TWI549768B - Continuous electrochemical processing unit - Google Patents

Description

連續式電化學加工裝置

本發明係有關於一種加工裝置，其尤指一種連續式電化學加工裝置。

電化學加工是利用金屬在電解液中發生電化學陽極溶解而對工件進行加工，其可用於加工極硬材料或難以運用傳統加工方法加工的材料。進行電化學加工時，工件接一電源的正極，加工電極接電源之負極，工件與加工電極間保持一間隙。電解液從工件與加工電極間之間隙中流過，使工件與加工電極間形成一導電通路，工件產生電化學陽極溶解，即可對工件進行加工，以移除工件不要的部分。然電化學加工過程中，加工電極未與工件接觸，因此不會產生切削應力，亦無須考慮工件之硬度。

一般利用電化學加工裝置進行電化學加工時，將工件放置於加工電極之下方，並利用升降裝置移動加工電極，以維持工件及加工電極間之間隙，再施加電壓及提供電解液以利用加工電極對工件進行電化學加工。待工件完成電化學加工後，利用升降裝置提升加工電極以提供空間置換新工件，再對新工件進行電化學加工。在一般電化學加工製程上仍須花費許多時間於工件上下料，因此對於連續電化學加工還有改善空間。

本發明之目的，係提供一種連續式電化學加工裝置，其連續地對工件進行電化學加工，以對工件進行電化學圖紋加工。

為了達到上述所指稱之各目的與功效，本發明係揭示一種連續式電化學加工裝置，其對一工件進行電化學加工，以形成複數圖紋於該工件，該連續式電化學加工裝置係包含一電極輪，其周緣具有至少一導電圖紋及一絕緣部，該導電圖紋裸露於該絕緣部；以及一輔助模組，其抵接該工件於該電極輪之該絕緣部。

1‧‧‧連續式電化學加工裝置

10‧‧‧電極輪

101‧‧‧電極本體

1010‧‧‧周緣表面

1011‧‧‧導電圖紋

1012‧‧‧端面

1014‧‧‧主軸

102‧‧‧絕緣部

1021‧‧‧簍空部

1022‧‧‧周緣表面

1023‧‧‧凹槽

10231‧‧‧底部

1024‧‧‧電解液流通孔

10241‧‧‧第一開口

10242‧‧‧第二開口

1025‧‧‧軸心

103‧‧‧電解液通道

1031‧‧‧第一開口

1032‧‧‧第二開口

11‧‧‧輔助模組

111‧‧‧輔助輪

1111‧‧‧周緣表面

1112‧‧‧軸心

112‧‧‧擋板

12‧‧‧驅動模組

121‧‧‧馬達

122‧‧‧減速機構

13‧‧‧承載座

131‧‧‧基板

132‧‧‧定位柱

14‧‧‧電解液供應模組

141‧‧‧電解液

142‧‧‧電解液噴嘴

15‧‧‧電源供應模組

151‧‧‧正極

152‧‧‧負極

16‧‧‧輸送輪

17‧‧‧傳動模組

171‧‧‧第一齒輪

1711‧‧‧軸心

172‧‧‧第二齒輪

2‧‧‧料帶

D‧‧‧加工間隙

C1、C2‧‧‧連線

θ‧‧‧夾角角度

第一圖：其為本發明之第一實施例之連續式電化學加工裝置之示意圖；第二圖：其為本發明之第一實施例之連續式電化學加工裝置之電極輪之示意圖；第三圖：其為本發明之第一實施例之連續式電化學加工裝置之電極輪之剖面圖；第四圖：其為本發明之第三圖之A區域的放大圖；第五圖：其為本發明之第一實施例之連續式電化學加工裝置之使用狀態圖；第六圖：其為本發明之第五圖之B區域的放大圖；第七圖：其為本發明之第一實施例之連續式電化學加工裝置之另一使用狀態圖；第八圖：其為本發明之第二實施例之連續式電化學加工裝置之使用狀態圖；第九圖：其為本發明之第二實施例之連續式電化學加工裝置之示意圖；以及 第十圖：其為本發明之第二實施例之連續式電化學加工裝置之電極輪及輔助模組的示意圖。

