實(shí)驗(yàn)箱：電化學(xué)加工和3D打印

注：所有印刷件可裝入120毫米立方體積。我用PETG打印了所有零件，每層高度為0.2或0.32毫米，30%填充4個(gè)外殼。我建議打印出~8毫米的直線桿孔，并測(cè)試打印機(jī)的公差。你需要為這臺(tái)打印機(jī)切割幾塊8毫米的線棒和2020鋁型材。2005年，巴斯大學(xué)的研究人員在RepRap項(xiàng)目中自行開發(fā)了適合低成本的3D打印。該項(xiàng)目的目標(biāo)是暗示在名稱，以建立一個(gè)機(jī)器，可以迅速復(fù)制，“代表說唱”。他們的配合原型的許多部件都是用熱塑性塑料制成的3D打印出來的。從那時(shí)起，臺(tái)式、價(jià)格合理、開源的熱塑性3D打印機(jī)就出現(xiàn)了飛躍。如今，它們安全、便宜，而且在幾小時(shí)內(nèi)只為多拉生產(chǎn)成本相對(duì)較高的組件。然而，對(duì)于臺(tái)式機(jī)來說，3D打印機(jī)的其他基本組件仍然無法復(fù)制。其中包括步進(jìn)電機(jī)、機(jī)加工鋁支架、熱端、噴嘴、絲杠、擠出機(jī)和fastene。所有這些部件都需要加工多種金屬。本文針對(duì)DIY/desktop環(huán)境下的金屬加工問題，提出了一種新的經(jīng)濟(jì)可行的解決方案，該方案使用了現(xiàn)有的3D打印基礎(chǔ)設(shè)施，以前沒有一種簡(jiǎn)單有效的方法可以在桌面3D打印上對(duì)金屬進(jìn)行加工。目前的嘗試包括用于燒結(jié)的綠色零件的打印、丟失的PLA鑄件，以及使用主軸電機(jī)進(jìn)行切割和銑削的3D打印的急劇增加，特別值得關(guān)注的是使用主軸在3D打印上進(jìn)行數(shù)控銑削。然而，這些摩托是非常響亮的，需要積極的工程和剛性的機(jī)器，是經(jīng)驗(yàn)豐富的。此外，銑削的挑戰(zhàn)隨著特定材料的變化而變化。通常，鈦、鎢等金屬和其他有用的工程材料是遙不可及的。在臺(tái)式機(jī)上也很難實(shí)現(xiàn)精確性。針對(duì)DIY/桌面環(huán)境下的金屬加工問題，提出了一種新的解決方案。電化學(xué)加工（ECM）是利用電解液和電流選擇性溶解金屬工件的過程。電流作用于工件（陽極/負(fù)極）和刀具（陰極/正極）。鹽水或類似溶液的導(dǎo)電溶液在兩者之間流動(dòng)。當(dāng)電流通過時(shí)，在工件和刀具之間的區(qū)域，材料從工件上溶解。這種金屬，以氧化物或氫氧化物的形式被沖走。此過程的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)對(duì)執(zhí)行該過程的機(jī)器施加物理應(yīng)力或力。雖然銑削需要具有高扭矩電機(jī)的極其剛性的機(jī)器，但可以使用任何常見的3d打印機(jī)來完成電解加工。這個(gè)過程也是完全無聲的，可以在家里或辦公室里完成。該過程還可以運(yùn)行使用12伏系統(tǒng)，在低至300毫安的輸出測(cè)試。幾乎任何金屬都可以加工：鋁、鋼、銅、銀、鈦等。硬度和熱性能對(duì)工藝沒有影響。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊是如何工作的？電化學(xué)加工只是針對(duì)生銹。把一塊鐵留在鹽水里會(huì)怎么樣。隨著時(shí)間的推移，金屬表面會(huì)開始生銹。這種鐵銹會(huì)削弱金屬的外部結(jié)構(gòu)，直到碎片開始剝落為紅色氧化鐵。這個(gè)過程一直持續(xù)到鐵的整個(gè)物體變成一堆紅塵。想象一下，如果你能控制鐵質(zhì)物體的哪些部分會(huì)生銹。隨著時(shí)間的推移，只有那些部分的物體會(huì)脫落，并開始崩潰。完成后，刀具上所有不需要的部分都會(huì)被移除。電化學(xué)加工與這一思想實(shí)驗(yàn)非常相似。然而，這一過程的加速方法與控制方法相同。工件是要加工的金屬原料。它連接到正12伏。另一塊金屬，叫做工件，與地面相連。這兩塊被稱為電極的金屬非常接近，因此它們之間的距離最小。剩余的空間之間流動(dòng)著一種非常濃的電解質(zhì)溶液，它能導(dǎo)電?？赡芎新然c（鹽）、亞硝酸鈉或其他幾種化學(xué)物質(zhì)。電流將在兩個(gè)電極之間走最快的路徑，電流將從陰極（負(fù)極）流向陽極（正極）。從工件，通過電解液，到刀具。在陰極（工具件），電解液用于將水分解成氫氣（H2）和氫氧化物io（HO-）。這叫做還原。這些氫氧化物io具有很強(qiáng)的反應(yīng)性，是一種極強(qiáng)的堿。在陽極（工件）處，鐵從陽極上電遷移，形成Fe3 io，這也是反應(yīng)性的。這叫做氧化。氫氧化物io（HO-）與Fe3 io反應(yīng)生成氫氧化鐵，隨時(shí)間分解為氧化鐵。