一種激光強化電沉積快速成形加工裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種激光強化電沉積快速成形加工裝置，包括激光發(fā)生機構(gòu)、陽極、陽極座、陰極、電源、三維移動平臺、工作平臺、沉積槽、恒溫儲液機構(gòu)和控制器。激光照射引起電沉積溶液/陰極界面區(qū)溫度升高，導(dǎo)致電極反應(yīng)的活化能與過電位減小，電荷轉(zhuǎn)移速度加快；激光加熱使陰極表面區(qū)域產(chǎn)生很大的溫度梯度，引起這一區(qū)域電沉積溶液的微攪動，一方面減小了電極表面的擴散層厚度，另一方面引起了溶液對流，加快了傳質(zhì)過程，及時補充了擴散層內(nèi)已消耗的離子，使電沉積速度增加，使激光強化電沉積速度大大提高，從而實現(xiàn)高速沉積。沉積速度快、成形精度高、無需屏蔽、可直接快速制造出形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)致密、組織均勻且機械性能好的精密金屬零件。
【專利說明】一種激光強化電沉積快速成形加工裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種快速成形加工技術(shù)，尤其涉及的是一種激光強化電沉積快速成形加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]快速成形技術(shù)(Rapid Prototyping, RP)是從零件的CAD幾何模型出發(fā),通過軟件分層離散和數(shù)控成形系統(tǒng)，用激光束或其他方法將材料堆積而形成實體零件。由于它把復(fù)雜的三維制造轉(zhuǎn)化為一系列二維制造的疊加，因而可以在不用模具和工具的條件下生成幾乎任意復(fù)雜的零部件，極大地提高了生產(chǎn)效率和制造柔性。由于RP技術(shù)在制造產(chǎn)品過程中不會產(chǎn)生廢棄物造成環(huán)境污染，所以也是一種綠色制造技術(shù)。
[0003]隨著新型材料特別是能直接快速成形的高性能材料的研制和應(yīng)用，產(chǎn)生了越來越多的更為先進(jìn)的快速成形工藝技術(shù)，其中較成熟和典型的工藝主要有光固化技術(shù)(Stereolithography apparatus, SLA)、分層實體制造技術(shù)(Laminated object manufacturing,L0M)、激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)(Selective laser sintering, SLS)、三維打印技術(shù)(Threedimension printing, 3DP)和溶融沉積造型技術(shù)(Fused deposition modeling, FDM)等。但是這些方法的加工對象主要是非金屬材料，而實際需要的零件大部分都是金屬材料。
[0004]目前，金屬零件快速成形工藝方法以激光快速成形技術(shù)為主，例如，由美國Sandia國家實驗室發(fā)展的激光近形制造技術(shù)(Laser engineered net shaping, LENS),英國利物浦大學(xué)和美國密西根大學(xué)發(fā)展的直接金屬沉積技術(shù)(Direct metal deposition, DMD),英國伯明翰大學(xué)發(fā)展的直接激光制造技術(shù)(Direct laser fabrication, DLF),德國亞琢工業(yè)大學(xué)Fraunhofer激光技術(shù)研究所發(fā)展的激光選擇性熔化技術(shù)(Laser selective melting,LSM)以及西北工業(yè)大學(xué)發(fā)展的激光立體成形技術(shù)(Laser solid forming, LSF)等。但這些金屬零件快速成形方法普遍存在設(shè)備運行費用高，難以直接制備致密、形狀復(fù)雜、精密的金屬零件等不足，所制備的零件精度、表面光潔度及機械性能還達(dá)不到實際需要的水平，與傳統(tǒng)加工手段有相當(dāng)大的差距，這些不足嚴(yán)重地制約了快速制造技術(shù)在生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用。
