CN103624348A - 基于pdms掩模的海量阵列群小孔电解加工方法及装置 - Google Patents
基于pdms掩模的海量阵列群小孔电解加工方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103624348A CN103624348A CN201310595801.2A CN201310595801A CN103624348A CN 103624348 A CN103624348 A CN 103624348A CN 201310595801 A CN201310595801 A CN 201310595801A CN 103624348 A CN103624348 A CN 103624348A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pdms
- template
- pdms template
- tool cathode
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 title claims abstract description 63
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 63
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000003754 machining Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 2
- 241000555268 Dendroides Species 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于PDMS掩模的海量阵列群小孔电解加工方法及装置,属电解加工技术领域。该方法包括以下步骤:1.运用常压等离子表面处理机对PDMS模板表面进行处理;2.将表面经过等离子处理的两块PDMS掩模板与工件阳极表面紧密贴合;3.分别将工件阳极和工具阴极与电源正负极相连;4.在工具阴极和模板之间通入电解液,电解液通过模板中的贯穿群孔到达工件阳极表面;5.接通电源进行电解加工。本发明可以实现工件与模板的紧密贴合,简化夹具设计,有效减弱加工区域周围的杂散腐蚀,提高电解加工的定域性。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于PDMS掩模的海量阵列群小孔电解加工方法及装置,属电解加工技术领域。
背景技术
TA3薄板上加工海量阵列群小孔是群小孔加工技术的一个技术难题,选择一种正确、合理的加工方法来实现往往能达到事半功倍的效果。机械加工技术、电火花加工技术、激光加工技术、电液束加工技术、管电极电解加工技术和掩模电解加工技术这6种方法在TA3薄板上加工海量阵列群小孔,均存在各自的一些难以克服的技术难点和缺陷。机械加工方法在TA3薄板上加工海量阵列群小孔,由于钻头和工件之间的作用力,会使薄壁工件产生累积变形,同时加工热会烧伤TA3材料,大规模孔的钻削会致使工件和钻头过热,导致TA3材料烧伤,钻头损耗,最终导致加工失败;电火花加工方法在TA3材料上加工海量群小孔,海量电极的制作就是一个技术难点,其工艺繁琐,加工成本高;电极在加工的过程中有损耗,无形中增加了工艺的成本,即使这个方法最终能在TA3材料上加工出海量群小孔,电火花加工的特点也就决定了孔的周边必然存在热影响区和微观裂纹;激光加工技术用于TA3材料上的海量群小孔加工,TA3材料本身的热性能就不好,激光加工去除材料的方式是气化冲击去除材料,那么加工出的海量阵列群小孔会有较大的锥度,加工后的板材变形扭曲,同时孔的周围存在热影响区和微观裂纹,不能满足设计要求;电液束加工技术用于在TA3材料上海量阵列群小孔的加工,加工出的海量群小孔周边的杂散腐蚀较为严重,不能满足使用要求;管电极电解加工方法加工TA3材料的海量阵列群小孔时,加工出的海量阵列群小孔在电解液入水口的一面存在有较大的锥度,要是以单电极加工,效率极低,要是以群电极加工,海量的电极制作很困难,可见该方法在TA3薄板上加工海量群小孔不可行;掩模电解加工可以在普通材料薄板上加工海量阵列群小孔,对于TA3板材,虽然光刻工艺能进行,但是光刻之后的电解加工过程中TA3材料很难电解蚀除,表面附着光刻胶的工件长时间浸泡在电解液中,光刻胶发生了脱落,最终导致加工失败。南京航空航天大学李寒松等人(参照:王钦,李寒松 等,机械制造与自动化 2012,41( 5) : 47 ~ 50)提出一种活动掩模电解加工阵列小孔方法,采用覆铜板作为活动模板进行双面电解加工,由于掩模板为刚性材料,为保证掩模板与基材紧密贴合,防止工作液流入掩模板与工件之间的缝隙,夹具设计时需要设计大量硬压紧点和弹性压紧点,夹具设计复杂,因此很有必要探索一种低成本、高效的海量阵列小孔电解方法。
发明内容
本发明提出了一种基于PDMS掩模的海量阵列微小孔电解加工方法及装置,解决现有模板电解加工中掩模板与阳极贴合不牢,杂散腐蚀比较大的缺陷,显著提高电解加工定域性和加工精度。
一种基于PDMS掩模的海量阵列微小孔电解加工方法特征在于包括以下几个步骤:
(a) 利用常压等离子表面处理机对上PDMS模板的下表面和下PDMS模板的上表面进行处理,提高其与金属的结合强度,上PDMS模板和下PDMS模板具有贯穿群孔,且结构一致;
(b) 将上PDMS模板的下表面与工件阳极(5)的上表面紧密贴合,下PDMS模板的上表面与工件阳极的下表面紧密贴合;
(c) 使上工具阴极位于上PDMS模板上方,使下工具阴极位于下PDMS模板下方,且上工具阴极到上PDMS模板的距离,等于下工具阴极到下PDMS模板的距离;
(d) 使工件阳极和上工具阴极,工件阳极和下工具阴极,分别与电源正负极相连;
(e) 在上工具阴极和上PDMS模板之间,下工具阴极和下PDMS模板之间通入电解液,电解液通过上PDMS模板和下PDMS模板中的贯穿群孔到达工件阳极上、下表面;
(f) 接通电源进行电解加工。