工件表面被氧化，形成金屬氫氧化物或被沖走的氧化物。電流（電子流）越大，每個(gè)電極上的還原和氧化速率就越大，因此將被去除的材料就越多。這允許對(duì)過程進(jìn)行控制。除鐵外，也可使用其他金屬，包括鋁。參考型號(hào)BLTouch BLTouchE3D參考型號(hào)E3D v6 HotendFa取自Creality Ender 3使用12伏電源的型號(hào)零件https:www.amazon.com/gp/product/B07MCVYGC4/ref=ppx-yo-dt-u-asin-title-o00-s00？ie=UTF8&psc=1bl訪問https:www.amazon.com/gp/product/B076PQG1FF/ref=ppx-yo-dt-u-asin-u-title-o03-s00？ie=UTF8&psc=1Bowden tubingttps:www.amazon.com/gp/product/B07FPJHRTQ/ref=ppx_yo_dt_asin_title_o06_s00？ie=UTF8&psc=1MKS SGEN L，帶TMC2209驅(qū)動(dòng)器https:www.amazon.com/gp/product/B0814V5K8J/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o08_s00？ie=UTF8&psc=1線棒（必須手工切割）https:www.amazon.com/gp/product/B01LXAZFKZ/ref=ppx-you-dt-u-asin-title-o00-s00？ie=UTF8&psc=1https:www.amazon.com/gp/product/B07DPGD69D/ref=ppx_yo_dt_asin_title_o08_s00？ie=UTF8&psc=1https:www.amazon.com/gp/product/B07SKMBKWJ/ref=ppx_yo_dt_asin_title_o00_s00？ie=UTF8&psc=12020鋁（必須手工切割）https:www.amazon.com/gp/product/B07F6R2Z99/ref=ppx-you-dt-u-b-asin-u-title-o07-s00？ie=UTF8&psc=1零件冷卻風(fēng)扇https:www.amazon.com/gp/product/B07JKVNMY3/ref=ppx_yo_dt_asin_title_o09_s00？ie=UTF8&psc=1網(wǎng)址：www.amazon.com/gp/product/B07CJ7PSS9/ref=ppx-yo-dt-u-asin-u-title-o06-s01？ie=UTF8&psc=1https:www.amazon.com/gp/product/B07KSC3TX1/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o06_s00？ie=UTF8&psc=1https:www.amazon.com/gp/product/B07VNDFYNQ/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o04_s00？ie=UTF8&psc=1Bushings https:www.amazon.com/gp/product/B06XPRCMJS/ref=ppx-yo-dt-u-asin-u-title-o05-s00？ie=UTF8&psc=1Belts和Idle https:www.amazon.com/gp/product/B07JKT5BZQ/ref=ppx-you-dt-u-asin-u-title-o02-s00？ie=UTF8&psc=1Endstops https:www.amazon.com/gp/product/B06XTB7WMK/ref=ppxéyoéu béu asinéu titleéo04éu s00？ie=UTF8&psc=1Threaded Ierts（用于熱端安裝和終點(diǎn)站）https:www.amazon.com/gp/product/B01IYWTCWW/ref=ppx-you-dt-u-asin-title-o04-s00？ie=UTF8&psc=1組https:www.amazon.com/gp/product/B01HBPHSII/ref=ppx_yo_dt_asin_title_o04_s02？ie=UTF8&psc=1Regulato（用于ECM自動(dòng)水準(zhǔn)測(cè)量）https:www.amazon.com/gp/product/B06XZ1DKF2/ref=ppx-yo-dt-u-asin-u-title-o05-s00？ie=UTF8和psc=1