為使本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合詳細之說明，說明如後：

請參閱第一圖、第二圖及第三圖，其為本發明之第一實施例之連續式電化學加工裝置之示意圖、電極輪之示意圖及電極輪之剖面圖；如圖所示，本實施例之連續式電化學加工裝置1可包含一電極輪10及一輔助模組11。電極輪10可包含一電極本體101及一絕緣部102，電極本體101可為一圓柱體導電體，其周緣表面1010具有至少一導電圖紋1011。本實施例之該些導電圖紋1011間隔排列於電極本體101之周緣表面1010，其中該些導電圖紋1011之形狀及間隔距離是依據欲形成於工件之複數圖紋而決定。於本實施例中，工件為料帶。如本實施例之第二圖所示，本實施例之導電圖紋1011為一同心圓。其僅為本發明之一實施例，並非限定本發明之導電圖紋1011為同心圓。

請一併參閱第四圖，其為本發明之第三圖之A區域的放大圖。於本發明之一實施例中，利用射出成型的方式形成絕緣部102於具有導電圖紋1011之電極本體101的周緣表面1010上。形成絕緣部102之方式甚多，上述方式僅為本發明之一實施例。於本實施例中，因電極本體101為圓柱體，所以絕緣部102形成於電極本體101上而為一絕緣環。絕緣部102未覆蓋於導電圖紋1011之端部，即表示絕緣部102形成於導電圖紋1011之周圍，以使導電圖紋1011裸露於絕緣部102，如此形成於電極本體101之絕緣部102具 有複數簍空部1021，該些簍空部1021對應該些導電圖紋1011，所以該些導電圖紋1011裸露於絕緣部102。然該些導電圖紋1011之表面與絕緣部102之周緣表面1022之間須具有一加工間隙，如此該些導電圖紋1011方可對料帶進行電化學加工。

本實施例可形成一凹槽1023於該絕緣部102之周緣，且該些簍空部1021於絕緣部102，即該些簍空部1021位於凹槽1023之底部10231，並與凹槽1023相連通，如此絕緣部102之周緣表面1022與凹槽1023之底部10231間形成加工間隙D，使該些導電圖紋1011之表面與絕緣部102之周緣表面1022之間具有加工間隙D。

復參閱第一圖，本實施例之輔助模組11包含一輔助輪111，請同時參閱第五圖及第六圖，其為本發明之第一實施例之連續式電化學加工裝置之使用狀態圖及第五圖之B區域的放大圖；如圖所示，料帶2設置於輔助輪111之周緣表面1111上，輔助輪111抵接料帶2於電極輪10之絕緣部102，然絕緣部102具有凹槽1023，可使料帶2不會直接與導電圖紋1011接觸。然輔助輪111之周緣表面1111的兩側分別設有一擋板112，當輔助輪111承載料帶2並使料帶2抵接於電極輪10之絕緣部102時，二擋板112可防止料帶2於電化學加工過程中脫離輔助輪111。

當上述連續式電化學加工裝置1對料帶2進行電化學加工時，電極輪10更具有一主軸1014，主軸1014連接一驅動模組12，其中驅動模組12包含一馬達121及一減速機構122，減速機構122連接電極輪10之主軸1014與馬達121，如此減速機構122減緩馬達121之轉動速度，並帶動電極輪10之主軸1014轉動，以帶動電極輪10轉動，此僅為本發明之驅動模組12的一實施態樣，應不以此為限。本 實施例之電極輪10可為一主動輪，當驅動模組12驅動電極輪10轉動時，電極輪10帶動料帶2移動，而輔助輪111同時轉動，以導引料帶2往前移動。本實施例之電極輪10、輔助模組11及驅動模組12更設置於一承載座13，本實施例之承載座13包含一基板131，電極輪10及輔助模組11設置於基板131之一側，驅動模組12位於基板131之另一側，並與電極輪10連接，如此承載座13承載並固定電極輪10、輔助模組11及驅動模組12。

請一併參閱第七圖，其為本發明之第一實施例之連續式電化學加工裝置之另一使用狀態圖；如圖所示，電極輪10帶動料帶2移動之同時，透過一電解液供應模組14供應一電解液141至電極輪10與料帶2之間，電解液141會流入絕緣部102之凹槽1023內，使電極輪10之導電圖紋1011及料帶2均與電解液141接觸，然輔助輪111之二擋板112可阻擋電解液141從料帶2與絕緣部102之周緣表面1022之間流出(如第五圖所示)，有集中電解液141於絕緣部102之凹槽1023內之效果。本實施例之電解液供應模組14包含一電解液噴嘴142，其僅為本發明之一實施態樣，不應以此為限。

復參閱第三至五圖，於本發明之另一實施例中，其提供另一種電解液141之供應方式，電解液供應模組14也可連接電極輪10之一電解液通道103，電解液通道103貫穿電極本體101的一端面1012與周緣表面1010，而貫穿該些導電圖紋1013，並與凹槽1023連通。第一開口1031位於電極本體101的端面1012，其中電極本體101之端面1012為電極輪10之一側壁的中央部。於本實施例中，第一開口1031位於電極本體101之中心，而該些第二開口1032分別位於該絕緣部102之凹槽1023的底部10231，並分別位於該些導電圖 紋1013之區域，如此電解液供應模組14供應電解液141至電解液通道103之第一開口1031，電解液141經電解液通道103流至該些第二開口1032，以供應電解液141至電極輪10之凹槽1023，並使電解液141與該些導電圖紋1013及料帶2接觸。當採用第一種電解液141之供應方式時，電極輪10之電解液通道103可省略設置。

此外，一電源供應模組15之正極151連接料帶2，其負極152連接電極輪10之電極本體101，如此電極輪10之該些導電圖紋1011可對料帶2進行電化學加工，以形成對應該些導電圖紋1011之該些圖紋於料帶2上。當電極輪10持續帶動料帶2往前移動時，電極輪10之該些導電圖紋1011可連續地對料帶2進行電化學加工，即達到以連續方式對料帶2進行電化學加工。然本實施例之連續式電化學加工裝置1之機構簡單，可使其對料帶2進行穩定電化學加工。

復參閱第七圖，本實施例之連續式電化學加工裝置1更設有二輸送輪16，二輸送輪16位於料帶2之兩側並抵接料帶2於二輸送輪16之間。當料帶2移動於二輸送輪16之間時，帶動二輸送輪16轉動，二輸送輪16輔助料帶2順暢地往前移動。

參閱第二圖，本實施例之絕緣部102更設有複數電解液流通孔1024，位於每一電解液流通孔1024之一端的一第一開口10241位於凹槽1023之底部10231，並位於二簍空部1021之間，位於每一電解液流通孔1024之另一端的一第二開口10242位於絕緣部102之側邊，然第一開口10241與第二開口10242相連通。當連續式電化學加工裝置1進行電化學加工時，如第六圖所示，電解液141填充於絕緣部102之凹槽1023內，電解液供應模組14持續供應電解液 141至電極輪10與料帶2之間，位於凹槽1023內之電解液141從該些電解液流通孔1024之該些第一開口10241流動至該些電解液流通孔1024之該些第二開口10242，如此凹槽1023內之電解液141可透過該些電解液流通孔1024流出，增加凹槽1023內之電解液141之流動性，同時凹槽1023內之電解生成物透過該些電解液流通孔1024排出，進而提升電化學加工之加工效率。

請參閱第八圖，其為本發明之第二實施例之連續式電化學加工裝置之使用狀態圖；如圖所示，本實施例之輔助模組11包含二輔助輪111，二輔助輪111均抵接料帶2於電極輪10之絕緣部102，其中調整二輔助輪111之軸心1112分別與電極輪10之軸心1025間之二連線C1、C2的夾角角度θ介於60度與120度之間，如此電解液141供應至電極輪10與料帶2之間時，電解液141從電極輪10之上側往下側流動，並充滿電極輪10之凹槽1023，電解液141與電極輪10之該些導電圖紋1011與料帶2接觸，使電極輪10之該些導電圖紋1011對料帶2進行電化學加工。

請一併參閱第九圖及第十圖，其為本發明之第二實施例之連續式電化學加工裝置之示意圖及電極輪及輔助模組之示意圖；如圖所示，本實施例之連續式電化學加工裝置1更包含一傳動模組17，傳動模組17組設於電極輪10及輔助模組11，當電極輪10帶動傳動模組17作動時，傳動模組17帶動輔助模組11轉動，以導引料帶2於電極輪10及輔助模組11間移動，即透過傳動模組17確保輔助模組11可隨電極輪10轉動，進而提升料帶2移動時之順暢度。下述詳細說明本實施例之傳動模組17之結構，本實施例之傳動模組17包含一第一齒輪171及二第二齒輪172，第一齒輪171連接電極輪 10，二第二齒輪172分別連接二輔助輪111，然二第二齒輪172與第一齒輪171相嚙合。當電極輪10受驅動模組12驅動而轉動時，電極輪10帶動第一齒輪171轉動，第一齒輪171帶動二第二齒輪172轉動，二第二齒輪172帶動二輔助輪111轉動，以順暢地導引料帶2移動於電極輪10與二輔助輪111之間。

本實施例之電解液的供應方式可採用電解液供應模組直接供應電解液於電極輪10與料帶2之間，亦可採用電解液供應模組供應電解液至電極輪10之電解液通道103，電解液通過電解液通道流至電極輪10與料帶2之間。當本實施例採用第二種電解液之供應方式時，於傳動模組17之第一齒輪171的軸心1711開設與電極輪10之電解液通道103連通之一流道，以供應電解液至電極輪10之電解液通道。

上述實施例以電極輪10為主動輪，當然也可以選擇二輔助輪111之一者為主動輪，利用驅動模組12連接並驅動二輔助輪111之一者，以帶動傳動模組17轉動，進而帶動與傳動模組17連接之電極輪10轉動，並帶動料帶2往前移動。

此外，本實施例之承載座13包含二基板131及二定位柱132，二定位柱132連接二基板131。本實施例之電極輪10及輔助模組11組設於二基板131之間，驅動模組12位於二基板131之一者的外側，並與電極輪10連接。傳動模組17位於另一基板131之外側，並與電極輪10及輔助模組11之二輔助輪111連接，如此本實施例之承載座13可承載並固定電極輪10、輔助模組11、驅動模組12及傳動模組17，使電極輪10、輔助模組11、驅動模組12及傳動模組17可正常運作。

綜上所述，本發明揭示一種連續式電化學加工裝置，其可連續地對工件進行電化學加工，以連續地於工件上形成圖紋。 惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1‧‧‧連續式電化學加工裝置

10‧‧‧電極輪

11‧‧‧輔助模組

111‧‧‧輔助輪

12‧‧‧驅動模組

Claims (10)

1. 一種連續式電化學加工裝置，其對一工件進行電化學加工，以形成複數圖紋於該工件，該連續式電化學加工裝置包含：一電極輪，其周緣具有至少一導電圖紋及一絕緣部，該導電圖紋裸露於該絕緣部，該電極輪更具有一電解液通道，該電解液通道之至少一開口位於該電極輪的周緣；以及一輔助模組，其抵接該工件於該電極輪之該絕緣部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之連續式電化學加工裝置，其中該電極輪包含：一電極本體，其周緣表面具有該導電圖紋；其中該絕緣部為一絕緣環，其設置於該電極本體之周緣表面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之連續式電化學加工裝置，其中該絕緣部之周緣表面具有一凹槽，該凹槽之底部具有至少一簍空部，該導電圖紋位於該簍空部，而裸露於該絕緣部，該絕緣部之周緣表面與該凹槽之底部間具有一加工間隙。
4. 如申請專利範圍第3項所述之連續式電化學加工裝置，其中該絕緣部具有複數電解液流通孔，每一該電解液流通孔具有一第一開口及一第二開口，該第一開口位於該凹槽之底部，該第二開口位於該絕緣部之側邊。
5. 如申請專利範圍第1項所述之連續式電化學加工裝置，更包含：一電解液供應模組，其供應一電解液於該電極輪與該工件之間；一驅動模組，其連接該電極輪，並驅動該電極輪轉動，該電極輪 轉動以帶動該工件移動；一承載座，其承載該電極輪、該輔助模組及該驅動模組；一傳動模組，其連接該電極輪及該輔助模組，該電極輪轉動而帶動該傳動模組，該傳動模組帶動該輔助模組轉動；以及二輸送輪，其位於該工件之兩側，並抵接該工件於該二輸送輪之間；其中該傳動模組包含複數齒輪，該些齒輪分別組設於該電極輪及該輔助模組。
6. 如申請專利範圍第5項所述之連續式電化學加工裝置，其中該承載座包含二基板，該電極輪及該輔助模組設置於該二基板之間，該驅動模組及該傳動模組分別位於該二基板之外側。
7. 如申請專利範圍第1項所述之連續式電化學加工裝置，其中該輔助模組係包含：二輔助輪，其抵接該工件於該電極輪之該絕緣部，該些輔助輪之軸心分別與該電極輪之軸心的二連線間具有一夾角角度。
8. 如申請專利範圍第1項所述之連續式電化學加工裝置，其中該輔助模組係包含：至少一輔助輪，其抵接該工件於該電極輪之該絕緣部。
9. 如申請專利範圍第2項所述之連續式電化學加工裝置，其中該電極本體具該電解液通道，該電解液通道包括一第一開口及一第二開口，該第一開口位於該電極輪之一側壁的中央部，該第二開口位於該至少一導電圖紋之區域。
10. 如申請專利範圍第2項所述之連續式電化學加工裝置，其中該電極本體具該電解液通道，該電解液通道包括一第一開口及複數第二開口，該第一開口位於該電極輪之一側壁的中央部，該些第二 開口位於該絕緣部之該凹槽的底部及該至少一導電圖紋之區域。