PDMS模板是一种柔性模板,表面进行常压等离子处理,等离子处理过程使空气离子化,产生火花或电晕放电,使已离子化的粒子在强电场作用下被加速,从而轰击处于电极之间的聚合物或其他被粘物表面,发生物理及化学变化。经电晕处理后形成树枝状,随温度升高、时间延长,表面粗糙程度增大;含氧气体使接触角显著降低,湿润性得以改善;表面氧化引入了极性基团(羟基、羰基、羧基等),表面能提高,其结果是改善了表面性质,提高了粘接性能,从而保证模板与工件阳极有较高的结合强度。
使用本发明可以实现工件与模板的紧密贴合,简化夹具设计,并且由于PDMS模板与工件阳极紧密贴合,可以防止工作液流入模板与工件之间的缝隙,有效减弱加工区域周围的杂散腐蚀,提高电解加工的定域性。
附图说明
图1 PDMS掩模板示意图;
图2 PDMS模板表面常压等离子处理示意图;
图3 PDMS双面掩模电解加工示意图;
其中标号名称:1、常压等离子处理,2-1、上PDMS掩模板,2-2、下PDMS掩模板,3-1、上工具阴极,3-2、下工具阴极,4、电解液, 5、工件阳极,6、电源。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明——基于PDMS掩模的海量阵列微小孔电解加工方法:
(a) 利用常压等离子表面处理机对上PDMS模板2-1的下表面和下PDMS模板2-2的上表面进行处理,提高其与金属的结合强度,上PDMS模板2-1和下PDMS模板2-2具有贯穿群孔,且结构一致,如图2所示;
(b) 将上PDMS模板2-1的下表面与工件阳极5的上表面紧密贴合,下PDMS模板2-2的上表面与工件阳极5的下表面紧密贴合;
(c) 使上工具阴极3-1位于上PDMS模板2-1上方,使下工具阴极3-2位于下PDMS模板2-2下方,且上工具阴极3-1到上PDMS模板2-1的距离,等于下工具阴极3-2到下PDMS模板2-2的距离,
(d) 使工件阳极5和上工具阴极3-1,工件阳极5和下工具阴极3-2,分别与电源6正负极相连;
(e) 在上工具阴极3-1和上PDMS模板2-1之间,下工具阴极3-2和下PDMS模板2-2之间通入电解液4,电解液通过上PDMS模板2-1和下PDMS模板2-2中的贯穿群孔到达工件阳极5上、下表面;
(f) 接通电源6进行电解加工。
Claims (2)
1.一种基于PDMS掩模的海量阵列群小孔电解加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a) 利用常压等离子表面处理机对上PDMS模板(2-1)的下表面和下PDMS模板(2-2)的上表面进行处理,提高其与金属的结合强度,上PDMS模板(2-1)和下PDMS模板(2-2)具有贯穿群孔,且结构一致;
(b) 将上PDMS模板(2-1)的下表面与工件阳极(5)的上表面紧密贴合,下PDMS模板(2-2)的上表面与工件阳极(5)的下表面紧密贴合;
(c) 使上工具阴极(3-1)位于上PDMS模板(2-1)上方,使下工具阴极(3-2)位于下PDMS模板(2-2)下方,且上工具阴极(3-1)到上PDMS模板(2-1)的距离,等于下工具阴极(3-2)到下PDMS模板(2-2)的距离;
(d) 使工件阳极(5)和上工具阴极(3-1)分别与电源(6)正负极相连;工件阳极(5)和下工具阴极(3-2)分别与同一电源(6)正负极相连;
(e) 在上工具阴极(3-1)和上PDMS模板(2-1)之间,下工具阴极(3-2)和下PDMS模板(2-2)之间通入电解液(4),电解液通过上PDMS模板(2-1)和下PDMS模板(2-2)中的贯穿群孔到达工件阳极(5)上、下表面;
(f) 接通电源(6)进行电解加工。
2.实现权利要求1所述的基于PDMS掩模的海量阵列群小孔电解加工方法的装置,其特征在于:由上而下依次包括上工具阴极(3-1)、上PDMS掩模板(2-1),下PDMS掩模板(2-2)、下工具阴极(3-2),电源(6)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310595801.2A CN103624348B (zh) | 2013-11-25 | 2013-11-25 | 基于pdms掩模的海量阵列群小孔电解加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310595801.2A CN103624348B (zh) | 2013-11-25 | 2013-11-25 | 基于pdms掩模的海量阵列群小孔电解加工方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103624348A true CN103624348A (zh) | 2014-03-12 |
CN103624348B CN103624348B (zh) | 2016-08-17 |
Family
ID=50205990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310595801.2A Expired - Fee Related CN103624348B (zh) | 2013-11-25 | 2013-11-25 | 基于pdms掩模的海量阵列群小孔电解加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103624348B (zh) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104001997A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-27 | 南京航空航天大学 | 接触式电解加工阵列微小凹坑的方法 |
CN104551282A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-29 | 南京航空航天大学 | 采用柔性模板提高阵列微坑电解加工定域性的***及方法 |
CN104785872A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-07-22 | 河南理工大学 | 一种用于极间多孔介质填充型掩膜电解加工的引液装置 |
CN104907654A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-09-16 | 常州工学院 | 一种利用微孔塑料板进行表面织构的电解方法 |
