[實用新型]基于激光局部電鍍的金屬增材制造裝置

有效

• 申請號: 201821680032.0
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN209162216U
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 李帥;李衛東;陳志超;安慶;戰俊州;師鵬
• 申請（專利權）人: 大連美光速造科技有限公司
• 主分類號: C25D1/00
• 分類號: C25D1/00;B33Y30/00
• 代理公司: 大連萬友專利事務所 21219
• 代理人: 汪巍

本實用新型提供一種基于激光局部電鍍的金屬增材制造裝置，裝置底板上依次放置激光發生裝置、激光處理裝置，激光處理裝置上方為電解池，電解池內放置有可延z軸上下移動的陰極基板，電源及開斷控制器一端通過導線連接陰極基板，另一端通過導線連接有電源陽極，電源陽極置于所述電解池內，形成閉合回路。本實用新型解決現有技術精度差、表面粗糙的問題，同時滿足微型部件的打印的需求。

技術領域

本實用新型屬于金屬增材制造領域，特別涉及一種基于激光局部電鍍的金屬增材制造裝置。

背景技術

增材制造技術(又稱3D打印技術)，在近幾年獲得越來越多的關注，增材制造依據三維CAD設計數據，采用離散材料(液體、粉末、絲、片、板、塊等)逐層累加原理制造實體零件，是一種集合了機、光、電、計算機、控制等技術的多學科交叉的先進制造技術。相比于傳統制造工藝，增材制造技術可以直接利用CAD數據，無需模具、刀具直接制造出空間形狀任意復雜結構，并且成形材料廣泛，可以迅速地將設計轉化為高性能的制件。增材制造可在航天航空、武器裝備、汽車、模具及生物醫療等高端制造領域獲得應用，直接成形復雜和高性能金屬零部件，解決傳統制造工藝難以加工甚至無法加工的制造難題。金屬增材制造經過發展，逐漸形成了激光選區熔化、電子束選區熔化、激光立體成形等多種技術。但是，目前的金屬3D打印技術都面臨表面粗糙，精度差的問題，而且往往都需要二次加工才能滿足使用。以激光選區熔化技術為例，成形精度為0.1mm，表面粗糙度通常大于6.4μm，難以滿足高精度的要求。這些問題最主要是由于目前的金屬3D打印技術多數基于粉末成形，粉末的顆粒大小受成形工藝等限制，在最終零部件表面存在一層金屬粉末，嚴重影響了最終制件的精度和粗糙度。同時，隨著技術的進步，對精密、微型部件的加工需求也越來越多，傳統的金屬增材制造技術無法滿足要求。

發明內容

本實用新型所解決的技術問題是提供一種新的金屬增材制造裝置及方法，解決現有技術精度差、表面粗糙的問題，同時滿足微型部件的打印的需求。

本實用新型采用的技術方案是：一種基于激光局部電鍍的金屬增材制造裝置，裝置底板上依次放置激光發生裝置、激光處理裝置，激光處理裝置上方為電解池，電解池內放置有可延z軸上下移動的陰極基板，電源及開斷控制器一端通過導線連接陰極基板，另一端通過導線連接有電源陽極，電源陽極置于所述電解池內，形成閉合回路。

激光發生裝置可以是激光器、激光處理裝置可以是擴束器、光學振鏡及有聚焦物鏡組合，擴束器位于所述激光器與所述光學振鏡之間，光學振鏡上方連接有所述聚焦物鏡。

陰極基板通過z軸移動平臺移動，z軸移動平臺一端連接陰極基板，另一端連接在裝置側面上并可以延z軸方向運動。

電解池可以由透光玻璃面板固定在裝置側面上或者由電解池架固定在裝置側面上，使得電解池位于聚焦物鏡上方，電解池底面材質為透光玻璃。

激光器的波長范圍可以為100nm-2μm，激光發生頻率為1Hz-100MHz，工作模式為脈沖工作或連續工作。

光學振鏡控制激光掃描速度為100nm/s-10cm/s連續可調，使激光光束在100nm-10cm的范圍內移動，z軸移動平臺最小分辨率1μm，運動速度10nm/s-10cm/s連續可調，電源及開斷控制器中電源的工作電壓為0.1V-1kV，電流密度為1uA/cm²-100A/cm²。

陰極基板材質可以為不銹鋼、鈦合金、鎳基合金、鋁合金。

電解池中放置的電解液包含所要打印的金屬材料經過電鍍處理的金屬離子溶液，金屬材質為純金屬或合金。

本實用新型的有益效果是，隨著技術的進步，對精密、微型部件的加工需求也越來越多，傳統的金屬增材制造技術無法滿足要求，本發明解決現有技術精度差、表面粗糙的問題，同時滿足微型部件的打印的需求，提高了打印精度，提高了工作效率，降低了材料的浪費。

附圖說明