CN208853879U - 微细电极结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种微细电极结构，适用于微加工设备上加工相应模型的电极，待加工模型的三维模型结构由预设数量的离散切片组成，包括电极板和设置于所述电极板上的微型孔，所述电极板上设有若干个微型孔，所述每一微型孔与所述离散切片几何形状相同。将电极板上微型孔的设置与三维模型结构离散切片的形状相同，能够使得加强加工的稳定性，将影响加工精度的因素转化从微加工设备的运动精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及到三维微结构加工的技术领域，具体为一种微细电极结构。
背景技术
通过微细电极的微细电加工制备三维微结构是目前制备三维微结构的主流加工手段之一。微细电加工包含微细电火花加工和微细电解加工。以微细电火花加工三维微结构为例，其主要工艺过程如下：通过各种加工方法制作直径细小的微柱状电极，然后通过微电极的层层扫描放电加工获得三维微结构。但是，由于微柱状电极尺寸相对于扫描面积十分微细，使得加工效率很低。这一缺点制约了该技术在工业领域的广泛应用。现有方法在实施的过程中存在以下问题：三维微结构的加工精度与薄板电极的厚度密切相关，薄板厚度越小，三维微结构加工精度越高。但是薄板越薄，会导致薄片电极刚度不够，三维微结构加工过程不稳定。
实用新型内容
本实用新型的主要目的为提供一种可以有效地提高加工效率和加工精度的微细电极结构。
本实用新型提出一种微细电极结构，适用于微加工设备上加工相应模型的电极，待加工模型的三维模型结构由预设数量的离散切片组成，包括电极板和设置于所述电极板上的微型孔，所述电极板上设有若干个微型孔，所述每一微型孔与所述离散切片几何形状相同。
进一步地，所述电极板厚度＞1.0mm。
进一步地，所述电极板设置为金属板。
进一步地，所述电极板设置为铜板、钨板、钨铜板、镍板、钼板或钢板。
进一步地，所述电极板设置为石墨板。
进一步地，所述电极板上的每一个微型孔的几何模型完全相同。
进一步地，所述微型孔均匀设置于所述电极板上。
进一步地，所述微型孔按照预设方式排列在电极板上。
进一步地，所述微型孔为激光切割或线切割而成的通孔。
进一步地，所述电极板设置为长方体。
本实用新型微细电极结构的有益效果为，将电极板上微型孔的设置与三维模型结构离散切片的形状相同，能够使得加强加工的稳定性，将影响加工精度的因素转化从微加工设备的运动精度。
附图说明
图1是本实用新型一实施例微细电极结构示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
如图1所示，提出本实用新型一优选实施例的一种微细电极结构，适用于微加工设备上加工相应模型的电极，待加工模型的三维模型结构4由预设数量的离散切片组成，包括电极板1和设置于电极板上的微型孔，电极板上设有若干个微型孔，每一微型孔与离散切片几何形状相同。
在本实施例中，适用于微加工设备上加工相应模型的电极，通过对待加工的模型建立三维模型结构4，将三维模型结构4进行离散切片得到预设数量的离散切片，包括电极板1和设置于电极板1上的微型孔，在电极板1上切割出一系列的微型孔，这些微型孔与三维模型结构4每一层水平离散切片的几何形状完全相同，该水平离散切片是指与三维模型结构4竖直方向上轴线垂直的平面，该离散切片为三维模型结构4水平切割的得到的截面几何形状，所以水平离散切片为三维模型结构4的横截面的几何形状。将原有的直径细小的微柱状电极加工方法改变为这种在电极板1上设有与三维模型结构4相对应的微型孔，通过对电极板1放电，使电极板1在加工材料上稳定的加工出三微模型，原有的加工精度取决于电极板的厚度，电极板越薄，三维模型结构的加工精度越高，但相应的越薄的电极板，其刚度约低，导致其在加工过程中的稳定性不高，容易产生电极板的断裂，使得加工程序打乱。
在本实施例中，电极板1厚度＞1.0mm。电极板1的厚度越大，电极板1的刚度越大，采用较厚的电极板1，能够提高三维微加工过程的稳定性，且电极板1上的微型孔为三维模型结构4的水平离散切片，其加工的精度取决于加工设备的运动精度，其电极板1厚度不会影响加工的精度，因此在保证电极板1厚度的情况下又不会影响加工的精度。
在本实施例中，电极板1设置为金属板。金属具有较强的导电性能，因此将电极板1设置为具有较强导电性能的金属板。