[0005]由于可選材料多，運行費用低，容易將材料形成與原型結(jié)合起來，將電沉積技術(shù)與快速成形技術(shù)相結(jié)合電沉積快速成形金屬零件技術(shù)在最近幾年受到越來越多的重視。南京航空航天大學(xué)將噴射式電沉積技術(shù)應(yīng)用到快速成形【技術(shù)領(lǐng)域】，提出了選擇性電沉積工藝(CN00133282.1),在成形過程中，作為陽極的噴嘴將高速流動的電沉積溶液噴射至陰極表面，電沉積溶液中的金屬離子在外加電場的作用下被源源不斷地沉積下來，控制噴嘴的掃描運動就能選擇性地在特定區(qū)域沉積出零件的一個層面，逐層沉積疊加可制作出三維實體原型零件；噴射電沉積采用特殊的液相傳質(zhì)方式，使沉積速度提高幾十倍，乃至上百倍，但受射流定域性的影響，成形件精度不高。浙江理工大學(xué)將電化學(xué)沉積技術(shù)、快速成型技術(shù)和數(shù)控技術(shù)有機結(jié)合，提出了數(shù)控選區(qū)電沉積快速成形技術(shù)，該加工方式可以直接成形和制造金屬零件，為了提高沉積精度，采用絲狀陽極，再加上電沉積速度本身的限制，成形速度慢。專利CN200710025121.1提出了一種利用疊層模板電沉積技術(shù)直接制造金屬零件的方法，它通過將復(fù)雜零件進(jìn)行分層切模后放入電沉積系統(tǒng)中逐層沉積，最終得到所需形狀金屬零件；為了有效阻止雜質(zhì)的吸附，避免毛刺、積瘤等表面缺陷的產(chǎn)生，從而獲得良好的電沉積均勻性，最近南京航空航天大學(xué)又在疊層模板電沉積技術(shù)基礎(chǔ)上分別提出了輔助磨削電沉積成形技術(shù)(范暉，黃因慧.輔助磨削在疊層模板電鑄成形中的應(yīng)用[J].機械科學(xué)與技術(shù)，2013，32 (5):722-725.)和摩擦噴射電沉積快速成形技術(shù)(田宗軍，王桂峰，黃因慧，等.射流電沉積快速成形金屬鎳制件[J].華南理工大學(xué)學(xué)報，2010，38 (12):41-44);但是基于疊層模板的電沉積技術(shù)增加了制備模板和安裝模板等工序，使制備工藝復(fù)雜。由此可見，上述各種電沉積方法在快速制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高的金屬零件上還有明顯的不足。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種激光強化電沉積快速成形加工裝置，實現(xiàn)激光強化電沉積技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、快速成形技術(shù)的有機結(jié)合。
[0007]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本實用新型包括激光發(fā)生機構(gòu)、陽極、陽極座、陰極、電源、三維移動平臺、工作平臺、沉積槽、恒溫儲液機構(gòu)和控制器；所述陽極和激光發(fā)生機構(gòu)相連，陽極設(shè)置于陽極座內(nèi)，沉積槽內(nèi)設(shè)有電沉積溶液，陰極為沉積基板，所述沉積基板沉浸于沉積槽內(nèi)的電沉積溶液中，電源分別連接陰極和陽極；所述三維移動平臺包括X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺，所述工作平臺一端和陰極相連，另一端和Z軸移動平臺相連，X軸移動平臺和Y軸移動平臺依次設(shè)置于沉積槽之下；恒溫儲液機構(gòu)和沉積槽相連，控制器分別連接激光發(fā)生機構(gòu)、電源、X軸移動平臺、Y軸移動平臺、Z軸移動平臺和恒溫儲液機構(gòu)。
[0008]所述恒溫儲液機構(gòu)包括儲液槽、回液管、過濾器、泵、進(jìn)液管、溢流閥、節(jié)流閥、溫度控制儀和電加熱器；所述過濾器、泵和節(jié)流閥依次設(shè)置在進(jìn)液管上，進(jìn)液管和回液管的一端分別和儲液槽相連，另一端分別和沉積槽相連，溢流閥一端連接在儲液槽，另一端和進(jìn)液管相連，溫度控制儀和電加熱器相連，溫度控制儀和電加熱器分別連接在儲液槽內(nèi)，泵和控制器相連。
[0009]所述沉積槽上設(shè)有攪拌裝置。對電沉積溶液進(jìn)行攪拌，從而加快溶液對流和傳質(zhì)過程，減小濃差極化。
