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摘 要：电解加工技术是一种精密加工技术。通过对国内某权威科研团队的近5年的专利进行研究，以从一个侧面探寻当前电解加工技术的研究热点。研究发现：表面织构电解加工、电解线切割、整体叶轮电解加工、纳米电极制造等方面是当前研究的热点技术。
关键词：专利，电解加工，研究热点电解加工属于特种加工（非传统加工）方式的一种，其是利用工件金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种加工方式。电解加工时，工件与工具之间并不接触，所以与传统的车削刨磨等机械加工方式不同，其不存在装夹变形应力以及工件与工具之间加工接触所导致的热变形，此外电解加工时工件是以离子形式的方式被蚀除，所以理论上电解加工的精度可以达到微纳米级别。由于电解加工存在上述优点，所以越来越多地被应用于机械精密零部件的加工[1]。
目前国内仅有为数不多的高校和科研机构在对电解加工技术进行深入地研究，这其中以中国科学院院士朱荻领衔的南京航空航天大学特种加工科研团队最有代表性。笔者从相关国内专利库进行检索发现，南航朱荻院士的历年专利申请均维持在一定数量的高位，其数量远远高出其它申请人和发明人。经过对他的专利技术内容的筛选发现，其专利所记载的技术方案包罗万象，几乎涵盖了电解加工技术的各个方面。基于此，笔者旨在从朱荻院士近5年内的国内专利申请入手，理顺相关技术方案，以从一个侧面探寻当前电解加工技术的研究热点。
1、表面织构电解加工技术
研究表明在机械部件摩擦副表面上加工微小凹坑阵列可以使得磨擦副具备极佳的抗磨减摩性能，从而可以减缓和降低机械零件的磨损。科研团队对使用电解加工方法加工微小凹坑阵列进行了深入研究，研究方向主要集中在如何提高电解加工的定域性、提高微细尺度加工能力以及针对特定的加工件设计专门的加工装置等方面。在如何提高电解加工的定域性方面，采用的技术手段有使用柔性屏蔽膜、惰性金属模板、辅助阳极等，代表性专利有CN101070605A（此为专利公开号，以下相同）、CN101862870A等。在如何提高微細尺度加工能力方面，采用的技术手段主要有周期性地使工具阴极抬起落下以便于电解液更新以及保证电解液喷射均匀等，这方面代表性专利有CN104014879 A、CN1958206 A等。而针对加工件为回转体等部件，科研团队均设计了专门的加工装置，这在其多数专利中均有体现。
2、电解线切割技术
科研团队对微尺度的电解线切割技术进行了深入的研究。电解线切割技术是使用线电极作为电解加工的工具，其尤其适用于诸如微细缝等的高深宽比结构的加工。电解线切割技术的难点在于如何促进加工间隙的电解液的更新以及避免短路等。针对这些难点，科研团队通过在加工区域上方工具电极丝周围沿轴向发射纳米磁性粒子，最终提高了电解液中的气泡的排出效率；通过微振动装置使线电极产生垂直其进给方向的微振动，有利于加工间隙中的电解产物的排除，并能避免短路现象的发生；通过使线电极自身的转动和/或往复运动，可以促进电解产物的排出。此外科研团队也发现采用非圆形横截面的线状或棒状电极可以有利于扰动电解液流动，以利于电解产物的排出。电解线切割技术的代表性专利有CN102950344A、CN1850411A等。
3、整体叶轮及复杂部件的加工
电解加工技术对于加工航空航天领域的叶轮叶片等复杂部件具有独特的优势，科研团队对此也进行了相应的研究。研究重点主要在于整体叶片电极的设计、电极运动轨迹的优化、电极运动方式的改进、如何通过电解液供给方式的改进以使得流场稳定均匀以及构建专门的电解加工机床，以适应整体叶轮及复杂部件的加工等。对此，科研团队采用了诸如增加辅助供液夹具、阴极变幅多向往复进给以及使用自动化多轴控制等技术手段。上述各方面代表性的专利有CN101249577A、CN101502900A等。
4、纳米电极及超薄工件加工
科研团队尝试通过电解加工的方式制作纳米尺寸级别的碳纳米管以及大长径比纳米级的轴，以期将这样的轴用于扫描隧道显微镜（STM）的扫描探针和纳米级结构的电化学刻蚀等方面。此外，科研团队尝试将加工出的碳纳米管用于超薄工件的加工，努力将微细电解加工扩展到纳米尺寸级别。这方面的代表性专利有CN103056463A、CN103252543A等。
5、微细群孔及群柱加工
微细群孔及群柱结构在工业上具有广泛的应用，科研团队在这方面的研究重点主要涉及如何改善电解液流场分布、如何选择电加工参数、如何制作群电极、如何避免工件的杂散腐蚀等方面。针对这些方面，科研团队采用的技术手段主要有利用屏蔽膜、辅助阳极来避免工件的杂散腐蚀；采用蛇形流道来优化电解液流场分布；组合电火花加工以及参数组合优化后的电解加工技术来加工群孔用电极等。这些方面的代表性专利有CN1943950A、CN101327537A等。
以上是相关专利技术内容的大致介绍，从中可以发现，当前行业内研究的热点已经不是电解加工技术的相关基础理论的研究，而主要是针对一些特定的精密零部件进行相适应的电解加工系统的构建。电解加工技术的理论已经很成熟，如何将其具体应用于工业生产应是未来行业内的研究热点。
参考文献
[1] 刘晋春， 赵家齐编著. 特种加工（第3版）[M]. 北京： 机械工业出版社， 1999.
