CN107400913A - 电化学金属针尖3d打印机及打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电化学金属针尖3D打印机，包括三维运动支架，还包括打印基板，打印基板的上方设置有至少一根金属线导管，金属线导管内穿设有金属线，金属线的前端伸出金属线导管，形成金属裸露部分；金属线的后端连接电源控制器的其中一极；打印基板的导电部件连接电源控制器的另一极；金属线卷绕于金属线控制器上，金属线控制器能够带动金属线的金属裸露部分沿金属线导管向下运动；打印基板或金属线设置于三维运动支架上，实现金属线与打印基板之间的相对运动。本发明中电化学沉积的金属离子直接从金属线前端的金属裸露部分电离产生，从而实现电化学金属针尖沉积3D打印。本发明还公开了一种电化学金属针尖3D打印方法。

Description

电化学金属针尖3D打印机及打印方法

技术领域

本发明涉及一种3D金属打印机，具体涉及一种电化学金属针尖3D打印机。本发明还涉及一种电化学金属针尖3D打印方法。

背景技术

3D打印技术是指在计算机控制下通过将材料一层一层堆积的方式制造三维物体。这种制造方法与传统的制造方法比较有许多优点，可以节约材料，不需要贵重设备就可以制造外形和内部构造复杂的部件。3D打印技术的发展将对未来制造业的生产模式及人类的生活方式产生重要影响。

3D打印有许多方法，包括高温熔接、激光打印、光化学等，材料可以是塑料、树脂、金属。其中，3D金属打印在工业中有广泛的应用，这是由于金属材料在耐高温和强度方面有特殊的优势。目前3D金属打印主要是高功率激光打印。在密闭的容器中，使金属粉末在高功率的激光下熔化堆积成形。但是，由于金属粉末在空气中容易氧化且易燃易爆，如果暴露在空气中会对人体有害，所以必须放在充满惰性气体的密闭容器中保存、运输和加工。同时，高功率激光器的要求高，3D激光打印设备都比较贵。另外，将金属材料制成微米级的粉末也增加了成本，所以目前3D激光金属打印的应用受到一定的限制。

为了开发低成本的3D金属打印技术，出现了一些用电化学金属沉积(电镀)作为3D金属打印机的方法。这些方法的共同特点是通过电化学的方法将溶液中的金属离子还原成金属并沉积在表面。这种方法的优点是低成本，缺点是难以控制沉积的位置以及沉积速度比较慢。

因为在这种方法中，电解液含有高溶度的金属沉积离子，有溶液的地方就有金属离子，就可能沉积金属原子。而溶液的接触面积不容易控制，当电解液接触到导电板时，电解液将湿润接触表面并扩散至滴管之外的区域。即使可以设计一个直径0.1毫米或者更小直径的滴管，电解液也不容易控制在一毫米直径的区域内。3D打印机一般要求平面精度控制在50微米以下，毫米级的精度是无法满足工业应用的要求。而且当电解液滴管离开沉积位置时，还会有电解液留在表面，这些电解液中还包含高溶度的金属离子，并且可能流到别的地方，继续沉积金属。结果是金属沉积完全失去控制。这种方法的另一个问题是金属离子在表面附近的溶度在打印过程中不断变少，沉积的速度受到金属离子在溶液中扩散速度的限制，所以很难提高沉积速度。

因此，现有的电化学3D金属打印技术在打印速度和精度都难以达到工业应用的标准，无法实现产业化应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电化学金属针尖3D打印机，它可以实现电化学金属针尖沉积。

为解决上述技术问题，本发明电化学金属针尖3D打印机的技术解决方案为：

包括三维运动支架1，三维运动支架1能够沿X、Y、Z轴三个自由度作三维运动；还包括打印基板5，打印基板5的上方设置有至少一根金属线导管3，金属线导管3内穿设有金属线9，金属线9的前端形成金属裸露部分6，金属裸露部分6与打印基板距离小于10毫米；金属线9的后端连接电源控制器10的其中一极；打印基板5的导电部件连接电源控制器10的另一极；金属裸露部分6与打印基板5之间有电解液4，电解液4内不包含或只包含少量金属沉积离子；金属线9卷绕于金属线控制器8上，金属线控制器8能够带动金属线9的金属裸露部分6沿金属线导管3向下运动；打印基板5或/和金属线9设置于三维运动支架1上，实现金属线9与打印基板5之间的相对运动。

