TWI537434B - Electrochemical method and device thereof - Google Patents

Description

電化學方法及其裝置

本發明係有關一種電化學方法及其裝置，尤指一種可節省電源，並兼具有效節省人力、空間與時間，以及加工均勻性佳等優點及功效之電化學方法及其裝置。

電化學技術是近年內工業界相當重要的加工技術之一。因為電化學技術涉及電子傳遞的化學反應，所以應用領域十分廣泛。電化學技術主要的應用是電鍍製程(electroplating process)。

電鍍製程已被廣泛地應用於修復已磨損的工件表面，例如，硬鉻電鍍是使用於油壓缸和輥輪的表面處理，而電鍍銅或是鎳金屬則是常應用於填補工件的磨耗區域，另外，電鍍銀也經常被應用於電路接點的工件上，以確保良好的導電性能。

而浸鍍法即為一般常見的電鍍方式，其是將被鍍工件置放於裝滿電鍍液的鍍槽中，並在該鍍槽中置放一欲鍍覆的金屬板，令該金屬板連接正極且被鍍之工件連接負極，即可對該工件進行電鍍。然而，浸鍍法適用的工件尺寸會受到該鍍槽大小的限制，特別是對於體積龐大或是只需局部區域電鍍的工件而言，更是難以滿足要求。且尤其當被鍍工件的工件尺寸增加時，電鍍金屬層的均勻度會更不理想，使得中央區域與周圍區域的厚度差異更大。此現象將會造成電鍍過程中良率的降低，進而增加製程的成本。

有鑑於此，本發明係在提供一種電化學方法及其裝置，其係提供於被加工物件表面進行電鍍、電拋或電拋等電化學加工，尤其是應用於大尺寸之被加工物件時，不需要大電流，並可利用連續批次性完成，亦兼具有效節省人力、空間與時間，以及加工均勻性佳等優點及功效之電化學方法及其裝置，為其主要目的者。

為達上揭目的，本發明之電化學方法主要利用電鍍槽模組中容置有電極板以及電解液，利用電鍍槽模組與被加工物件間形成相對移動，讓被加工物件與電解液接觸而產生電解反應，對被加工物件之表面進行電化學加工。

為達上述目的，所述電化學方法至少包含有下列步驟：提供有電鍍槽模組、電源供應模組以及移動模組，該電鍍槽模組內並設有電極板；將電解液容置於電鍍槽模組內，並由電鍍槽模組將電解液限定於一特定之工作空間；將被加工物件置放於電鍍槽模組一側，被加工物件部份表面可與電解液接觸，且其接觸面積被限定在工作空間定義之範圍內；由電源供應模組供應電源，使電極板以及被加工物件分別通電；移動模組作動使電鍍槽模組以及被加工物件形成相對移動，讓被加工物件與該電解液接觸而產生電解反應，對被加工物件之表面進行電化學加工。

為達上述目的，所述電極板係由該電源供應模組通入正電，而該被加工物件則由該電源供應模組通入負電，使被加工物件之表面形成電鍍加工。

為達上述目的，所述電極板係由該電源供應模組通入負 電，而該被加工物件則由該電源供應模組通入正電，使被加工物件之表面形成電拋加工。

為達上述目的，所述電極板進一步藉由一固定框架定位於該電鍍槽模組內。

本發明並提供一種電化學裝置，其至少包含有：電鍍槽模組、電極板、電解液、電源供應模組、移動模組以及控制模組；其中，電鍍槽模組設有二相對之滾筒以及分別位於二滾筒間之二檔塊，由各滾筒以及檔塊圍繞有一工作空間，工作空間係位於被加工物件表面；電極板係位於工作空間內；電解液係位於工作空間內，並可與被加工物件表面接觸，且其接觸面積被限定在工作空間定義之範圍內；電源供應模組設有第一、第二電極，並分別與電極板以及被加工物件電性連接；移動模組使電鍍槽模組以及被加工物件作相對移動；控制模組，分別與電源供應模組以及移動模組連接。