在本实施例中，电极板1设置为铜板、钨板、钨铜板、镍板、钼板或钢板。选用钨铜板作为电极板1的材料，使得电极板1具有了铜的导电性，又具有钨的高硬度、高熔点、抗粘附的特点，钨铜合金能够耐高温和耐电弧烧蚀，具有强度高和比重大的特点，具有较强的导电性和导热性，易于切削加工。
在本实施例中，电极板1设置为石墨板。石墨为非金属制品，作为碳弧气刨切割工艺中的一种必备的焊接前的切割耗材，是由碳、石墨加上适当的粘合剂，通过挤压成形，经2200℃焙烤旋段后镀一层铜而制成，耐高温，导电性良好，不易断裂，适用于将金属切割成符合要求的形状。
在本实施例中，电极板1上的每一个微型孔的几何模型完全相同。本实施例的三维模型结构4为一个半球，半球的水平离散切片均为圆形，电极板1上的微型孔与半球每一水平离散切片的几何形状依次对应相同，每一水平离散切片为半径依次增大的圆形。
在本实施例中，微型孔均匀设置于电极板1上。本实施例中的半球三维模型结构4的水平离散切片均为圆形，每一个圆形都均匀设置于电极板1上，在加工过程中，加工设备控制电极板1在水平方向上移动指定的距离，便可控制电极板1进行下一个微型孔的加工，设置等距使得加工设备便于设置固定的移动值。
在本实施例中，微型孔为激光切割或线切割而成的通孔。通过三维计算机辅助设计CAD软件***，对需要加工材料的半球建立CAD几何模型沿半球CAD几何模型平行于半球切面的方向进行离散切片，得到半球结构的离散切片几何模型，半球切片后得到的每一层几何形状为圆形；通过在平行于半球切面的平面上对半球进行离散切片，能够直接获得半球CAD几何模型的切片几何参数，快速的将每一片切片的数据传输到切割***，使切割***在一块厚度相当的电极板1上准确的切割出半球的微型孔阵列。能够有效的缩短加工的时间，并打下稳定加工的基础。通过快速成形软件获得半球每一层离散切片的几何形状和加工数据；由切割***按照每一层离散切片的几何形状和加工数据，在一块厚度为1.22mm的金属电极板1上逐个切割出相对应的圆，该切割出的圆形与半球每一层的离散切片圆得尺寸完全相同，每个微型孔园形的中心距相同，去除废料后得到一组微型孔阵列，分别为1-N号微型孔。
在本实施例中，电极板1固定连接微加工设备。电极板1固定设置于加工设备上，加工设备控制电极板1的运动方式，1号微型孔2对准加工材料进行电加工，其他微型孔悬空；通过1号微型孔2在竖直方向上下往返式的电加工，加工材料上便会加工出对应1号微型孔2的微型孔；当1号微型孔2加工完毕后，运动平台前后移动一个微型孔中心距，移动一个放电加工厚度，从而使2号微型孔3加工位置和1号微型孔2的加工痕迹对齐；再在1号微型孔2的加工痕迹对齐的位置上，2号微型孔3进行上下往返式的微型孔电加工，加工材料上同样会加工出对应于2号微型孔3的微型孔；通过重复上述的步骤，完成3-N号微型孔对加工材料进行电加工，最终这组微型孔阵列在加工材料上的加工痕迹便会拟合出三维微结构成品，加工出来的三维微结构成品尺寸小于电极板1上微型孔的尺寸，其相差的尺寸取决于加工中的放电间隙。放电间隙越大，相差尺寸越大。
本实用新型的一种微细电极结构，将电极板1上微型孔的设置与三维模型结构4离散切片的形状相同，能够使得加强加工的稳定性，将影响加工精度的因素转化从微加工设备的运动精度。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种微细电极结构，适用于微加工设备上加工相应模型的电极，待加工模型的三维模型结构由预设数量的离散切片组成，其特征在于，包括电极板和设置于所述电极板上的微型孔，所述电极板上设有若干个微型孔，所述每一微型孔与所述离散切片几何形状相同。
2.根据权利要求1所述的微细电极结构，其特征在于，所述电极板厚度＞1.0mm。
3.根据权利要求1所述的微细电极结构，其特征在于，所述电极板设置为金属板。
4.根据权利要求3所述的微细电极结构，其特征在于，所述电极板设置为铜板、钨板、钨铜板、镍板、钼板或钢板。
5.根据权利要求1所述的微细电极结构，其特征在于，所述电极板设置为石墨板。
6.根据权利要求1所述的微细电极结构，其特征在于，所述电极板上的每一个微型孔的几何模型完全相同。
7.根据权利要求1所述的微细电极结构，其特征在于，所述微型孔均匀设置于所述电极板上。
8.根据权利要求1所述的微细电极结构，其特征在于，所述微型孔按照预设方式排列在电极板上。
9.根据权利要求1所述的微细电极结构，其特征在于，所述微型孔为激光切割或线切割而成的通孔。
10.根据权利要求1所述的微细电极结构，其特征在于，所述电极板设置为长方体。
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