使所述金属线9与打印基板5之间作相对运动，当金属线9的裸露部分6接近打印基板5时，使金属裸露部分6及打印基板5的导电部件均浸没于电解液4内，通电后金属线9的金属裸露部分6在电压和电解液4的作用下发生电化学反应产生阳离子，该阳离子在打印基板5的导电部件与金属线9的金属裸露部分6之间电场的作用下向打印基板5方向移动，并沉积于打印基板5上；金属线9与打印基板5的导电部件之间的相对运动轨迹形成打印轨迹，从而实现电化学3D金属打印。

所述金属线导管3固定设置于三维运动支架1上，金属线导管3内的金属线9随三维运动支架1一同运动；金属线控制器8固定设置于三维运动支架1，随三维运动支架1一同运动；打印基板5固定设置于电解液存贮容器2内，电解液存贮容器2通过电解液导管12连接电解液供应容器11；电解液供应容器11通过电解液导管12向电解液存贮容器2内供应电解液4，以使打印基板5的导电部件及其上方的金属线9的金属裸露部分6均浸没于电解液4内。

所述金属线导管3固定设置于三维运动支架1上，金属线导管3内的金属线9随三维运动支架1一同运动；金属线控制器8固定设置于三维运动支架1，随三维运动支架1一同运动；三维运动支架1上还设置有电解液供应容器11，电解液供应容器11连接电解液导管12的入口端，电解液导管12的出口端位于正对金属裸露部分6的打印基板5的上表面；电解液供应容器11向电解液导管12供应的电解液能够将打印基板5的导电部件及其上方的金属线9的金属裸露部分6均浸没于电解液4内。

所述金属线导管3及金属线控制器8均固定设置于Z轴支架13上，所述打印基板5固定设置于X、Y轴支架上；Z轴支架13上还设置有电解液供应容器11，电解液供应容器11连接电解液导管12的入口端，电解液导管12的出口端位于正对金属裸露部分6的打印基板5的上表面；电解液供应容器11向电解液导管12供应的电解液能够将打印基板5的导电部件及其上方的金属线9的金属裸露部分6均浸没于电解液4内。

所述金属线导管3与打印基板5之间设置有一绝缘的隔离网。

所述打印基板5和金属线9连接温度加热装置；温度加热装置连接温度控制器，通过温度控制器控制金属线9的金属裸露部分6及打印基板5的工作温度；金属线9的金属裸露部分6及打印基板5的工作温度范围在电解液的熔点与沸点之间。

所述打印基板5是表面具有导电膜或导电纸的绝缘基板，导电膜或导电纸连接电源控制器10的另一极；或者，所述打印基板5是导电基板，导电基板连接电源控制器10的另一极；导电基板的材料为导电材料、金属和金属合金、石墨或者半导体材料。

所述金属线9的材料为导电材料、金属和金属合金或者半导体材料。

所述电解液4是水溶液电解液或者非水溶液电解液。

所述电解液4内含有电解质；电解质是可溶于电解液的盐和导电离子，导电离子不参与打印基板5上的电沉积，电解液4内不包含或只包含少量金属沉积离子。

所述电解液4内还含有电解液添加剂；电解液添加剂是用于减少气泡、改变表面湿润、提高电沉积速度和质量的添加剂。

本发明还提供一种电化学金属针尖3D打印方法，其技术解决方案为，包括如下步骤：

第一步，控制三维运动支架1运动，使金属线9的金属裸露部分6与打印基板5相互接近，并使金属线9的金属裸露部分6与打印基板5之间的距离小于10毫米；

金属线9的金属裸露部分6与打印基板5之间的距离通过Z轴轨道和/或金属线控制器8控制。

第二步，使电解液供应容器11通过电解液导管12向金属线9的金属裸露部分6与打印基板5之间供应电解液，以使打印基板5的导电部件及其上方的金属线9的金属裸露部分6均浸没于电解液4内；

第三步，开启电源控制器10，控制电源控制器10的输出电压，和输出电流，以控制电沉积速度；金属线9的金属裸露部分6在电压作用下电离产生阳离子，这些阳离子被还原并沉积在打印基板5的表面，实现电化学沉积；

第四步，开启温度控制器，控制金属线9的金属裸露部分6及打印基板5的工作温度，以控制这些阳离子在溶液中的运动速度，提高打印速度；金属线9的金属裸露部分6及打印基板5的工作温度范围在电解液的熔点与沸点之间；

