電鑄工藝的原理和特點

電鑄工藝（Electroforming）是一種利用電解沉積原理，通過金屬離子在陰極（模具）上還原并沉積成型，最終獲得與模具表面形狀相反的金屬制品的特種加工技術(shù)。其核心原理與電鍍類似，但更注重金屬的厚度和獨立結(jié)構(gòu)的成型。

電鑄工藝原理
1. 電解沉積：
將導(dǎo)電的芯模（陰極）浸入含有目標(biāo)金屬離子（如鎳、銅、金等）的電解液中，通直流電后，金屬離子在陰極表面得到電子，還原為金屬原子并逐層沉積。

2. 模具分離：
沉積達到所需厚度后，通過物理或化學(xué)方法將金屬沉積層與芯模分離，得到與模具表面形狀互補的金屬制品。

3. 芯模處理：
芯模需預(yù)先進行表面處理（如拋光、導(dǎo)電化或脫模劑涂覆），以確保沉積金屬能順利剝離。

電鑄工藝特點
1. 高精度復(fù)制性：
能精確復(fù)制芯模的微觀形貌（如納米級紋理），適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如微細孔、浮雕、精密齒輪等）。

2. 材料多樣性：
常用金屬包括鎳、銅、金、銀及其合金，鎳及其合金（如鎳鈷）因高強度、耐腐蝕應(yīng)用最廣。

3. 工藝優(yōu)勢：
無切削應(yīng)力：適合脆性材料或超薄件（如厚度可低至幾微米）。
均勻性可控：通過調(diào)整電流密度、電解液成分等參數(shù)控制沉積速率和均勻性。
結(jié)合力強：金屬層與基底結(jié)合緊密，可用于復(fù)合材料制備。

4. 局限性：
生產(chǎn)周期長：厚層沉積需數(shù)小時至數(shù)天。
成本較高：精密芯模制備和電解液維護成本高。
孔隙率問題：沉積層可能含微孔，需后續(xù)處理（如熱處理、拋光）。

典型應(yīng)用
精密器件：微機電系統(tǒng)（MEMS）、光纖連接器、電火花加工電極。
航空航天：輕量化蜂窩結(jié)構(gòu)、渦輪葉片冷卻通道。
電子行業(yè)：PCB微細線路、金屬網(wǎng)柵。
文創(chuàng)領(lǐng)域：金屬藝術(shù)品復(fù)制、珠寶鑄造（如金飾電鑄）。

與其他工藝對比
vs 電鍍：電鑄更注重獨立結(jié)構(gòu)的成型，沉積層更厚且需剝離。
vs 3D打印：電鑄精度更高，但依賴模具，適合大批量微細件。

電鑄工藝在微納制造和特殊功能件領(lǐng)域具有不可替代性，但需權(quán)衡效率與成本。