CN105234507A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-01-13 | 南京航空航天大学 | 基于锥形孔模板的群孔模板电解加工*** |
CN105855648A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-08-17 | 南京航空航天大学 | 有导电层的柔性模板的制备及应用 |
CN105127528B (zh) * | 2015-08-24 | 2017-07-07 | 浙江工业大学 | 阵列群电极微小孔电加工同轴冲液方法及装置 |
CN108620700A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-09 | 广东工业大学 | 一种双面同步电解加工阵列微沟槽的装置及方法 |
CN112894040A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-04 | 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 | 一种环形型面气膜孔加工方法 |
CN113369607A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-10 | 河南理工大学 | 一种同步实现圆筒工件内表面和圆柱工件外表面微结构的电解加工装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2023552C1 (ru) * | 1992-06-04 | 1994-11-30 | Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Способ размерной электрохимической обработки отверстий |
US20020074237A1 (en) * | 2000-12-19 | 2002-06-20 | Tominaga Mfg. Co. | Method of producing electrolyzed water |
US20030213703A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-20 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for substrate polishing |
CN1895829A (zh) * | 2006-06-12 | 2007-01-17 | 南京航空航天大学 | 群孔电解加工方法及装置 |
CN101509130A (zh) * | 2009-03-12 | 2009-08-19 | 浙江大学 | 一种在pdms表面制备薄膜型金属微器件的方法 |
CN102266990A (zh) * | 2011-07-05 | 2011-12-07 | 河南理工大学 | 一种喇叭形微小孔阵列电解加工方法 |
CN102431955A (zh) * | 2011-11-25 | 2012-05-02 | 上海交通大学 | 用于喷砂微加工的pdms掩膜微结构的制备方法 |
-
2013
- 2013-11-25 CN CN201310595801.2A patent/CN103624348B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2023552C1 (ru) * | 1992-06-04 | 1994-11-30 | Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Способ размерной электрохимической обработки отверстий |
US20020074237A1 (en) * | 2000-12-19 | 2002-06-20 | Tominaga Mfg. Co. | Method of producing electrolyzed water |
US20030213703A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-20 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for substrate polishing |
CN1895829A (zh) * | 2006-06-12 | 2007-01-17 | 南京航空航天大学 | 群孔电解加工方法及装置 |
CN101509130A (zh) * | 2009-03-12 | 2009-08-19 | 浙江大学 | 一种在pdms表面制备薄膜型金属微器件的方法 |
CN102266990A (zh) * | 2011-07-05 | 2011-12-07 | 河南理工大学 | 一种喇叭形微小孔阵列电解加工方法 |
CN102431955A (zh) * | 2011-11-25 | 2012-05-02 | 上海交通大学 | 用于喷砂微加工的pdms掩膜微结构的制备方法 |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104001997A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-27 | 南京航空航天大学 | 接触式电解加工阵列微小凹坑的方法 |
CN104551282A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-29 | 南京航空航天大学 | 采用柔性模板提高阵列微坑电解加工定域性的***及方法 |
CN104551282B (zh) * | 2014-12-11 | 2017-09-19 | 南京航空航天大学 | 采用柔性模板提高阵列微坑电解加工定域性的***及方法 |
CN104785872A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-07-22 | 河南理工大学 | 一种用于极间多孔介质填充型掩膜电解加工的引液装置 |
