[发明专利]利用超声波加工连续多孔铝箔的装置及方法

说明书

本发明公开了利用超声波加工连续多孔铝箔的装置及方法，包括内盛有纯水或去离子水的超声波水槽、超声波源，超声波水槽固定设置在底板的一端，底板的另一端设置有水平滑轨，水平滑轨上滑动设置有铝箔驱动组件。其加工方法为：1）将铝箔展平后垂直放置与超声波水池中；2）开启超声波处理3‑10min；3）关闭超声波，伺服电机抬升横梁，带动样品升高；4）再次开启超声波；5）循环执行步骤2）‑4），直到达到处理目标；6）取出脱水后存储备用。本发明通过设置的特定装置实现在加工过程中铝箔按照事先设定的参数进行逐步抬高，通过移动铝箔实现等间距的空隙，其实现装置结构简单，自动化程度高，方法简便易于实现。

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种利用超声波加工连续多孔铝箔的装置及方法。

背景技术

多孔金属箔材料的加工工艺方法，极大地受限于待加工箔材的厚度和强度。金属材料所具有的导电导热、韧性以及塑性变形能力，使得在金属表面打孔时倾向于使用减材技术，如：机械切削、离子术切割、激光蚀刻等。对于一定厚度范围内的金属箔材，可以使用剪裁的方式进行造孔，但是工艺复杂，孔隙尺寸受限。

利用超声波对金属多孔箔进行加工的技术，可用于金属箔表面造孔或者金属块体表面造孔，孔径尺寸范围2.5μm-156μm。该技术加工耗时短，技术相对简单，绿色环保等特点。但是，由于超声波在水中传播时，受到液面高度，耗散功等输入参数以及材料表面质量的影响，能量分布并不均匀，其结果导致采用简单设置时，超声波孔倾向于在波节（驻波）处以及材料表面更易于气泡成核的区域。波节位置的控制相对复杂，单源超声波的波节强度沿着传播方向呈纺锤状分布，且受到液面高度、输入功率等参数制约，其超声波孔分布及孔径分布难以满足要求较高的应用场景，比如：集流体要求孔分布均匀，孔径均一。所以需要开发一种可控性更高的工艺方法以满足孔径分布要求较高的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种利用超声波加工连续多孔铝箔的装置及方法。该发明通过增加超声波的输出频率降低超声波空穴效应对材料表面造成的随机破坏，再利用特定的装置，利用波节即驻波点在特定位置通过积累效应在铝箔上产生微孔，然后通过移动铝箔实现等间距的空隙。

本发明通过以下技术方案加以实现：

所述的利用超声波加工连续多孔铝箔的装置，包括内盛有纯水或去离子水的超声波水槽、设置在超声波水槽正下方的超声波源，其特征在于所述超声波水槽固定设置在底板的一端，底板的另一端设置有水平滑轨，所述水平滑轨上滑动设置有用于带动铝箔前后上下移动的铝箔驱动组件。

所述的利用超声波加工连续多孔铝箔的装置，其特征在于所述铝箔驱动组件包括支撑组件、横梁、升降台及升降台驱动机构，所述支撑组件包括一体式设置的竖直板和水平板、及设置在竖直板和水平板侧面的肋板，所述水平板的底部设置有与水平滑轨配合使用的滑块，所述竖直板上固定设置有竖直滑轨及与竖直滑轨平行的腰型通孔，所述横梁的一端穿过腰型通孔后与升降台固定连接，横梁的另一端延伸到超声波水槽的上方，所述升降台的侧边设置有与竖直滑轨卡接的卡槽。

所述的利用超声波加工连续多孔铝箔的装置，其特征在于所述升降台驱动机构包括丝杆及伺服电机，所述升降台远离横梁的一端套接设置在丝杆上。

所述的利用超声波加工连续多孔铝箔的装置，其特征在于所述横梁位于超声波水槽的一端上固定设置有用于夹住铝箔的夹具，所述铝箔完全浸没在纯水或去离子水中且不与超声波水槽的内壁接触。

所述的利用超声波加工连续多孔铝箔的装置，其特征在于铝箔的宽度即垂直于声波传播方向的长度大于超声波源的尺寸。

所述的超声波装置加工连续多孔铝箔的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将铝箔展平后一端通过夹具固定在横梁上，手动推动支撑组件，使铝箔位于超声波水槽的中部位置，然后启动伺服电机，带动铝箔进入超声波水槽内，使铝箔的上边缘处于事先设定的超声波水槽高度；