第五步，控制三维运动支架1的运动轨迹，使金属线9的金属裸露部分6作三维运动，从而打印出三维产品。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明能够降低激光3D金属打印机的成本和体积，同时解决了传统电化学金属沉积3D打印技术在打印速度及精确度方面存在的问题。

本发明中电化学沉积的金属离子直接从金属线前端的金属裸露部分电离产生，从而实现电化学金属针尖沉积3D打印，通过控制产生金属离子的金属裸露部分与沉积金属离子的表面之间的距离，以减少金属离子从金属裸露部分(即金属针尖)到沉积表面的传输距离，使得从金属裸露部分产生的离子直接被沉积在打印基板表面。由于在电解液中没有可沉积的金属离子，所以不存在传统电化学3D打印金属沉积位置不可控制的问题。

当金属裸露部分距离沉积表面小于50微米时，沉积面积主要取决于针尖的直径大小。如果需要精度高的打印部件，就使用直径小的金属线。

本发明还解决了传统电化学3D打印金属沉积速度的问题。因为金属针尖可以距离沉积表面很近(在微米量级)，溶液的电阻对离子运动的影响狠小，金属离子的沉积速度完全由电极电流控制，而不是由溶液中的离子溶度扩散速度决定，只要提高电极电流就可以提高沉积速度。

现有技术中三维运动支架的三维运动精度已经能够实现微米级，因此能够控制金属裸露部分与沉积表面的距离在微米量级。本发明通过微米级近距离的电解和电沉积，实现了电化学金属针尖沉积3D打印，能够减少电源电压，提高电沉积速度以及沉积精度，可以极大地降低3D金属打印机的成本和体积，同时解决了传统电化学金属沉积3D打印技术在打印速度及精确度方面存在的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明电化学金属针尖3D打印机的第一实施例的示意图；

图2是本发明的第二实施例的示意图；

图3是本发明的第三实施例的示意图。

图中附图标记说明：

1为三维运动支架， 2为电解液存贮容器，

3为金属线导管， 4为电解液，

5为打印基板或导电薄膜， 6为金属裸露部分，

7为计算机， 8为金属线控制器，

9为金属线， 10为电源控制器，

11为电解液供应容器， 12为电解液导管，

13为Z轴支架。

具体实施方式

本发明电化学金属针尖3D打印机，包括三维运动支架1，三维运动支架1在计算机7的控制下能够沿X、Y、Z三个自由度作三维运动；

还包括打印基板5，打印基板5的上方设置有至少一根金属线导管3，金属线导管3内穿设有金属线9，金属线9的前端伸出金属线导管3，形成金属裸露部分6；金属线9的后端连接电源控制器10的其中一极(如正极)；打印基板5的导电部件连接电源控制器10的另一极(如负极)；金属线9卷绕于金属线控制器8上，金属线控制器8能够带动金属线9的金属裸露部分6沿金属线导管3向下运动；

打印基板5或金属线9设置于三维运动支架1上，实现金属线9与打印基板5之间的相对运动；

当金属线9的裸露部分6接近打印基板5时，使金属裸露部分6及打印基板5的导电部件均浸没于电解液4内，通电后金属裸露部分6发生电离并沉积于打印基板5上，金属线9与打印基板5之间的相对运动轨迹形成打印轨迹，从而实现电化学3D金属打印；

打印过程中，金属线9的金属裸露部分6逐渐被消耗，驱动金属线控制器8，金属线控制器8带动金属线9的前端沿金属线导管3向下运动，实现对金属的补充。

优选地，可以在金属线导管3与打印基板5之间设置有一绝缘的隔离网；隔离网与打印基板5之间的距离为金属线9的金属裸露部分6与打印基板5之间的最短距离；

本发明的隔离网不仅能够避免金属线9的金属裸露部分6与打印基板5直接接触，而且能够控制金属线9的金属裸露部分6与打印基板5之间的距离。

打印基板5可以是表面具有导电膜或导电纸的绝缘基板，导电膜或导电纸连接电源控制器10的另一极(如负极)；

打印基板5也可以是导电基板，导电基板连接电源控制器10的另一极(如负极)；导电基板的材料可以是各种导电材料、金属和金属合金、石墨或者半导体材料。

金属线9的材料可以为各种导电材料、金属和金属合金或者半导体材料，包括但不限于铜、铁、铝、银、铂、金、钼、钯、钛等；

金属线9的截面可以为圆形、长方形、正方形或其他形状；

电源控制器10具有恒电流控制和恒电压控制功能，能够控制打印基板5的导电部件与金属线9的金属裸露部分6之间的电压和电流；

电解液4可以是水溶液电解液或者非水溶液电解液；电解液4内含有电解质，还可以含有电解液添加剂；

电解质可以是各种可溶于电解液的盐和导电离子，导电离子不参与电沉积(即导电离子不包括用于电沉积的离子，或者只包括少量用于电沉积的离子，打印基板5上的电沉积主要从金属线9的金属裸露部分6电解产生)；