作者简介：
刘云飞（1983-），男，汉族，籍贯安徽省利辛县，供职于国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，助理研究员，硕士研究生学位，研究方向为机械领域专利审查。
关键词：专利，电解加工，研究热点电解加工属于特种加工（非传统加工）方式的一种，其是利用工件金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种加工方式。电解加工时，工件与工具之间并不接触，所以与传统的车削刨磨等机械加工方式不同，其不存在装夹变形应力以及工件与工具之间加工接触所导致的热变形，此外电解加工时工件是以离子形式的方式被蚀除，所以理论上电解加工的精度可以达到微纳米级别。由于电解加工存在上述优点，所以越来越多地被应用于机械精密零部件的加工[1]。
目前国内仅有为数不多的高校和科研机构在对电解加工技术进行深入地研究，这其中以中国科学院院士朱荻领衔的南京航空航天大学特种加工科研团队最有代表性。笔者从相关国内专利库进行检索发现，南航朱荻院士的历年专利申请均维持在一定数量的高位，其数量远远高出其它申请人和发明人。经过对他的专利技术内容的筛选发现，其专利所记载的技术方案包罗万象，几乎涵盖了电解加工技术的各个方面。基于此，笔者旨在从朱荻院士近5年内的国内专利申请入手，理顺相关技术方案，以从一个侧面探寻当前电解加工技术的研究热点。
1、表面织构电解加工技术
研究表明在机械部件摩擦副表面上加工微小凹坑阵列可以使得磨擦副具备极佳的抗磨减摩性能，从而可以减缓和降低机械零件的磨损。科研团队对使用电解加工方法加工微小凹坑阵列进行了深入研究，研究方向主要集中在如何提高电解加工的定域性、提高微细尺度加工能力以及针对特定的加工件设计专门的加工装置等方面。在如何提高电解加工的定域性方面，采用的技术手段有使用柔性屏蔽膜、惰性金属模板、辅助阳极等，代表性专利有CN101070605A（此为专利公开号，以下相同）、CN101862870A等。在如何提高微細尺度加工能力方面，采用的技术手段主要有周期性地使工具阴极抬起落下以便于电解液更新以及保证电解液喷射均匀等，这方面代表性专利有CN104014879 A、CN1958206 A等。而针对加工件为回转体等部件，科研团队均设计了专门的加工装置，这在其多数专利中均有体现。
2、电解线切割技术
科研团队对微尺度的电解线切割技术进行了深入的研究。电解线切割技术是使用线电极作为电解加工的工具，其尤其适用于诸如微细缝等的高深宽比结构的加工。电解线切割技术的难点在于如何促进加工间隙的电解液的更新以及避免短路等。针对这些难点，科研团队通过在加工区域上方工具电极丝周围沿轴向发射纳米磁性粒子，最终提高了电解液中的气泡的排出效率；通过微振动装置使线电极产生垂直其进给方向的微振动，有利于加工间隙中的电解产物的排除，并能避免短路现象的发生；通过使线电极自身的转动和/或往复运动，可以促进电解产物的排出。此外科研团队也发现采用非圆形横截面的线状或棒状电极可以有利于扰动电解液流动，以利于电解产物的排出。电解线切割技术的代表性专利有CN102950344A、CN1850411A等。
3、整体叶轮及复杂部件的加工
电解加工技术对于加工航空航天领域的叶轮叶片等复杂部件具有独特的优势，科研团队对此也进行了相应的研究。研究重点主要在于整体叶片电极的设计、电极运动轨迹的优化、电极运动方式的改进、如何通过电解液供给方式的改进以使得流场稳定均匀以及构建专门的电解加工机床，以适应整体叶轮及复杂部件的加工等。对此，科研团队采用了诸如增加辅助供液夹具、阴极变幅多向往复进给以及使用自动化多轴控制等技术手段。上述各方面代表性的专利有CN101249577A、CN101502900A等。
4、纳米电极及超薄工件加工
科研团队尝试通过电解加工的方式制作纳米尺寸级别的碳纳米管以及大长径比纳米级的轴，以期将这样的轴用于扫描隧道显微镜（STM）的扫描探针和纳米级结构的电化学刻蚀等方面。此外，科研团队尝试将加工出的碳纳米管用于超薄工件的加工，努力将微细电解加工扩展到纳米尺寸级别。这方面的代表性专利有CN103056463A、CN103252543A等。
5、微细群孔及群柱加工
微细群孔及群柱结构在工业上具有广泛的应用，科研团队在这方面的研究重点主要涉及如何改善电解液流场分布、如何选择电加工参数、如何制作群电极、如何避免工件的杂散腐蚀等方面。针对这些方面，科研团队采用的技术手段主要有利用屏蔽膜、辅助阳极来避免工件的杂散腐蚀；采用蛇形流道来优化电解液流场分布；组合电火花加工以及参数组合优化后的电解加工技术来加工群孔用电极等。这些方面的代表性专利有CN1943950A、CN101327537A等。
以上是相关专利技术内容的大致介绍，从中可以发现，当前行业内研究的热点已经不是电解加工技术的相关基础理论的研究，而主要是针对一些特定的精密零部件进行相适应的电解加工系统的构建。电解加工技术的理论已经很成熟，如何将其具体应用于工业生产应是未来行业内的研究热点。
参考文献
[1] 刘晋春， 赵家齐编著. 特种加工（第3版）[M]. 北京： 机械工业出版社， 1999.
作者简介：
刘云飞（1983-），男，汉族，籍贯安徽省利辛县，供职于国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心，助理研究员，硕士研究生学位，研究方向为机械领域专利审查。