為達上述目的，所述電鍍槽模組進一步設有固定框架，該固定框架可與該電極板相互組裝定位後，再卡掣於二滾筒間而定位。

為達上述目的，所述移動模組設有二軌道分別位於二滾筒外側，該移動模組並設有動力件可與該滾筒連接，用以控制該滾筒於該軌道行走。

上述之動力件可以為步進馬達或是氣壓缸。

為達上述目的，所述電極板設有複數穿孔。

本發明之特點，可參閱本案圖式及實施例之詳細說明而 獲得清楚地瞭解。

如第一圖為本發明電化學裝置之結構立體圖、第二圖為本發明電化學裝置之結構分解圖，以及第三圖為本發明電化學裝置之結構示意圖所示，本發明之電化學裝置1至少包含有：電鍍槽模組10、電極板20、電解液30、電源供應模組40、移動模組50以及控制模組60；其中：

該電鍍槽模組10其設有二相對之滾筒11以及分別位於二滾筒11間之二檔塊12，由各滾筒11以及檔塊12圍繞有一工作空間13；而電極板20以及電解液30係位於工作空間13內，如圖所示之實施例中，電鍍槽模組10進一步設有固定框架14，固定框架14可與電極板20相互組裝定位後，再卡掣於二滾筒11間而定位；其中，固定框架14可與電極板20藉由至少一固定件15(可以為螺絲或固定柱等)相互組裝固定，再利用固定框架14卡掣定位於二滾筒11間而定位；當然，亦可藉由固定件將固定框架與電極板相互拆卸，而便於更換不同尺寸大小之電極板。而電極板20可設有複數穿孔21。

而電源供應模組40設有第一、第二電極41、42用以供應電力來源；移動模組50設置於一槽體51內，移動模組50設有二軌道52以及動力件(圖未示)，二軌道52係架設於槽體51內且分別位於二滾筒11外側，而動力件可與滾筒11連接(例如可利用鍊條構成連接)，用以控制滾筒11於軌道52行走；其中，動力件可以為步進馬達或是氣壓缸，用以控制滾筒11移動之速度及距離；而控制模組60則分別與電源供應模組40以及移動模組50連接，可分別控制電源供應模組40之電力提供，以 及控制移動模組50之作動。

整體使用時，本發明至少包含有下列步驟：

提供上述之電鍍槽模組10、電源供應模組40以及移動模組50，該電鍍槽模組10內並設有電極板20。

將電解液30容置於該電鍍槽模組10內，並由該電鍍槽模組10將該電解液30限定於一特定之工作空間13。

將被加工物件70置放於電鍍槽模組10一側，如圖所示之實施例中，被加工物件70係位於電鍍槽模組10下方，被加工物件70部份表面可與電解液30接觸，請同時參閱第四圖所示，且其接觸面積被限定在工作空間13定義之範圍內。

由電源供應模組40供應電源，如圖所示之實施例中，第一電極41為正極與電極板20連接，第二電極42為負極則與被加工物件70連接，使電極板20通入正電而被加工物件70通入負電。

而移動模組50作動使電鍍槽模組10以及被加工物件70在x方向作定速相對移動，如第五圖所示，讓被加工物件70與電解液30接觸而產生電解反應，可對被加工物件70之表面進行電鍍之電化學加工，並於被加工物件70之表面形成有電鍍金屬層71。在電鍍過程中，電解液接觸區域得均勻通過所有欲鍍範圍一次或數次，達到電鍍金屬層目標厚度。

當然，該電極板亦可由電源供應模組通入負電，而被加工物件則由電源供應模組通入正電，使被加工物件之表面形成電拋加工。

值得一提的是，本發明相較於習有電化學加工方法係具有下列優點：

1.有效節省人力、空間與時間。本發明採用電鍍槽模組與被加工物件相對移動之技術特徵，以連續批次性讓被加工物件與電解液接觸而產生電解反應，而完成大尺寸面積之電化學加工，以改善習知被加工物件尺寸會受到該鍍槽大小的限制。

2.加工均勻性佳。一般電化學加工對複數被加工物件進行加工時，複數被加工物件是靜止堆疊於一容器中，所達到的加工均勻性也相對較差。而本發明之電鍍液接觸被加工物件部份能先後覆蓋所有欲鍍面積，以獲得整個被加工物件上鍍層厚度均勻。

