一种凝胶介质微细电解加工金属表面仿鲨鱼皮结构的方法

摘要

本发明是一种凝胶介质微细电解加工金属表面仿鲨鱼皮结构的方法，涉及到电化学加工及仿生学等领域。具体为：电解加工准备阶段，包括利用3D打印技术制备具有鲨鱼皮表面微结构的凝胶模具和配制电解液NaNO₃；电解加工阶段，包括利用凝胶模具制备具有表面微细结构的凝胶。采用自动电解加工或者手动电解加工进行电解处理；在加工完成后，需对加工表面清洗，以除去电屑和杂质。本发明拟用包含着电解液的凝胶包裹的工具电极作为阳极，工件作为阴极，进行电解加工。电解液NaNO₃由于被凝胶的空间网状结构所吸附，所以电解反应区域被凝胶形状所限制，而凝胶形状通过仿鲨鱼皮表面结构的模具成型，可以对工件表面进行精细加工。

主权项

一种凝胶介质微细电解加工金属表面仿鲨鱼皮结构的方法，其特征在于具体步骤如下：(1).电解加工准备阶段(1.1) 制备模具，在电脑中建立具有鲨鱼皮表面结构的模具，将所述模具信息导入到3D打印机，并将其制作出来；(1.2).配制电解液，配制浓度为10g/L的NaNO₃溶液，以备电解加工； (2).电解加工阶段(2.1).制备凝胶；将步骤(1.2)得到NaNO₃溶液、二甲基乙酰基乙酰胺DMAA、粘土和光引发剂DEAP按照质量比例70：70：29：1混合均匀后置于凝胶模具中，并照射紫外光线，进而得到具有一定形状的凝胶；(2.2).电解加工，所述电解加工方法可以采用自动电解加工或手动电解加工；对于自动电解加工，所述自动电解加工采用的加工系统包括机床控制单元、电源、机床传动单元、机床执行单元、加工平台及工具阳极；将加工工件固定在加工平台上，所述加工工件与电源负极连接；电源正极连接工具阳极，所述工具阳极一端与机床执行单元相连，另一端安装步骤(2.1)得到的凝胶；机床控制单元通过事先设定好的程序及加工过程中反馈的信号控制机床执行单元的X、Y、Z方向的进给运动和电源的通闭；工具阳极通过机床执行单元运动实现与加工平台上的加工工件相对运动，并且Y轴每次移动的距离等于凝胶的长度；机床控制单元根据反馈信号对电解加工电源实时控制；对于手动电解加工，将步骤(2.1)从凝胶模具中制作的凝胶和工具阳极取出安装在手柄连接处，通过手动控制凝胶电极在加工工件表面的运动；具体是：去掉位于凝胶模具两侧的挡板，将步骤(2.1)得到的凝胶和工具电极取出，将突出的工具阳极部分安装在手柄连接处，加工工件则固定在加工平台上，并与电源负极相连，工作人员手持手柄，拇指按住手柄上的开关，开始加工；距离块会控制凝胶和加工工件表面的距离，即加工间隙，防止由于工作人员的手抖，造成加工线路短路、加工表面形状不一致；(3).电解加工后处理在完成电解加工之后，需要对加工工件表面进行清洗，以去除电屑和杂质，并检查加工效果。