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金属零件的快速制造已成为快速成型领域的研究热点及目标之一。电化学沉积是利用金属阳离子在阴极得到电子还原为原子从而制备产品的工艺技术,目前电化学沉积技术(如电铸)存在着加工时间长、沉积层均匀性差且严重依赖母模等缺点,严重制约了电化学沉积技术的进一步发展与应用。本文将电化学沉积与快速成型技术相结合,提出了一种新的制造方法-数控选区电化学沉积快速成型技术。通过理论分析及工艺试验研究对其进行了基础性研究,并取得了以下几方面的成果:
(1)将电化学沉积和快速成型技术相结合,提出了数控选区电化学沉积快速成型技术,为快速成型方法制备金属零件提供了一种新的方法。
(2)分析了数控选区电化学沉积快速成型机床的特点,成功研发了数控选区电化学沉积快速成型机床及控制软件系统。
(3)建立并分析了数控选区电化学沉积快速成型技术的理论模型,为试验提供了理论指导与依据。
(4)研究了在微细电极丝下的电场分布情况,并得出沉积斑的定域性归根结底是由电场的分布及强度决定的结论。
(5)理论分析了数控选区电化学沉积快速成型沉积速度的影响因素及提高电沉积速度的方法。
(6)对数控选区电化学沉积快速成型技术进行了大量的试验研究,得到一组较适合数控选区电化学沉积快速成型工艺的电流、阳极头直径、阴阳极间距、沉积头运动速度等参数。
(7)成功地应用数控选区电化学沉积快速成型技术修复有凹槽的模具,且制备了形状各异的薄形金属零件,证明了本方法的可行性、实用性。
(8)对数控选区电化学沉积快速成型技术所面临的问题进行了探索性的分析,并提出了可行的改进方法。