[发明专利]利用叠层模板电沉积技术直接制造金属零件的方法及装置

权利要求书

1、一种利用叠层模板电沉积技术直接制造金属零件的方法，其特征是：首先用CAD造型软件设计出金属零件的实体造型，然后将实体造型格式的CAD文件经过切片软件处理后保存为n个切层数控文件，将单层路径信息输入切割机后切割制得n个切层模板，在带有阴极托盘和阳极托盘的电沉积成形系统的阴极托盘上的基极上安装第一层切层模板进行金属电沉积，当第一层切层模板沉积完成后，先将阳极托盘移出到阳极托盘工作平台，然后将阴极托盘移出到阴极托盘工作平台，在氮气保护下进行将第二层切层模板安装到上述已沉积完成的第一层切层模板上，完成层叠操作，再将阴极和阳极送入电沉积成形系统进行电沉积，完成第二层切层模板的深积；依次进行上述循环工序，经过n次叠层模板电沉积后可以获得含模板金属零件，最后进行脱模处理获得所需要的金属零件；其中所述的阳极托盘上放置有金属阳极，在阳极托盘上开有有利于金属离子下行的通孔，所述的阴极托盘上设计有用于模板和基板定位的模板定位栓及基板定位栓，在阳极托盘及阴极托盘内设计有提供电沉积两极电源的分布式棒形导电条装置及相应的与电源正负极相连的汇总接头。

2、一种利用叠层模板电沉积技术直接制造金属零件的装置，包括电沉积工作腔(1)，电沉积工作腔(1)的上下部分分别设有均匀分布的、用于更新电解液的进、出电解液口(2、3)，其特征是在电沉积工作腔(1)的中上部安装有阳极托盘(4)，阳极托盘(4)上放置有金属电沉积用的金属阳极，阳极托盘(4)的底部为镂空结构，其上设有便于阳极离子通过的通孔(11)；电沉积工作腔(1)的下部、与阳极托盘(4)相对位置处安装有阴极托盘(5)，阴极托盘(5)上设计有用于安放电沉积加工用阴极基板及叠加切层模板的模板定位栓(15)及基板定位栓(16)；在阳极托盘(4)上设有分布式棒形导电条(12)，在阴极托盘(5)上也设有分布式棒形导电条(14)，分布式棒形导电条(12)通过汇总接头(13)与外部电源的正极相连，分布式棒形导电条(14)通过汇总接头(17)与外部电源的负极相连。

3、根据权利要求2所述的利用电沉积技术直接制造金属零件的装置，其特征是所述的电沉积工作腔(1)上端边沿部分分别设置有内导轨(7)和外导轨(8)，阳极托盘(4)及阴极托盘(5)的上端分别通过相应的滑轮(6、9)活动支承在对应的导轨(7、8)上，外导轨(8)上还安装有轴向标尺及能将阴极托盘(5)提升和下降的升降机构(10)。

4、根据权利要求2所述的利用电沉积技术直接制造金属零件的装置，其特征是在所述的电沉积工作腔(1)外部还分别设有便于沉积过程中阳极托盘(4)移出移进的阳极托盘移动工作平台(19)及便于沉积过程中阴极托盘(5)移出移进的阴极托盘移动工作平台(20)。

5、根据权利要求4所述的利用电沉积技术直接制造金属零件的装置，其特征是所述的阳极托盘移动工作平台(19)由滑动导轨(27)、阳极托盘滴落电解液回收的电解液收集腔(28)、电解液排出槽(29)及阳极移出箱(31)组成，所述的滑动导轨(27)位于阳极移出箱(31)的上开口部两侧并与外导轨(8)相对接，电解液收集腔(28)胶电解液排出槽(29)均安装在阳极移出箱(31)中；阴极托盘移动工作平台(20)由阴极托盘滑动导轨(21)、用于工件保护的保护气体出口(22)、安放阴极托盘(5)的支撑条隔板(23)、用于阴极托盘滴落电解液回收的电解液收集腔(24)、电解液排出槽(25)、气瓶放置腔(26)及阳极移出箱(30)组成，滑动导轨(21)位于阴极移出箱(30)的上开口部的两侧并与内导轨(7)对接，保护气体出口(22)位于阳极移出箱(30)中、支撑条隔板(23)的上部，它通过气管与位于阳极移出箱(30)底部的气瓶放置腔(26)中的气瓶相连，电解液收集腔(24)位于支撑条隔板(23)的下部，其底部呈斜面状，电解液排出槽(25)位于电解液收集腔(24)底部的最低处。