[发明专利]激光光管电极的电化学复合沉积制造方法与装置

权利要求书

1.一种激光光管电极的电化学复合沉积制造方法，利用激光在电极表面辐照引起的光电化学反应实现材料的沉积制造，其特征在于包括以下步骤

将工具阳极的下部和阴极基板浸入电沉积液中，接通电源并保持电沉积液循环流动；

将实心高斯激光通过光束调制系统调制为中心光强为零的环形空心激光束；

将所述环形空心激光束聚焦到所述阴极基板上，并使所述工具阳极处于所述环形空心激光束中心位置，使激光诱导的环形等离子体形成激光管电极发生扩张膨胀；

通过移动阴极基板实现对阴极基板的持续加工。

2.根据权利要求1所述的一种激光光管电极的电化学复合沉积制造方法，其特征在于：所述步骤1）前对阴极基板依次进行研磨、除油、水洗、弱侵蚀、水洗的处理。

3.根据权利要求1所述的一种激光光管电极的电化学复合沉积制造方法，其特征在于：所述光束调制系统包括正棱锥透镜和负棱锥透镜，所述正棱锥透镜和负棱锥透镜折射率、方位角和锥角相同。

4.根据权利要求3所述的一种激光光管电极的电化学复合沉积制造方法，其特征在于：所述环形空心激光束的内环半径r_in为                                                ，其中：折射率n、方位角、和锥角，负棱锥透镜和正棱锥透镜之间的距离d，空心激光束环的宽度为R。

5.一种激光光管电极的电化学复合沉积制造装置，包括激光输出装置、光束调制系统、复合沉积制造系统；其特征在于，所述激光输出装置包括激光控制器、激光谐振腔，所述激光控制器控制激光谐振腔发出高斯激光，所述高斯激光经所述光束调制系统调制为环形空心激光束；所述复合沉积制造系统包括工具阳极、阴极基板、加工腔、电沉积液、电化学脉冲电源，所述工具阳极连接于电化学脉冲电源的正极，阴极基板连接于电化学脉冲电源的负极，所述阴极基板置于加工腔内的电沉积液中，所述环形空心激光束经过聚焦透镜照射于所述阴极基板，所述工具阳极置于所述环形空心激光束的中心位置，且工具阳极的一端置于电沉积液中。

6.根据权利要求5所述的一种激光光管电极的电化学复合沉积制造方法的装置，其特征在于：还包括运动和控制系统，所述运动控制系统包括计算机、运动控制卡、X-Y-Z工作平台，所述计算机与运动控制卡相连，所述运动控制卡与X-Y-Z工作平台相连，所述加工腔置于所述X-Y-Z工作平台上。

7.根据权利要求5所述的一种激光光管电极的电化学复合沉积制造方法的装置，其特征在于：还包括储液槽、耐酸碱泵，所述耐酸碱泵将储液槽中的电沉积液输送到工作腔中。

8.根据权利要求7所述的一种激光光管电极的电化学复合沉积制造方法的装置，其特征在于：所述储液槽中电沉积液的温度为40~50℃。

9.根据权利要求5所述的一种激光光管电极的电化学复合沉积制造方法的装置，其特征在于：所述工具阳极是直径为0.1~0.2毫米的不溶性金属电极丝。

10.根据权利要求5所述的一种激光光管电极的电化学复合沉积制造方法的装置，其特征在于：所述激光控制器输出的为脉冲激光，其参数为：单脉冲能量在0.1~1焦耳、脉冲时间为10纳秒、频率为1~10赫兹、波长为1064纳米；所述电化学脉冲电源的输出参数为：峰值电压为2~5伏、脉冲频率为0.5~2兆赫兹、脉冲宽度为500~30纳秒。