一種圖案繪制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種圖案繪制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在金屬表面增設(shè)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(chǎn)品，實(shí)際應(yīng)用時(shí)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(shí)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(fù)雜的圖案;粘合法對圖案的粘接強(qiáng)度要求較高，否則易脫落。當(dāng)圖案破損時(shí)，需要 整體更換圖案或基體，成本高且浪費(fèi)資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)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(jié)合力強(qiáng)，不易脫落，且基體的結(jié)構(gòu)不易被破壞。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種圖案繪制方法，首先選擇導(dǎo)電 材料為基體、導(dǎo)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(tài)繪制材料沉積到基體表面的同時(shí)與基體形成化學(xué) 鍵結(jié)合，通過控制繪制材料的移動(dòng)方向從而形成所需圖案。在一定電壓下，當(dāng)基體與繪制材 料接近至二者之間的介質(zhì)被短路電流擊穿時(shí)會(huì)產(chǎn)生局部高溫，使得繪制材料熔化并沉積到 基體表面，同時(shí)，熔化后的繪制材料與基體在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得基體與圖案之間通 過化學(xué)鍵結(jié)合，結(jié)合力強(qiáng)，不易發(fā)生脫落等現(xiàn)象。在沉積過程中，基體所受的應(yīng)力幾乎為零， 因此不會(huì)有任何變形或開裂風(fēng)險(xiǎn)。所述脈沖電源為單脈沖電源或雙脈沖電源。
[0005] 進(jìn)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(dòng)的難度并提升圖案的美觀程度。當(dāng)然， 也可以采用相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)控制繪制材料的自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)，節(jié)約事先勾勒輪廓所花費(fèi)的時(shí) 間。
[0006] 進(jìn)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?；?體和繪制材料的選擇范圍廣泛，只要滿足能夠?qū)щ娂纯伞?br>[0007] 進(jìn)一步，所述合金為合金鋼、銅合金、錯(cuò)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(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高，不易發(fā)生脫落等現(xiàn)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。
[0008] 進(jìn)一步，所述繪制材料為條形或圓柱形。當(dāng)所述繪制材料為圓柱形時(shí)，其直徑為 0.8-5mm，長度為10-250mm。當(dāng)基體為合金鋼、繪制材料為鋁時(shí)，脈沖電源的電壓為72-98V， 電流為3-12A，頻率為725-960HZ，脈寬為3-21ys;當(dāng)基體為合金鋼、繪制材料為銅時(shí)，脈沖電 源的電壓為66-72V，電流為1.5-6A，頻率為195-840HZ，脈寬為3-20ys。當(dāng)基體為合金鋼、繪 制材料為銅合金時(shí)，脈沖電源的電壓為72-86V，電流為4.5-10.54，頻率為570-1090抱，脈寬 為l-18ys?？梢詫⒗L制材料在基體上實(shí)現(xiàn)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。
[0009] 進(jìn)一步，所述導(dǎo)電繪制材料具有至少兩層結(jié)構(gòu)，相鄰兩層的材質(zhì)不相同。當(dāng)下層的 繪制材料熔化并沉積完時(shí)，無需更換繪制材料，即可繼續(xù)沉積上層的繪制材料，這樣的設(shè)計(jì) 更有利于上述繪制方法的工業(yè)化應(yīng)用。優(yōu)選地，基體為合金鋼，繪制材料具有兩層結(jié)構(gòu)，其 中一層為銅，其中一層為鋁。
[0010] 上述圖案繪制方法所使用的設(shè)備包括工作臺(tái)、脈沖電源、夾持部和控制機(jī)構(gòu)，其 中，脈沖電源的陰極與基體連接，脈沖電源的陽極與夾持部連接，所述控制機(jī)構(gòu)包括控制繪 制材料沉積運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)和控制夾持部夾取或更換繪制材料的機(jī)構(gòu)。如果繪制材料使用完時(shí) 需要手動(dòng)更換繪制材料，這會(huì)在很大程度上限制了上述圖案繪制方法的規(guī)?；瘧?yīng)用。采用 本申請的設(shè)備，可以自動(dòng)化控制繪制材料的沉積運(yùn)動(dòng)以及控制夾持部夾取或更換繪制材 料，為規(guī)模化生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0011] 圖1為圖案繪制方法所使用的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 本申請的繪制方法所使用的設(shè)備如圖1所示，繪制時(shí)，基體4放置于工作臺(tái)1上并與 脈沖電源2的陰極連接，夾持部3夾持住繪制材料5并與脈沖電源2的陽極連接，然后設(shè)定脈 沖電源2和控制機(jī)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)，通過控制機(jī)構(gòu)控制繪制材料5的沉積運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繪制材料5接 近基體4表面至二者之間的介質(zhì)被短路電流擊穿時(shí)會(huì)產(chǎn)生局部高溫，使得繪制材料5熔化并 沉積到基體4表面對應(yīng)的區(qū)域，從而形成所需圖案?？刂茩C(jī)構(gòu)可以控制夾持部3進(jìn)行自動(dòng)化 運(yùn)動(dòng)，便于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，當(dāng)然，也可以不采用自動(dòng)化繪制過程，這時(shí)可以事先勾勒出所 需圖案的輪廓，然后手動(dòng)控制夾持部3的運(yùn)動(dòng)并將繪制材料5沉積在已經(jīng)勾勒好的區(qū)域內(nèi)。 [00 13] 實(shí)施例1
[0014] 本實(shí)施例以316型合金鋼板為基體4,選用圓柱形鋁棒為繪制材料5,鋁棒的直徑以 及對應(yīng)的繪制過程的工藝參數(shù)如表1所示。在繪制時(shí)，將尺寸為150_\150_\2.5_的316 型合金鋼板放置于工作臺(tái)1并與脈沖電源2的陰極連接，將與脈沖電源2的陽極連接的夾持 部3夾持住鋁棒，然后按照表1所示的工藝參數(shù)并通過控制機(jī)構(gòu)控制夾持部3的運(yùn)動(dòng)，將鋁棒 沉積到316型合金鋼板表面對應(yīng)的區(qū)域，形成藝術(shù)字、圖標(biāo)等圖案，若需要較厚的圖案時(shí)可 多次累積沉積。熔化后的鋁與316型合金鋼板通過形成冶金結(jié)合，得到的整個(gè)圖案的組成顆 粒細(xì)小且致密，圖案不易脫落，并且316型合金鋼板所受的應(yīng)力幾乎為零，不會(huì)有任何變形 或開裂風(fēng)險(xiǎn)。
[0015] 表1、鋁棒的直徑以及繪制過程的工藝參數(shù)
[0016]
[0017] 實(shí)施例2
[0018] 本實(shí)施例以316L型合金鋼板為基體4,選用圓柱形的銅棒為繪制材料5,銅棒的直 徑以及對應(yīng)的繪制過程的工藝參數(shù)如表2所示。在繪制時(shí)，將尺寸為150mm X 150mm X 2 · 5mm 的316L型合金鋼板放置于工作臺(tái)1并與脈沖電源2的陰極連接，將與脈沖電源2的陽極連接 的夾持部3夾持住銅棒，然后按照表2所示的工藝參數(shù)并通過控制機(jī)構(gòu)控制夾持部3的運(yùn)動(dòng)， 將銅棒沉積到316L型合金鋼板表面對應(yīng)的區(qū)域，形成藝術(shù)字、圖標(biāo)等圖案，若需要較厚的圖 案時(shí)可多次累積沉積。熔化后的銅與316L型合金鋼板通過形成合金結(jié)合，得到的整個(gè)圖案 的組成顆粒細(xì)小且致密，圖案不易脫落，并且31