电解液添加剂可以是各种用于减少气泡、改变表面湿润、提高电沉积速度和质量的添加剂；

如金属线9的材料是铜，电解液可以是蒸馏水加高纯度硫酸钠或硫酸钾饱和溶液以及提高电沉积速度和质量的添加剂。

如图1所示为本发明的第一实施例，金属线导管3固定设置于三维运动支架1上，金属线导管3内的金属线9随三维运动支架1一同运动；金属线控制器8固定设置于三维运动支架1，随三维运动支架1一同运动；

三维运动支架1通过X轴轨道、Y轴轨道和Z轴轨道活动连接打印机框架2，通过步进电机或其它电机能够驱动三维运动支架1相对于打印基板5沿X、Y、Z三个自由度作三维运动；

打印基板5固定设置于电解液存贮容器2内，电解液存贮容器2通过电解液导管12连接电解液供应容器11；电解液供应容器11通过电解液导管12向电解液存贮容器2内供应电解液，以使打印基板5的导电部件及其上方的金属线9的金属裸露部分6均浸没于电解液4内(由于金属线9穿设于金属线导管3内，因此只有金属裸露部分6浸没于电解液4内)；

电解液存贮容器2采用化学性质稳定的材料，如塑料、玻璃、不锈钢、陶瓷等；

当电源控制器10开启时，打印基板5的导电部件及其上方的金属线9的金属裸露部分6通电，金属线9的金属裸露部分6在电解液4的作用下发生电化学反应产生阳离子，该阳离子在打印基板5的导电部件与金属线9的金属裸露部分6之间电场的作用下向打印基板5方向移动，并沉积于打印基板5上；通过计算机7控制三维运动支架1及金属线9的金属裸露部分6的运动轨迹，使金属线9的金属裸露部分6以离子形式沉积于打印基板5上，得到3D打印产品；

如图2所示为本发明的第二实施例，与第一实施例的区别在于：电解液供应容器11设置于三维运动支架1上，随三维运动支架1一同运动；电解液供应容器11连接电解液导管12的入口端，电解液导管12的出口端位于正对金属裸露部分6的打印基板5的上表面；电解液供应容器11向电解液导管12供应的电解液能够将打印基板5的导电部件及其上方的金属线9的金属裸露部分6均浸没于电解液4内；

由于电解液供应容器11设置于三维运动支架1上，金属线9的金属裸露部分6在作三维运动的同时，电解液导管12的出口端随金属线9的金属裸露部分6一同运动，实现电化学金属针尖沉积。

本实施例在打印过程中，仅需要少量电解液在金属线9的金属裸露部分6附近，能够节省电解液的用量。

如图3所示为本发明的第三实施例，包括打印机框架2，打印机框架2内固定设置有Z轴支架13，Z轴支架13上固定设置有至少一根金属线导管3，金属线导管3内穿设有金属线9，金属线9的前端伸出金属线导管3，形成金属裸露部分6；金属线9的后端连接电源控制器10的其中一极(如正极)；金属线9卷绕于金属线控制器8上，金属线控制器8能够带动金属线9的前端沿金属线导管3向下运动；金属线控制器8固定设置于Z轴支架13上；

金属线导管3的下方设置有打印基板5；打印基板5的导电部件连接电源控制器10的另一极(如负极)；打印基板5固定设置于三维运动支架1上，三维运动支架1在计算机7的控制下能够沿X、Y、Z三个自由度作三维运动；

Z轴支架13上还设置有电解液供应容器11，电解液供应容器11连接电解液导管12的入口端，电解液导管12的出口端位于正对金属裸露部分6的打印基板5的上表面；电解液供应容器11向电解液导管12供应的电解液能够将打印基板5的导电部件及其上方的金属线9的金属裸露部分6均浸没于电解液4内。