[0010]所述激光發(fā)生機構(gòu)包括激光器、反射鏡和透鏡，反射鏡位于激光器發(fā)出激光束的光路上，透鏡位于反射鏡折射后激光束的光路上，經(jīng)透鏡聚焦后的激光束位于陽極的中心孔，激光器和控制器相連。
[0011]溢流閥
[0012]所述陽極為中空管狀鈍性陽極，陽極的側(cè)面和頂面包覆絕緣膜?？梢宰尲す馐鴱年枠O中心孔通過，實現(xiàn)激光與電沉積的復(fù)合。
[0013]所述激光器選自氬離子激光器、氪離子激光器、YAG激光器中的一種。
[0014]本實用新型的加工裝置可實現(xiàn)激光強化電沉積，激光強化電沉積技術(shù)是將激光技術(shù)與電沉積技術(shù)相結(jié)合，利用激光所具有的高能量密度來增強電沉積中的電化學(xué)反應(yīng)過程，提高沉積速率、改善電沉積層質(zhì)量與性能的一種新型加工技術(shù)。與傳統(tǒng)的電沉積技術(shù)相t匕，激光強化電沉積技術(shù)具有以下特點:(1)高度的選擇性?？梢晕^(qū)局部鍍覆金屬，最小可以達(dá)到2 μ m左右；(2)廣泛的適應(yīng)性。激光強化電沉積不但可以在金屬(Al，F(xiàn)e, W)上進(jìn)行，還可以在多種半導(dǎo)體(Si，Ga，As)，甚至絕緣體(陶瓷、微晶玻璃、聚酰亞胺、聚四氟乙烯)基材上直接實現(xiàn)單金屬電沉積(如Ni, Cu, Au, Ag, Pd等)、合金共沉積(如等Co-Ni, N1-Mn,Sn-Ni, N1-P等)及復(fù)合電沉積(如N1-A2O3, Co-SiC等)；(3)高速沉積性。激光強化電沉積速度大大提高，可比常規(guī)電沉積高上千倍；(4)易與現(xiàn)代信息技術(shù)、控制技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)沉積過程的自動化。
[0015]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:本實用新型的激光照射引起電沉積溶液/陰極界面區(qū)溫度升高，導(dǎo)致電極反應(yīng)的活化能與過電位減小，電荷轉(zhuǎn)移速度加快；同時，激光加熱使陰極表面區(qū)域產(chǎn)生很大的溫度梯度，引起這一區(qū)域電沉積溶液的微攪動，溶液的攪動一方面減小了電極表面的擴散層厚度，另一方面引起了溶液對流，加快了傳質(zhì)過程，及時補充了擴散層內(nèi)已消耗的離子，使電沉積速度增加，使激光強化電沉積速度大大提高，可以比常規(guī)電沉積高上千倍，從而實現(xiàn)高速沉積。采用鈍性陽極，陽極本身不發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，可以精確控制兩極之間的微小間隙，降低沉積時能量消耗和雜質(zhì)的產(chǎn)生。激光強化電沉積在沉積時有高度的區(qū)域選擇性，因此其沉積精度高，無需采用屏蔽措施便可得到局部沉積層，從而簡化了生產(chǎn)工藝；而采用小尺寸細(xì)陽極，可以減小陽極尺寸對成形精度的影響；而在除下端面外的陽極其余表面包覆絕緣膜可以盡量消除電沉積時產(chǎn)生的尖端效應(yīng)和邊緣效應(yīng)，從而提高成形精度。通過溫度控制儀和電加熱器組合的方法保持電沉積溶液工作在一個穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)，從而保證電沉積的效果。另外激光強化電沉積快速成形加工方法在材料選擇上具有廣泛的適應(yīng)性，可以在金屬、半導(dǎo)體，甚至絕緣體沉積基板表面實現(xiàn)單金屬沉積、合金共沉積或復(fù)合電沉積。本實用新型的方法將激光強化電沉積技術(shù)、數(shù)控技術(shù)與快速成形技術(shù)相結(jié)合，具有沉積速度快、成形精度高、無需屏蔽、可直接快速制造出形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)致密、組織均勻且機械性能好的精密金屬零件等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面對本實用新型的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
[0019]實施例1
