極短波脈衝電化學微電極刀具製作及深孔加工之研究; The Investigation of Tool Fabrication and Deep-Hole Machining in Ultra-Short Pulse Electrochemical Machining

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Title:	極短波脈衝電化學微電極刀具製作及深孔加工之研究;The Investigation of Tool Fabrication and Deep-Hole Machining in Ultra-Short Pulse Electrochemical Machining
Authors:	洪勵吾
Contributors:	機械工程學系
Keywords:	電化學加工;微電化學加工;脈衝;電雙層;微針;Electrochemical machining;Micro-electrochemical machining;pulse;electronic double layers;micro pin;機械工程類
Date:	2008-07-01
Issue Date:	2010-12-28 14:35:41 (UTC+8)
Publisher:	行政院國家科學委員會
Abstract:	電化學微細加工(EMM)又稱電解加工，屬於特種加工的一種。其優點是可以加工任何金屬材料，並不受其硬度與強度的影響;且工具電極不損耗，工件表面不含殘留應力，加工重複性較放電加工高，而在最近幾年微針(micro pin)的需求大增，原因在於微針對於微機電、微電化學加工、生醫上的應用潛力高，對於微電化學加工而言更是決定加工尺寸重要因素，因為微針細小，故微針的製作多半是由線放電研磨和雷射加工所製作，其成本花費很高且製作效率低，加上二者皆是採熱加工容易殘留應力，若採用微電化學加工製做，將可大幅降地成本且製作出無殘留熱應力和表面粗糙度佳的微針，且若能製作出近似於奈米級尺寸的微電極，則可應用於掃瞄式探針顯微鏡的探針，使電化學加工應用層面更廣。本研究之第一部份嘗試利用電化學加工方法製作不同外形的微針。在實驗方面，擬更改目前已自行建構完成的脈衝電化學加工設備，且加入夾具旋轉機構，研究各種加工變因對微針外形的影響。加工變因包括有電流密度、電解液濃度、電壓大小、電極間距、夾具轉速、脈衝效應...等等。在理論及數值方面，則是建立數值模式去擬微針的加工過程，特別是質傳和電場效應對微針外形的影響。除了上述的刀具製作外，本計畫的第二部份則是利用商購的微針或第一部份製作出的微針，進行微掃瞄式銑削加工和微鑽孔加工。實驗方面將利用旋轉陰極刀具進行加工，看是否可改善兩電極間的排屑情形，以增加加工精度。同時亦擬增加脈衝電流的頻率至1GHz, 使電雙層(Electric double layer; EDL)效應能呈現出來，如此將會大輻增加加工精度。在理論和數值方面，將對加工區域內電場分佈情形做一修正，即加入電雙層的暫態變化的模式，來計算刀具鑽孔或銑削加工時，加工區域內電場的分佈; 配合動量方程式和能量方程式來模擬加工區域的熱流分佈，將可預測在各種加工因素下，工件外形的變化情形及最後的成形形狀。研究期間：9608 ~ 9707
Relation:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
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