[发明专利]一种多电位吸液电沉积3D打印的装置和方法

摘要

本发明提供了一种多电位吸液电沉积3D打印的装置和方法。通过构造不同电位的内外复合电极对工件进行加工，外电极与电源负极相连，具有低电位，内电极与电源正极连接，具有高电位，工件基板通过可调电阻与电源负极相连，具有中电位，以约束电场方向，采用中间吸液的管电极作为工具电极，使电沉积液向中心汇聚并吸走沉积层的气泡，减小浓差极化、提高定域性和加工表面质量。通过调节辅助电极的电位和吸液流量的方式可实现对沉积面积的调控；通过吸力传感器和流量计反馈调节电极轴向进给以保障合适的加工间隙；该方法能有效提高电化学沉积的定域性、加工精度及加工表面质量。

主权项

1.一种多电位吸液电沉积3D打印装置，其特征在于，包括多电位电沉积加工系统、溶液的吸液循环系统、运动控制系统；所述的多电位电沉积加工系统包括电极座、工具电极、工件基板、可调脉冲电源、可调电阻、工作腔、工作台，所述工具电极主要由内电极、绝缘材料和外电极构成，所述内电极、绝缘材料和外电极均为筒状，所述绝缘材料设置在内电极与外电极之间，所述工具电极装在电极座上，所述电极座上具有与轴向、径向相连通的通孔，所述电极座轴向的通孔与内电极中心的空腔连通，所述内电极与可调脉冲电源的正极相连，具有高电位，所述外电极与可调脉冲电源的负极相连，具有低电位；所述工作腔用于盛放电沉积液，所述工作台设置在工作腔内部，工件基板能够安装在工作台上，所述工件基板通过可调电阻与可调脉冲电源的负极相连，具有中电位；所述溶液吸液循环系统包括连通工作腔的底部与电极座的循环管，设置在循环管上的流量泵、溢流阀；所述流量泵能够使工具电极内孔吸收电沉积液，通过溶液吸液循环系统将电沉积液输送至工作腔内；所述运动控制系统包括计算机、X‑Y‑Z三坐标数控平台、力传感器、流量计、数据采集卡，所述力传感器装在电极座与X‑Y‑Z三坐标数控平台上所述电极座装在力传感器上；所述力传感器、所述流量计均与所述数据采集卡相连，所述数据采集卡、所述X‑Y‑Z三坐标数控平台均与所述计算机相连。