结构零部件的制造，并且大幅度地减少了加工工序，缩短了工期。但由于3D打印加工工艺的特点,目前3D打印制造的金属零件表面粗糙度一般仍在Ra10μm～50μm之间，而机械精加工表面粗糙度能够达到Ra2.5μm以下。由于3D打印制成的金属构件的高粗糙度，限制了它们的广泛应用，对于内部特征复杂的结构，问题更为严重。故对3D打印零件的后续表面抛光加工是不可或缺。

目前改善3D打印零件表面质量的抛光技术主要有喷砂处理、机械抛光、电化学抛光、激光抛光等。喷砂处理是利用高速砂流的冲击作用清理基体表面，可以提高3D打印件的表面质量，但对于内表面和微小零件的处理较困难。传统的机械抛光其可加工区域受工艺所限，适用于平面等简单的外表面抛光，对内表面和复杂表面则极难加工。现有激光抛光技术作为一种后处理手段，抛光范围仍受到加工表面位置和光路限制，难以实现对腔体内表面等的抛光加工。

而增材制造过程中的通过优化增材制造参数来进行表面质量改善的方法，虽然可以选用合适的激光功率和进给速度来控制加工零件的表面质量，但是这种方式改善有限，达不到传统加工的高精度效果。通过增减材复合加工管状零件的方法同时也存在局限性，虽然可以采用先增后减的机械方式对3D打印零件的子部件的外表面进行加工以提高子部件表面粗糙度，但是这种方法无法处理内部结构比较复杂的结构件，并且机械加工产生的不规则形状的机器废料可能会阻碍粉末的正确铺展，每层加工之后的加工都很费时，而且还可能破坏精细的结构。

目前对于通过3D打印方法制造的金属管状零件，电化学抛光法是一个比较有效的办法，电化学抛光技术是利用阳极氧化牺牲的原理实现对阳极工件的抛光，其优点在于对表面形状要求低，适用范围广，即适用于金属零件抛光。常规的电化学抛光是将工件整体浸入工作液，抛光区域的选择性低，而且容易出现抛光不均匀等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种增材制造金属管状件的电化学逐层抛光装置，能够有效平滑增材制造零件的内孔壁表面，去除粘附颗粒，使其达到加工标准。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种增材制造金属管状件的电化学逐层抛光装置，包括控制驱动部、电源、工件放置区、电极和工作液；其中，所述工件放置区用于放置待抛光的增材制造金属管状件；所述电极为中空结构，且所述电极的下端部的四周开设有喷液孔；

工作时，待抛光的增材制造金属管状件放置在所述工件放置区上，且所述电极伸入到所述增材制造金属管状件的内部；所述电源的正极连接所述增材制造金属管状件，所述电源的负极连接所述电极；所述控制驱动部连接所述电极和/或所述增材制造金属管状件，所述控制驱动部用于控制所述电极与所述增材制造金属管状件进行相对运动，以使所述工作液流入所述电极内部并通过所述电极下端部的喷液孔喷射到所述增材制造金属管状件的内表面，进而使所述增材制造金属管状件和所述电极之间发生阳极溶解。

可选的，所述电极与所述增材制造金属管状件的相对运动速度是根据所述增材制造金属管状件的内表面粗糙程度确定的。