[发明专利]一种金属损伤件的电化学增材修复与再制造方法

说明书

本发明提供了一种金属损伤件的电化学增材修复与再制造方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1：对损坏的零件进行三维扫描，结合零件的原始三维实体模型，获得零件缺损部分的三维实体模型；步骤S2：按照一定的厚度进行切片分层处理，将零件缺损部分的三维实体模型分割成多个依次叠加且具有一定厚度的二维图形；步骤S3：根据所述多个二维图形，制作出具有相应形状和厚度的掩膜板；步骤S4：采用电化学沉积法在损坏的零件上逐层沉积出与所述掩膜板相对应的金属图形层，直到在损坏的零件上形成零件缺损部分的三维金属实体。本发明的金属零件的电化学修复方法可实现损坏金属零件的精密、快速修复。

技术领域

本发明属于增材制造领域，具体涉及一种金属损伤件的电化学增材修复与再制造方法。

背景技术

现有的激光、等离子和电弧等增材修复与再制造方法，因为有热量的输入和设备的使用要求，难以满足原位伴随保障修复的需求。电沉积修复与再制造技术因其结构简单、便携方便及无热输入不会引起零件零件基体变形，在金属损伤零部件修复与再制造方面得到广泛应用。

传统电沉积修复和再制造金属零件，对于大尺寸零件成形，电沉积只能简单复制沉积面信息，而且由于面积尺寸大，受电流密度影响，沉积修复效率低；对于复杂结构零部件，受浸镀时阴极要沉入镀液中，无法遮蔽，难以实现内部复杂零部件的直接电沉积修复与成形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属损伤件的电化学增材修复与再制造方法，通过将三维结构切片成若二维图形，通过若干次二维掩膜板的电沉积过程，若干个金属沉积层连续堆叠成所需要的损伤部位，完成修复与再制造，实现复杂金属零件的精密、快速的修复。

在本发明实施例中，提供了一种金属损伤件的电化学增材修复与再制造方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：对损坏的零件进行三维扫描，结合零件的原始三维实体模型，获得零件缺损部分的三维实体模型；

步骤S2：按照一定的厚度进行切片分层处理，将零件缺损部分的三维实体模型分割成多个依次叠加且具有一定厚度的二维图形；

步骤S3：根据所述多个二维图形，制作出具有相应形状和厚度的掩膜板；

步骤S4：采用电化学沉积法在损坏的零件上逐层沉积出与所述掩膜板相对应的金属图形层，直到在损坏的零件上形成零件缺损部分的三维金属实体。

本发明实施例中，所述方法还包括：

步骤S5：将所述掩膜板与零件的三维金属实体分离，最终得到修复后的金属零件。

本发明实施例中，步骤S2中，进行切片分层处理时，非回转体零件的分层方向沿零件基体的法线方向，回转体零件的分层方向沿旋转的法线方向。

本发明实施例中，步骤S2中，进行切片分层处理时，定义出每一层的零件结构尺寸信息和沉积金属材料信息。

本发明实施例中，步骤S3中，采用光刻机切割出有机树脂掩膜板。

本发明实施例中，步骤S4具体包括：

步骤S41：对损坏的零件表面进行电净处理和活化处理，去除表面锈迹和油污以及氧化物；

步骤S42：将掩膜板贴附在损坏的零件上，用喷头对损坏的零件表面喷淋电化学沉积溶液，采用电化学沉积法在损坏的零件的裸露区域沉积上金属，当金属沉积至掩膜板的厚度时，该次沉积结束；

步骤S43：打磨沉积层表面，去除粗糙表面，贴附下一层掩膜板继续采用步骤S42的方法沉积下一层。

本发明实施例中，步骤S42中，在同一层上可以采用多个喷头同时沉积，或是多个喷头中的单个喷头单独沉积。