[发明专利]一种金属件的电化学增材制造方法

权利要求书

1.一种金属件的电化学增材制造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：使用计算机几何建模软件构造出目标金属零件的三维实体模型，对目标金属零件的三维实体模型按照0.2mm/层厚度进行切片分层处理，将目标金属零件的三维实体模型分割成多个依次叠加且具有一定厚度的二维图形；进行切片分层处理时，非回转体零件的分层方向沿基体的法线方向，回转体零件的分层方向沿旋转的法线方向；

步骤S2：根据所述多个二维图形，制作出具有相应形状和厚度的掩膜板；

步骤S3：采用电化学沉积法选用不同金属离子的沉积液在导电基体上逐层沉积出与所述掩膜板相对应的金属图形层，直到形成所述目标金属零件的三维金属实体；

步骤S3具体包括：

步骤S31：对导电基体表面进行电净处理和活化处理，获得新鲜的导电基体表面，去除表面锈迹和油污以及氧化物，通过沉积打底层提高沉积层与基体结合强度；

步骤S32：将掩膜板按顺序逐次贴附在导电的基体上；电沉积过程中采用合适的电源，基体连接电源负极做阴极，沉积电压10V，阳极为用涤纶包裹的镍板，沉积过程中镍板沾取电沉积液在工件表面反复移动，移动速率10～14m/min，用喷头对导电基体表面喷淋电化学沉积溶液，采用电化学沉积法在导电基体的裸露区域沉积上金属，使金属离子在阴极表面发生沉积,当金属沉积至掩膜板的厚度时，该次沉积结束；

步骤S33：打磨沉积层表面，去除粗糙表面，贴附下一层掩膜板继续沉积；

其中，步骤S32中，采用电化学沉积法沉积时，将导电基体与电源的负极相连作为阴极，石墨或者镍板为阳极，与电源的正极相连，当电源接通时，阳极在阴极表面往复运动，施加在极板之间的电场作用下，基体表面裸露区域会沉积上金属，而膜板覆盖区域则因为遮蔽而不发生沉积；

步骤S4：将所述目标金属零件的三维金属实体与所述掩膜板分离，最终得到金属零件。

2.根据权利要求1所述的金属件的电化学增材制造方法，其特征在于，步骤S1中，进行切片分层处理时，定义出每一层的零件结构尺寸信息和沉积金属材料信息。

3.根据权利要求1所述的金属件的电化学增材制造方法，其特征在于，步骤S2中，采用光刻机切割出有机树脂掩膜板。

4.根据权利要求1所述的金属件的电化学增材制造方法，其特征在于，步骤S32中，在同一层上可以采用多个喷头同时沉积，或是多个喷头中的单个喷头单独沉积。

5.根据权利要求1所述的金属件的电化学增材制造方法，其特征在于，步骤S32中，在同一层上可以采用不同材料交互沉积或者在同一层的芯部和表面根据功能不同沉积不同的材料。

6.根据权利要求1所述的金属件的电化学增材制造方法，其特征在于，步骤S32中，电化学沉积溶液主要包括铁基、镍基、钴基和铜基的单质金属或者合金离子液体。

7.根据权利要求1所述的金属件的电化学增材制造方法，其特征在于，步骤S33中，依次使用100#、200#、600#、800#、1500#、2000#的砂纸打磨沉积层表面，然后用去离子水冲洗。