[發明專利]一種圖案繪制方法

有效

• 申請號: 201610006437.5
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105441941B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 李達;陳兵;范興文;張敏敏;肖長源
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: C23C26/02
• 分類號: C23C26/02
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 王睿

本發明公開了一種圖案繪制方法。首先選擇導電材料為基體、導電材料為繪制材料，然后在基體和繪制材料之間施加脈沖電源，其中，基體與脈沖電源的陰極連接，繪制材料與脈沖電源的陽極連接，控制繪制材料與基體之間的距離至繪制材料開始熔化，使熔化后的液態繪制材料沉積到基體表面的同時與基體形成化學鍵結合，通過控制繪制材料的移動方向從而形成所需圖案。在一定電壓下，當基體與繪制材料接近至二者之間的介質被短路電流擊穿時會產生局部高溫，使得繪制材料熔化并沉積到基體表面的同時與基體形成化學鍵結合，結合力強，不易發生脫落等現象。在沉積過程中，基體所受的應力幾乎為零，因此不會有任何變形或開裂風險。

技術領域

本發明涉及一種圖案繪制方法。

背景技術

目前，在金屬表面增設圖案的方法主要包括貼紙、銑削加工、沖壓與粘合，由上述方法制備得到的產品，實際應用時均存在一定的問題。貼紙圖案易磨損；銑削與沖壓不僅需要較厚的基體，增加成本，并且加工時容易造成基體形狀的破壞，不僅難以操作，而且難以形成較復雜的圖案；粘合法對圖案的粘接強度要求較高，否則易脫落。當圖案破損時，需要整體更換圖案或基體，成本高且浪費資源。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種圖案繪制方法，該方法繪制的圖案與基體的結合力強，不易脫落，且基體的結構不易被破壞。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是一種圖案繪制方法，首先選擇導電材料為基體、導電材料為繪制材料，然后在基體和繪制材料之間施加脈沖電源，其中，基體與脈沖電源的陰極連接，繪制材料與脈沖電源的陽極連接，控制繪制材料與基體之間的距離至繪制材料開始熔化，使熔化后的液態繪制材料沉積到基體表面的同時與基體形成化學鍵結合，通過控制繪制材料的移動方向從而形成所需圖案。在一定電壓下，當基體與繪制材料接近至二者之間的介質被短路電流擊穿時會產生局部高溫，使得繪制材料熔化并沉積到基體表面，同時，熔化后的繪制材料與基體在高溫下發生化學反應，使得基體與圖案之間通過化學鍵結合，結合力強，不易發生脫落等現象。在沉積過程中，基體所受的應力幾乎為零，因此不會有任何變形或開裂風險。所述脈沖電源為單脈沖電源或雙脈沖電源。

進一步，將繪制材料沉積到基體的表面之前，在基體表面勾勒出所需圖案的輪廓。提前勾勒好圖案的輪廓，可以降低控制繪制材料移動的難度并提升圖案的美觀程度。當然，也可以采用相應的控制機構控制繪制材料的自動化運動，節約事先勾勒輪廓所花費的時間。

進一步，所述基體和繪制材料由金屬、合金、非金屬中的一種或任意幾種組成。基體和繪制材料的選擇范圍廣泛，只要滿足能夠導電即可。

進一步，所述合金為合金鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金中任意一種；所述金屬為鐵、錳、鎂、鉻、銀、金、鎳、鋅、鋁、銅中的一種或任意幾種。利用上述材料加工得到的圖案與基體冶金結合，結合強度高，不易發生脫落等現象。圖案抗劃擦，抗磨損，使用壽命長。為了獲得更好的圖案效果，可以選用與基體顏色不相同的一種或多種繪制材料。

進一步，所述繪制材料為條形或圓柱形。當所述繪制材料為圓柱形時，其直徑為0.8-5mm，長度為10-250mm。當基體為合金鋼、繪制材料為鋁時，脈沖電源的電壓為72-98V，電流為3-12A，頻率為725-960Hz，脈寬為3-21μs；當基體為合金鋼、繪制材料為銅時，脈沖電源的電壓為66-72V，電流為1.5-6A，頻率為195-840Hz，脈寬為3-20μs。當基體為合金鋼、繪制材料為銅合金時，脈沖電源的電壓為72-86V，電流為4.5-10.5A，頻率為570-1090Hz，脈寬為1-18μs。可以將繪制材料在基體上實現不同厚度的沉積，這可以滿足不同場合對圖案厚度的不同要求。

進一步，所述導電繪制材料具有至少兩層結構，相鄰兩層的材質不相同。當下層的繪制材料熔化并沉積完時，無需更換繪制材料，即可繼續沉積上層的繪制材料，這樣的設計更有利于上述繪制方法的工業化應用。優選地，基體為合金鋼，繪制材料具有兩層結構，其中一層為銅，其中一層為鋁。