[發明專利]激光沖擊波輔助的電化學加工裝置

有效

• 申請號: 202010280275.0
• 申請日: 2020-04-10
• 公開（公告）號: CN113512741B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 王玉峰;張文武
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C25D5/02
• 分類號: C25D5/02;C25D5/08;C25D5/18;C25D17/00
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張梅娟

本申請屬于材料加工技術領域，公開了一種激光沖擊波輔助的電化學加工裝置，以解決電化學加工中，激光利用率低、電沉積成型效率低、成型結構致密性低等問題，該裝置包括激光器部件、沖擊波形成部、加工溶液容納部；加工溶液容納部包括第一容納部、位于第一容納部出液側的第二容納部；沖擊波形成部位于第一容納部遠離第二容納部的一側，用于在激光束作用下，形成向第一容納部傳播的沖擊波；第一容納部中加工溶液在沖擊波的作用下，經第一容納部出液口噴射，對第二容納部中的基材進行加工。本申請利用沖擊波形成部形成的激光沖擊波的力效應，促進加工溶液容納部中金屬離子的運動速率與加工溶液的傳質效率，加工效率高，產品致密度高。

技術領域

本申請屬于材料制備技術領域，具體涉及一種激光沖擊波輔助的電化學加工裝置。

背景技術

電沉積技術是一種利用外加電場對溶液中金屬離子的驅動作用，實現金屬離子在基底表面的還原沉積技術，是一種典型的增材制造技術，該技術的加工分辨率低、熱影響小、殘余應力小，在微型元器件、微電子制造、芯片封裝等領域具有廣泛的應用場景。

相關技術中，為了彌補單一電沉積技術的不足，采用復合沉積技術實現微細材料加工，例如超聲波復合沉積技術、激光復合沉積技術、交變磁場脈沖電沉積、摩擦輔助噴射電沉積等。其中，激光復合沉積技術在較多因素的影響作用下，激光加工穩定性差、效率低，激光束損耗大、成型材料致密性差等限制了該技術在微細電解加工的更廣泛應用。

發明內容

為了解決上述技術問題，本申請提出了一種激光沖擊波輔助的電化學加工裝置，進而至少在一定程度上克服由于相關技術的限制和缺陷導致的電化學加工中，激光利用率低、加工穩定性差、電沉積成型效率低、成型結構的致密性低等問題。

為實現上述目的，本申請采用的技術方案如下：

根據本申請的一個方面，提供一種激光沖擊波輔助的電化學加工裝置，所述裝置包括激光器部件、沖擊波形成部、加工溶液容納部；

所述加工溶液容納部包括第一容納部、位于所述第一容納部出液側的第二容納部；

所述沖擊波形成部位于所述第一容納部遠離所述第二容納部的一側，并與所述第一容納部的端口連接，用于在所述激光器部件發射的激光作用下，形成向所述第一容納部傳播的沖擊波；

所述第一容納部中的加工溶液在所述沖擊波的作用下，經所述第一容納部出液口噴射，對所述第二容納部中的待加工基材進行加工。

在本發明的一種示例性實施例中，所述沖擊波形成部包括犧牲材料層；

所述犧牲材料層在所述激光器部件發射的激光束作用下產生等離子體，并形成所述沖擊波。

在本發明的一種示例性實施例中，所述沖擊波形成部包括還包括位于所述犧牲材料層入光側的約束材料層；

所述約束材料層用于阻擋所述犧牲材料層上形成的等離子體通過。

在本發明的一種示例性實施例中，所述裝置還包括移動控制部件，與所述沖擊波形成部連接，用于控制所述沖擊波形成部移動，以切換所述沖擊波形成部的激光束作用區域。

在本發明的一種示例性實施例中，所述第一容納部的出液口設有液體噴頭，所述液體噴頭與所述出液口可拆卸連接。

在本發明的一種示例性實施例中，所述裝置還包括運動控制部件，與所述第二容納部連接，用于控制所述第二容納部的位置移動，以改變所述第二容納部中待加工材料與所述液體噴頭的相對位置。

在本發明的一種示例性實施例中，所述裝置還包括電源；

所述電源的正極與所述液體噴頭連接，所述電源的負極與所述待加工基材連接；

或者，所述電源的負極與所述液體噴頭連接，所述電源的正極與所述待加工部件連接；