[0020]如圖1所示，本實施例包括激光發(fā)生機構(gòu)、陽極座6、陽極7、陰極、電源10、三維移動平臺、工作平臺11、沉積槽15、恒溫儲液機構(gòu)和控制器13 ;所述陽極7和激光發(fā)生機構(gòu)相連，陽極7位于陽極座6內(nèi)，沉積槽15內(nèi)設(shè)有電沉積溶液19，陰極為沉積基板16，所述沉積基板16沉浸于沉積槽15內(nèi)的電沉積溶液19中，電源10分別連接陰極和陽極7 ;所述三維移動平臺包括X軸移動平臺17、Y軸移動平臺18和Z軸移動平臺12，所述工作平臺11 一端和陰極相連，另一端和Z軸移動平臺12相連，X軸移動平臺17和Y軸移動平臺18依次設(shè)置于沉積槽15之下；恒溫儲液機構(gòu)和沉積槽15相連。
[0021]所述恒溫儲液機構(gòu)包括儲液槽21、回液管20、過濾器22、泵23、進(jìn)液管24、溢流閥25、節(jié)流閥26、溫度控制儀27和電加熱器28 ;所述過濾器22、泵23和節(jié)流閥26依次設(shè)置在進(jìn)液管24上，進(jìn)液管24和回液管20的一端分別和儲液槽21相連，另一端分別和沉積槽15相連，溢流閥一端連接在儲液槽21，另一端和進(jìn)液管24相連，溫度控制儀27和電加熱器28相連，溫度控制儀27和電加熱器28分別連接在儲液槽21內(nèi)。
[0022]所述沉積槽15上設(shè)有攪拌裝置9。對電沉積溶液19進(jìn)行攪拌，從而加快溶液對流和傳質(zhì)過程，減小濃差極化。
[0023]所述激光發(fā)生機構(gòu)包括激光器1、反射鏡3和透鏡5,反射鏡3位于激光器I發(fā)出激光束2的光路上,透鏡5位于反射鏡3折射后激光束2的光路上,經(jīng)透鏡5聚焦后的激光束2位于陽極7的中心孔。
[0024]控制器13分別連接激光器1、電源10、X軸移動平臺17、Y軸移動平臺18、Z軸移動平臺12和泵23的驅(qū)動電機。
[0025]所述陽極7為中空管狀鈍性陽極7，陽極7的側(cè)面和頂面包覆絕緣膜?？梢宰尲す馐?從陽極7中心孔通過，實現(xiàn)激光與電沉積的復(fù)合。
[0026]本實施例工作時，陰極(沉積基板16)通過夾具安裝在工作平臺11上并浸入沉積槽15的電沉積溶液19內(nèi)，陽極座6與機床座4相連，激光器I也固定在機床座4上；由激光器I發(fā)出的激光束2，經(jīng)過反射鏡3轉(zhuǎn)向、透鏡5聚焦后，通過陽極7中心孔輻射到成型件8沉積區(qū)，實現(xiàn)激光與電沉積的復(fù)合，從而增強輻照區(qū)的電化學(xué)反應(yīng)，提高沉積速度和成形精度，電源10為直流電源或脈沖直流電源；儲液槽21中的電沉積溶液19經(jīng)過濾器22、泵23和節(jié)流閥26，由進(jìn)液 管24進(jìn)入沉積槽15，經(jīng)回液管20再流回儲液槽21，輸液壓力由溢流閥25調(diào)節(jié)，流量由節(jié)流閥26控制；溫度控制儀27的測溫傳感器插入儲液槽21中的電沉積溶液19中，溫度控制儀27的輸出和電加熱器28的控制端相連，從而使電沉積溶液19工作在一個穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)；
[0027]在掃描空行程時自動切斷激光器I和電源10的輸出；控制器13與計算機14相連，計算機14把生成的掃描路徑和工藝參數(shù)傳輸?shù)娇刂破?3。
[0028]如圖2所示，本實施例在lCrl8Ni9Ti不銹鋼表面采用激光強化電沉積快速成形Ni金屬零件，具體步驟如下:
[0029](I)首先計算機14將所要加工的金屬零件進(jìn)行三維造型，并生成STL文件，然后將STL格式的三維實體模型通過分層軟件分成許多細(xì)小薄層，根據(jù)每個薄層斷面的二維數(shù)據(jù)生成掃描路徑；
[0030](2)配制電沉積溶液19:硫酸鎳(NiSO4.6H20) 250~300g.L—1，氯化鎳(NiCl2.6Η20)35 ~40g.?Λ 硼酸(H3B03)40 ~45g.?Λ 潤濕劑(C12H25SO4Na)0.1 ~0.2g.?Λ光亮劑(糖精)I~3g - ',ρΗ值保持在4±0.1，電沉積溶液19的溫度保持在55°C左右；對ICrlSNiOTi不銹鋼沉積基板16進(jìn)行拋光、除油、鈍化、水洗、干燥處理等表面處理；
[0031](3)選擇氬離子激光器1，波長0.488 μ m，控制激光輸出功率為30W，光斑直徑為