本实施例在打印过程中，金属线9的金属裸露部分6位置固定在Z轴运动支架上，打印基板5随X，Y运动支架1一同运动，从而实现二者之间的相对运动。

本发明电化学金属针尖3D打印方法，包括如下步骤：

第一步，清洗打印基板5的表面；

第二步，通过计算机7控制三维运动支架1运动，使金属线9的金属裸露部分6与打印基板5相互接近，并使金属线9的金属裸露部分6与打印基板5之间的距离小于10毫米；

金属线9的金属裸露部分6与打印基板5之间的距离可以通过Z轴轨道和金属线控制器8共同控制；

第三步，使电解液供应容器11通过电解液导管12向金属线9的金属裸露部分6与打印基板5之间供应电解液，以使打印基板5的导电部件及其上方的金属线9的金属裸露部分6均浸没于电解液4内；

第四步，开启电源控制器10，控制电源控制器10的最高输出电压不超过1伏，输出电流为200毫安到4000毫安之间，以控制电沉积速度；金属线9的金属裸露部分6在电压作用下电离产生阳离子，这些阳离子被还原并沉积在打印基板5的表面，实现电化学沉积；

第五步，开启温度控制器，控制金属线9的金属裸露部分6及打印基板5的工作温度，以控制阳离子在溶液中的运动速度，从而提高打印速度；

金属线9的金属裸露部分6及打印基板5的工作温度范围在电解液的熔点与沸点之间；

第六步，通过计算机7控制三维运动支架1的运动轨迹，使金属线9的金属裸露部分6作三维运动，从而打印出三维产品。

Claims (14)

1.一种电化学金属针尖3D打印机，其特征在于：包括三维运动支架(1)，三维运动支架(1)能够沿X、Y、Z轴三个自由度作三维运动；

还包括打印基板(5)，打印基板(5)的上方设置有至少一根金属线导管(3)，金属线导管(3)内穿设有金属线(9)，金属线(9)的前端形成金属裸露部分(6)，金属裸露部分(6)与打印基板距离小于10毫米；金属线(9)的后端连接电源控制器(10)的其中一极；打印基板(5)的导电部件连接电源控制器(10)的另一极；金属裸露部分(6)与打印基板(5)之间有电解液(4)，电解液(4)内不包含或只包含少量金属沉积离子；金属线(9)卷绕于金属线控制器(8)上，金属线控制器(8)能够带动金属线(9)的金属裸露部分(6)沿金属线导管(3)向下运动；

打印基板(5)或/和金属线(9)设置于三维运动支架(1)上，实现金属线(9)与打印基板(5)之间的相对运动。

2.根据权利要求1所述的电化学金属针尖3D打印机，其特征在于：使所述金属线(9)与打印基板(5)之间作相对运动，当金属线(9)的裸露部分(6)接近打印基板(5)时，使金属裸露部分(6)及打印基板(5)的导电部件均浸没于电解液(4)内，通电后金属线(9)的金属裸露部分(6)在电压和电解液(4)的作用下发生电化学反应产生阳离子，该阳离子在打印基板(5)的导电部件与金属线(9)的金属裸露部分(6)之间电场的作用下向打印基板(5)方向移动，并沉积于打印基板(5)上；金属线(9)与打印基板(5)之间的相对运动轨迹形成打印轨迹，从而实现电化学3D金属打印。

3.根据权利要求1或2所述的电化学金属针尖3D打印机，其特征在于：所述金属线导管(3)固定设置于三维运动支架(1)上，金属线导管(3)内的金属线(9)随三维运动支架(1)一同运动；金属线控制器(8)固定设置于三维运动支架(1)，随三维运动支架(1)一同运动；

打印基板(5)固定设置于电解液存贮容器(2)内，电解液存贮容器(2)通过电解液导管(12)连接电解液供应容器(11)；电解液供应容器(11)通过电解液导管(12)向电解液存贮容器(2)内供应电解液(4)，以使打印基板(5)的导电部件及其上方的金属线(9)的金属裸露部分(6)均浸没于电解液(4)内。

4.根据权利要求1或2所述的电化学金属针尖3D打印机，其特征在于：所述金属线导管(3)固定设置于三维运动支架(1)上，金属线导管(3)内的金属线(9)随三维运动支架(1)一同运动；金属线控制器(8)固定设置于三维运动支架(1)，随三维运动支架(1)一同运动；

