[发明专利]三维微细金属结构增材的制造方法及其制造装置

权利要求书

1.一种三维微细金属结构增材的制造方法，其特征在于，同时对基底激光照射和电沉积处理，在所述基底上增材制造三维微细金属结构；

所述基底表面至少一个区域含有屏蔽层；

所述激光通过工具电极照射到基底；

所述工具电极包括液核光纤，所述液核光纤的外侧和/或液核光纤的激光发射端具有金属导管，所述液核光纤内部为电铸液；

所述激光在电铸液/液核光线界面形成全反射，折射光无法穿过液核光纤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少包含以下步骤：

(1)在基底表面形成屏蔽层；

(2)在电沉积的同时对所述基底照射激光，在照射激光的区域增材制造三维微细金属结构；

所述步骤(1)中的屏蔽层选自氧化层、绝缘层、光刻胶薄膜中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中激光通过工具电极照射到基底；

所述基底与电源阴极相连，所述工具电极与电源阳极连接；

所述电铸液流过所述工具电极达到所述基底表面的电沉积区域。

4.根据权利要求3述的方法，其特征在于，所述基底在水平面内进行移动和/或基底与工具电极沿工具电极的轴向方向进行相对运动。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述工具电极的组成为金属毛细管、金属毛细管包裹的液核光纤。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述金属毛细管表面进行绝缘处理。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述激光通过液核光纤与电铸液界面的全反射传输至电沉积区域；

所述电铸液的光学折射率大于液核光纤的光学折射率。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述液核光纤为光学折射率小于1.33的材料制成的毛细管，内径为0.2～0.8mm，外径为0.25～1.0mm。

9.一种三维微细金属结构增材的制造装置，其特征在于，至少包括：

电沉积系统、激光系统；

其中，激光系统和电沉积系统同时对基底进行处理，在所述基底上增材制造三维微细金属结构；

所述基底表面至少一个区域含有屏蔽层；

所述电沉积系统包括工具电极，所述工具电极包括液核光纤，所述液核光纤的外侧和/或液核光纤的激光发射端具有金属导管，所述液核光纤内部为电铸液。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置包括激光与电铸液耦合装置；

所述电沉积系统包括：电源、电铸液、工具电极；

所述激光系统包括激光器、激光传输光路；

其中，所述基底与电源阴极相连，工具电极与电源阳极连接；所述工具电极安装于激光与电铸液耦合装置的端部；

所述激光系统发出的激光与电铸液通过激光与电铸液耦合装置进行耦合，实现激光光束和电铸液的传输。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述电源为高频脉冲电源。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述激光传输光路包括聚焦透镜。

13.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括位移系统、光学移动平台、储液箱；

其中，所述位移系统控制基底的运动轨迹；

所述光学移动平台用于激光系统发出的激光耦合进入液核光纤中心；

电铸液流经电沉积区域后进入所述储液箱。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述位移系统包括：运动模块、控制系统；所述基底安装于运动模块上。