0.5mm,將高能量密度激光束2通過陽極7 (陽極7材料為鉬)中心輻射到電沉積溶液19/沉積區(qū)固體分界面(陽極7到陰極的初始距離為2mm)，控制電壓為40V，平均電流密度為2000A.dm2，依據(jù)掃描路徑，在沉積基板16表面逐點沉積(通過計算機14控制X軸移動平臺17和Y軸移動平臺18實現(xiàn))，當(dāng)?shù)谝粚映练e完成后，工作平臺11下降一個薄層高度(通過計算機14控制Z軸移動平臺12實現(xiàn))，然后完成第二層沉積，依次進(jìn)行上述循環(huán)工序，經(jīng)過層層疊加最后快速成形出所需要的三維Ni金屬零件。
[0032]實施例2
[0033]本實施例為在石墨表面采用激光強化電沉積快速成形Cu金屬零件，具體步驟如下:
[0034](I)首先計算機14將所要加工的金屬零件進(jìn)行三維造型，并生成STL文件，然后將STL格式的三維實體模型通過分層軟件分成許多細(xì)小薄層，根據(jù)每個薄層斷面的二維數(shù)據(jù)生成掃描路徑；
[0035](2)配制電沉積溶液 19:硫酸銅(CuSO4.5H20) 50g.?Λ硫酸(H2SO4) 50g.L-1，潤濕劑(C12H25SO4Na) 0.1~0.2g.L—1，光亮劑(糖精)I~3g.L—1，pH值保持在4 ± 0.1，電沉積溶液19的溫度保持在45°C左右；對石墨沉積基板16進(jìn)行拋光、除油、鈍化、水洗、干燥處理等表面處理；
[0036](3)選擇YAG激光器1，波長1064nm，控制激光輸出功率為100W，光斑直徑為1mm，將高能量密度激光束2通過陽極7 (陽極7材料為鉬)中心輻射到電沉積溶液19/沉積區(qū)固體分界面(陽極7到陰極的初始距離為2mm)，控制電壓為40V，平均電流密度為1800A-dm2,依據(jù)掃描路徑，在沉積基板16表面逐點沉積(通過計算機14控制X軸移動平臺17和Y軸移動平臺18實現(xiàn))，當(dāng)?shù)谝粚映练e完成后，工作平臺11下降一個薄層高度(通過計算機14控制Z軸移動平臺12實現(xiàn))，然后完成第二層沉積，依次進(jìn)行上述循環(huán)工序，經(jīng)過層層疊加最后快速成形出所需要的三維Cu金屬零件。
[0037]其他實施方式和實施例1相同。
[0038]實施例3
[0039]本實施例為在lCrl8Ni9Ti`不銹鋼表面采用激光強化電沉積快速成形N1-Mn合金零件，具體步驟如下:
[0040](I)首先計算機14將所要加工的金屬零件進(jìn)行三維造型，并生成STL文件，然后將STL格式的三維實體模型通過分層軟件分成許多細(xì)小薄層，根據(jù)每個薄層斷面的二維數(shù)據(jù)生成掃描路徑；
[0041](2)配制電沉積溶液19:氨基磺酸鎳(Ni (NH2SO3) 2.4H20) 430~600g.?Λ氨基磺酸錳(Mn (NH2SO3) 2.4Η20) 12 ~28g.?Λ 氯化鎳(NiCl2.6Η20) 15 ~25g.?Λ 硼酸(H3BO3) 30 ~35g.I/1，潤濕劑(C12H25SO4Na) 0.1 ~0.2g.?Λ 光亮劑(糖精)I ~3g.?Λ pH值保持在4±0.1，電沉積溶液19的溫度保持在50°C左右；對lCrl8Ni9Ti不銹鋼沉積基板16進(jìn)行拋光、除油、鈍化、水洗、干燥處理等表面處理；
[0042](3)選擇氬離子激光器1，波長0.488 μ m，控制激光輸出功率為35W，光斑直徑為
0.5mm,將高能量密度激光束2通過陽極7 (陽極7材料為鉬)中心輻射到電沉積溶液19/沉積區(qū)固體分界面(陽極7到陰極的初始距離為2mm)，控制電壓為40V，平均電流密度為2200A.dm2,依據(jù)掃描路徑，在沉積基板16表面逐點沉積(通過計算機14控制X軸移動平臺17和Y軸移動平臺18實現(xiàn))，當(dāng)?shù)谝粚映练e完成后，工作平臺11下降一個薄層高度(通過計算機14控制Z軸移動平臺12實現(xiàn))，然后完成第二層沉積，依次進(jìn)行上述循環(huán)工序，經(jīng)過層層疊加最后快速成形出所需要的三維N1-Mn合金零件。
[0043]其他實施方式和實施例1相同。
[0044]實施例4[0045]本實施例為在石墨表面采用激光強化復(fù)合電沉積快速成形N1-Al2O3零件，具體步驟如下:
[0046](I)首先計算機14將所要加工的金屬零件進(jìn)行三維造型，并生成STL文件，然后將STL格式的三維實體模型通過分層軟件分成許多細(xì)小薄層，根據(jù)每個薄層斷面的二維數(shù)據(jù)生成掃描路徑；