3.節省電力成本。以連續批次性方式，完成大尺寸面積之電化學加工，不需要大電流。

4.適用性佳。本發明可依所需更換不同尺寸大小之電極板，可用於局部區域電鍍。

綜上所述，本發明提供一較佳可行之電化學方法及其裝置，爰依法提呈發明專利之申請；本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之揭示而作各種不背離本案發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

1‧‧‧電化學裝置

10‧‧‧電鍍槽模組

11‧‧‧滾筒

12‧‧‧檔塊

13‧‧‧工作空間

14‧‧‧固定框架

15‧‧‧固定件

20‧‧‧電極板

21‧‧‧穿孔

30‧‧‧電解液

40‧‧‧電源供應模組

41‧‧‧第一電極

42‧‧‧第二電極

50‧‧‧移動模組

51‧‧‧槽體

52‧‧‧軌道

60‧‧‧控制模組

70‧‧‧被加工物件

71‧‧‧電鍍金屬層

第一圖係為本發明中電化學裝置之結構立體圖。

第二圖係為本發明中電化學裝置之結構分解圖。

第三圖係為本發明中電化學裝置之結構示意圖。

第四圖係為本發明中電化學裝置之結構剖視圖。

第五圖係為本發明中電化學裝置之使用示意圖。

1‧‧‧電化學裝置

10‧‧‧電鍍槽模組

11‧‧‧滾筒

12‧‧‧檔塊

14‧‧‧固定框架

20‧‧‧電極板

21‧‧‧穿孔

50‧‧‧移動模組

51‧‧‧槽體

52‧‧‧軌道

70‧‧‧被加工物件

Claims (10)

1. 一種電化學方法，其至少包含有下列步驟：提供有電鍍槽模組、電源供應模組以及移動模組，該電鍍槽模組內並設有電極板，該電鍍槽模組設有二相對之滾筒以及分別位於二滾筒間之二檔塊，由各滾筒以及檔塊圍繞有一工作空間；將電解液容置於該電鍍槽模組內，並由該電鍍槽模組將該電解液限定於一特定之工作空間；將被加工物件置放於該電鍍槽模組一側，該被加工物件部份表面可與電解液接觸，且其接觸面積被限定在該工作空間定義之範圍內；由電源供應模組供應電源，使電極板以及被加工物件分別通電；該移動模組作動使該電鍍槽模組於被加工物件表面形成移動，讓該被加工物件與該電解液接觸而產生電解反應，對該被加工物件之表面進行電化學加工。
2. 如請求項1所述之電化學方法，其中，該電極板係由該電源供應模組通入正電，而該被加工物件則由該電源供應模組通入負電，使被加工物件之表面形成電鍍加工。
3. 如請求項1所述之電化學方法，其中，該電極板係由該電源供應模組通入負電，而該被加工物件則由該電源供應模組通入正電，使被加工物件之表面形成電拋加工。
4. 如請求項1至3其中任一項所述之電化學方法，其中，該電極板進一步藉由一固定件定位於該電鍍槽模組內。
5. 如請求項4所述之電化學方法，其中，該電極板設有 複數穿孔。
6. 一種電化學裝置，其至少包含有：電鍍槽模組，其設有二相對之滾筒以及分別位於二滾筒間之二檔塊，由各滾筒以及檔塊圍繞有一工作空間；電極板，係位於該工作空間內；電解液，係位於該工作空間內，並可與一被加工物件表面接觸，且其接觸面積被限定在該工作空間定義之範圍內；電源供應模組，設有第一、第二電極，並分別與該電極板以及被加工物件電性連接；移動模組，使該電鍍槽模組於被加工物件表面形成移動；以及控制模組，分別與該電源供應模組以及移動模組連接。
7. 如請求項6所述之電化學裝置，其中，該電鍍槽模組進一步設有固定框架，該固定框架可與該電極板相互組裝定位後，再卡掣於二滾筒間而定位。
8. 如請求項6或7所述之電化學裝置，其中，該移動模組設有二軌道分別位於二滾筒外側，該移動模組並設有動力件可與該滾筒連接，用以控制該滾筒於該軌道行走。
9. 如請求項8所述之電化學裝置，其中，該動力件可以為步進馬達或是氣壓缸。
10. 如請求項8所述之電化學裝置，其中，該電極板設有複數穿孔。