CN104907654A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-09-16 | 常州工学院 | 一种利用微孔塑料板进行表面织构的电解方法 |
CN104907654B (zh) * | 2015-07-02 | 2017-11-21 | 常州工学院 | 一种利用微孔塑料板进行表面织构的电解方法 |
CN105127528B (zh) * | 2015-08-24 | 2017-07-07 | 浙江工业大学 | 阵列群电极微小孔电加工同轴冲液方法及装置 |
CN105234507A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-01-13 | 南京航空航天大学 | 基于锥形孔模板的群孔模板电解加工*** |
CN105855648A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-08-17 | 南京航空航天大学 | 有导电层的柔性模板的制备及应用 |
CN105855648B (zh) * | 2016-05-10 | 2018-02-16 | 南京航空航天大学 | 有导电层的柔性模板的制备及应用 |
CN108620700A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-10-09 | 广东工业大学 | 一种双面同步电解加工阵列微沟槽的装置及方法 |
CN112894040A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-04 | 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 | 一种环形型面气膜孔加工方法 |
CN112894040B (zh) * | 2021-01-26 | 2023-02-28 | 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 | 一种环形型面气膜孔加工方法 |
CN113369607A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-10 | 河南理工大学 | 一种同步实现圆筒工件内表面和圆柱工件外表面微结构的电解加工装置 |
CN113369607B (zh) * | 2021-06-09 | 2022-06-28 | 河南理工大学 | 一种同步实现圆筒工件内表面和圆柱工件外表面微结构的电解加工装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103624348B (zh) | 2016-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103624348A (zh) | 基于pdms掩模的海量阵列群小孔电解加工方法及装置 | |
CN103008807B (zh) | 基于力反馈控制进给***的电化学放电加工装置与方法 | |
CN103317196B (zh) | 辅助阳极管电极电解加工方法 | |
CN105522239B (zh) | 回转体表面凸台结构电解加工双极性电极及其电解加工方法 | |
HRP20190579T1 (hr) | Uređaji i postupci za recikliranje baterija s olovnom kiselinom neotapanjem | |
US20080253922A1 (en) | Method for roughening metal surfaces and article manufactured thereby | |
CN108372335B (zh) | 一种密集斜方孔的电解加工方法 | |
CN104588799B (zh) | 具有辅助电极脉间输出的微细电解加工电源及其加工方法 | |
JP5702885B1 (ja) | 電解水生成装置 | |
CN102335789A (zh) | 一种去除叶片气膜孔内壁重熔层的装置及方法 | |
CN103182573A (zh) | 采用平板电极电解转印加工金属双极板表面微流道的方法及其平板电极 | |
CN103600144A (zh) | 楔形流道电解加工海量阵列微小凹坑的方法及装置 | |
JP5054049B2 (ja) | 電解装置 | |
CN104227159B (zh) | 一种微细凹凸结构的电解加工方法 | |
CN103831497B (zh) | 蛇形流道活动模板群孔电解加工装置及加工方法 | |
CN107598315A (zh) | 一种用于圆柱面掩膜电解加工的装置 | |
CN105127528B (zh) | 阵列群电极微小孔电加工同轴冲液方法及装置 | |
Goel et al. | Experimental investigations into micro-drilling using air assisted jet electrochemical machining | |
CN102528187B (zh) | 倒置式电化学放电加工方法及装置 | |
CA2781967C (en) | Method for roughening metal surfaces and article manufactured thereby | |
CN101829819B (zh) | 激光电解射流复合加工分时控制***及控制方法 | |
CN106891069B (zh) | 一种双层绝缘板工具阴极表面织构的电解加工方法 | |
CN207447536U (zh) | 一种用于电解加工孔的多功能伸缩工具电极 | |
CN206296548U (zh) | 微间隙电解辅助激光微细加工装置 | |
CN202671658U (zh) | 一种纯化学腐蚀箔生产设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160817 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |