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大厚度、小孔径、高开孔率双向喇叭形网孔结构在使用过程中因具有印刷效率高、印制质量好、节省印浆,使用寿命长等优点,是高性能印花镍网的典型特征。但同时具备上述特征的金属网极难制造。为此,本文特别提出了一种新型组合式电化学制造方法——共用惰性金属电极法。即,首先在惰性金属镂空模板上电铸加工出具有单面喇叭形特征的金属结构层,然后以惰性金属镂空模板为掩模对电铸加工形成的金属结构层实施掩模微细电解加工以形成另一面的喇叭形,最终获得由电铸加工与掩模微细电解加工分别形成的单面喇叭形组合而成的双向喇叭形微孔。由于这种新型双向喇叭形微小孔阵列加工方法所涉及的两个主要工艺环节都是依托于镂空型金属模板电极而实施,其结构参数很大程度上决定着所加工工件的结构形状(如孔径、厚度、喇叭廓形等)。本文以实现大厚度、小孔径、高开孔率双向喇叭形截面微孔阵列为目标,依托共用惰性金属电极法为工艺平台,从数值分析与试验研究两方面探究了惰性金属镂空模板的各个结构参数(开口角、厚度、筋宽、孔径等)对双向喇叭形微孔成形廓形的影响规律,并进行了参数优选。主要研究内容如下: (1)建立了以惰性金属镂空模板为芯模的电铸加工数学模型和以惰性金属镂空模板为掩模的掩模微细电解加工数学模型,并设计了共用惰性金属电极法电化学加工双向喇叭形微小孔的数值分析程序。 (2)借助上述设计的数值分析程序,分析了惰性金属镂空模板的各个结构参数对双向喇叭形微孔成形廓形的影响规律,并从理论角度获得了模板优化结构参数值。结果显示:随惰性金属镂空模板开口角α与厚度H增大,双向喇叭形微小孔的最小孔径逐渐减小,对称度增大;随惰性金属镂空模板筋宽L减小,双向喇叭形微小孔的厚度及对称度逐渐增大,最小孔径微幅扩大;随惰性金属镂空模板孔径D增大,双向喇叭形微小孔的厚度及最小孔径逐渐增大,但对称度逐渐降低。惰性金属镂空模板结构参数理论优化值为α=90°,H=1mm,L=0.1mm,D=0.7mm。 (3)基于搭建的专用试验平台,试验研究了惰性金属镂空模板的结构参数如开口角、厚度、筋宽及孔径对共用惰性金属电极法电化学加工双向喇叭形微孔成型的影响规律并与仿真结果对比,证实了该技术的可行性。在此基础上,基于组合优化的惰性金属镂空模板结构参数值(α=90°,H=0.8mm,L=0.2mm,D=0.7mm)加工出厚度近300μm,最小孔径约400μm的双向喇叭形金属微小孔阵列,并与现有印花镍网的性能指标进行对比,结果显示:基于共用惰性金属电极法电化学加工出的试验样品的性能指标优于现有印花镍网。