三维运动支架(1)上还设置有电解液供应容器(11)，电解液供应容器(11)连接电解液导管(12)的入口端，电解液导管(12)的出口端位于正对金属裸露部分(6)的打印基板(5)的上表面；电解液供应容器(11)向电解液导管(12)供应的电解液能够将打印基板(5)的导电部件及其上方的金属线(9)的金属裸露部分(6)均浸没于电解液(4)内。

5.根据权利要求1或2所述的电化学金属针尖3D打印机，其特征在于：所述金属线导管(3)及金属线控制器(8)均固定设置于Z轴支架(13)上，所述打印基板(5)固定设置于X、Y轴支架上；

Z轴支架(13)上还设置有电解液供应容器(11)，电解液供应容器(11)连接电解液导管(12)的入口端，电解液导管(12)的出口端位于正对金属裸露部分(6)的打印基板(5)的上表面；电解液供应容器(11)向电解液导管(12)供应的电解液能够将打印基板(5)的导电部件及其上方的金属线(9)的金属裸露部分(6)均浸没于电解液(4)内。

6.根据权利要求1所述的电化学金属针尖3D打印机，其特征在于：所述金属线导管(3)与打印基板(5)之间设置有一绝缘的隔离网。

7.根据权利要求1所述的电化学金属针尖3D打印机，其特征在于：所述打印基板(5)和金属线(9)连接温度加热装置；温度加热装置连接温度控制器，通过温度控制器控制金属线(9)的金属裸露部分(6)及打印基板(5)的工作温度；金属线(9)的金属裸露部分(6)及打印基板(5)的工作温度范围在电解液的熔点与沸点之间。

8.根据权利要求1所述的电化学金属针尖3D打印机，其特征在于：所述打印基板(5)是表面具有导电膜或导电纸的绝缘基板，导电膜或导电纸连接电源控制器(10)的另一极；或者，所述打印基板(5)是导电基板，导电基板连接电源控制器(10)的另一极；导电基板的材料为导电材料、金属和金属合金、石墨或者半导体材料。

9.根据权利要求1所述的电化学金属针尖3D打印机，其特征在于：所述金属线(9)的材料为导电材料、金属和金属合金或者半导体材料。

10.根据权利要求2所述的电化学金属针尖3D打印机，其特征在于：所述电解液(4)是水溶液电解液或者非水溶液电解液。

11.根据权利要求2所述的电化学金属针尖3D打印机，其特征在于：所述电解液(4)内含有电解质；电解质是可溶于电解液的盐和导电离子，导电离子不参与打印基板(5)上的电沉积，电解液(4)内不包含或只包含少量金属沉积离子。

12.根据权利要求2所述的电化学金属针尖3D打印机，其特征在于：所述电解液(4)内还含有电解液添加剂；电解液添加剂是用于减少气泡、改变表面湿润、提高电沉积速度和质量的添加剂。

13.一种电化学金属针尖3D打印方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，控制三维运动支架(1)运动，使金属线(9)的金属裸露部分(6)与打印基板(5)相互接近，并使金属线(9)的金属裸露部分(6)与打印基板(5)之间的距离小于10毫米；

第二步，使电解液供应容器(11)通过电解液导管(12)向金属线(9)的金属裸露部分(6)与打印基板(5)之间供应电解液，以使打印基板(5)的导电部件及其上方的金属线(9)的金属裸露部分(6)均浸没于电解液(4)内；

第三步，开启电源控制器(10)，控制电源控制器(10)的输出电压，和输出电流，以控制电沉积速度；金属线(9)的金属裸露部分(6)在电压作用下电离产生阳离子，这些阳离子被还原并沉积在打印基板(5)的表面，实现电化学沉积；

第四步，开启温度控制器，控制金属线(9)的金属裸露部分(6)及打印基板(5)的工作温度，以控制阳离子在溶液中的运动速度；金属线(9)的金属裸露部分(6)及打印基板(5)的工作温度范围在电解液的熔点与沸点之间；

第五步，控制三维运动支架(1)的运动轨迹，使金属线(9)的金属裸露部分(6)作三维运动，从而打印出三维产品。

14.根据权利要求13所述的电化学金属针尖3D打印方法，其特征在于：所述第一步中金属线(9)的金属裸露部分(6)与打印基板(5)之间的距离通过Z轴轨道和/或金属线控制器(8)控制。