[0047](2)配制電沉積溶液19:硫酸鎳(NiSO4.6H20) 250~300g.L—1，氯化鎳(NiCl2.6H20) 35 ~40g.?Λ 納米 Al2O3 陶瓷顆粒 20g.?Λ 硼酸(H3BO3) 40 ~45g.?Λ 潤濕劑(C12H25SO4Na) 0.1~0.2g.L—1，光亮劑(糖精)I~3g.L—1，pH值保持在4 ± 0.1，電沉積溶液19的溫度保持在55°C左右；對石墨沉積基板16進(jìn)行拋光、除油、鈍化、水洗、干燥處理等表面處理；
[0048](3)選擇YAG激光器1，波長1064nm，控制激光輸出功率為80W，光斑直徑為1mm，將高能量密度激光束2通過陽極7(陽極7材料為鉬)中心輻射到復(fù)合電沉積溶液19/沉積區(qū)固體分界面(陽極7到陰極的初始距離為2mm)，控制電壓為40V，平均電流密度為1500A-dm2,依據(jù)掃描路徑，在沉積基板16表面逐點沉積(通過計算機14控制X軸移動平臺17和Y軸移動平臺18實現(xiàn))，當(dāng)?shù)谝粚映练e完成后，工作平臺11下降一個薄層高度(通過計算機14控制Z軸移動平臺12實現(xiàn))，然后完成第二層沉積，依次進(jìn)行上述循環(huán)工序，經(jīng)過層層疊加最后快速成形出所需要的三維N1-Al2O3零件。
[0049]其他實施方式和實施例1相同。
【權(quán)利要求】
1.一種激光強化電沉積快速成形加工裝置，其特征在于，包括激光發(fā)生機構(gòu)、陽極、陽極座、陰極、電源、三維移動平臺、工作平臺、沉積槽、恒溫儲液機構(gòu)和控制器；所述陽極和激光發(fā)生機構(gòu)相連，陽極設(shè)置于陽極座內(nèi)，沉積槽內(nèi)設(shè)有電沉積溶液，陰極為沉積基板，所述沉積基板沉浸于沉積槽內(nèi)的電沉積溶液中，電源分別連接陰極和陽極；所述三維移動平臺包括X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺，所述工作平臺一端和陰極相連，另一端和Z軸移動平臺相連，X軸移動平臺和Y軸移動平臺依次設(shè)置于沉積槽之下；恒溫儲液機構(gòu)和沉積槽相連，控制器分別連接激光發(fā)生機構(gòu)、電源、X軸移動平臺、Y軸移動平臺、Z軸移動平臺和恒溫儲液機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光強化電沉積快速成形加工裝置，其特征在于，所述恒溫儲液機構(gòu)包括儲液槽、回液管、過濾器、泵、進(jìn)液管、溢流閥、節(jié)流閥、溫度控制儀和電加熱器；所述過濾器、泵和節(jié)流閥依次設(shè)置在進(jìn)液管上，進(jìn)液管和回液管的一端分別和儲液槽相連，另一端分別和沉積槽相連，溢流閥一端連接在儲液槽，另一端和進(jìn)液管相連，溫度控制儀和電加熱器相連，溫度控制儀和電加熱器分別連接在儲液槽內(nèi)，泵和控制器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光強化電沉積快速成形加工裝置，其特征在于，所述沉積槽上設(shè)有攪拌裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光強化電沉積快速成形加工裝置，其特征在于，所述激光發(fā)生機構(gòu)包括激光器、反射鏡和透鏡，反射鏡位于激光器發(fā)出激光束的光路上，透鏡位于反射鏡折射后激光束的光路上，經(jīng)透鏡聚焦后的激光束位于陽極的中心孔，激光器和控制器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光強化電沉積快速成形加工裝置，其特征在于，所述陽極為中空管狀鈍性陽極，陽極的側(cè)面和頂面包覆絕緣膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光強化電沉積快速成形加工裝置，其特征在于，所述激光器選自氬離子激光器、氪離子激光器、YAG激光器中的一種。
【文檔編號】C25D5/50GK203593801SQ201320772462
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】王東生, 田宗軍, 周杏花, 朱坤鋒, 季燕, 沈理達(dá) 申請人:銅陵學(xué)院