疊層模板電沉積直接制造金屬零件的研究.pdf

1、疊層模板電沉積成型技術(shù)是一種基于離散/堆積快速成型原理和金屬電沉積原理的新型工藝方法，它通過控制模板的形狀對(duì)陰極進(jìn)行有選擇的絕緣，使電沉積只能發(fā)生在模板未覆蓋的區(qū)域，通過逐層控制，最終形成以模板型腔為側(cè)面邊界的金屬零件。該技術(shù)同時(shí)具備了快速成型的柔性和電沉積技術(shù)沉積層致密度高、精度高以及設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，為開辟快速成型新的工藝技術(shù)做了重要嘗試。 本文闡述了疊層模板電沉積直接成型金屬零件技術(shù)的成型原理，論證了模板電沉積成型技

2、術(shù)的可行性。本文從成型工藝的要求出發(fā)，設(shè)計(jì)了一套具有工作液循環(huán)系統(tǒng)和極板間距調(diào)整裝置的沉積設(shè)備；開發(fā)了基于疊層制造和電沉積于一體的成型工藝。 本文建立了沉積槽中平行板電極的電場(chǎng)有限元模型，深入分析了電場(chǎng)隨電極尺寸、輔助陰極位置、模板厚度變化的規(guī)律。并通過改變電流方式、模板材料、疊層方式等研究沉積表面的生長(zhǎng)特征及其原因。本文還針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，不斷改善工藝方案，例如：針對(duì)疊層誤差，實(shí)驗(yàn)為其增加了定位銷；針對(duì)邊緣效應(yīng)，提出了增加

3、模板厚度，使用雙電極以及對(duì)邊緣進(jìn)行絕緣屏蔽等措施。 本文的主要成果： 1、提出了將疊層制造技術(shù)與電沉積技術(shù)相結(jié)合于一體直接制造金屬零件的快速成型技術(shù)，為RP領(lǐng)域開辟了新的研究方法與工藝技術(shù)； 2、確定了影響電場(chǎng)分布的關(guān)鍵因素，為改善成型工藝提出了具體措施：采用厚模板型腔同時(shí)沉積多個(gè)零件； 3、成功地制造了一批具有一定精度、高致密度和硬度的銅零件，最大厚度達(dá)到了8.4mm，驗(yàn)證了疊層模板電沉積直接制造金屬零