3d打印(3dpringting)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础的三维增材制造技术。3d打印的过程是：先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。
3d打印技术正在快速改变传统的生产方式和生活方式，作为战略性新兴产业，美国、德国等发达国家高度重视并积极推广该技术。该技术在工业设计、建筑、工程和施工、汽车工业、航空航天、土木工程、牙科和医疗产业、珠宝、鞋类、教育、地理信息系统、食品以及其他领域都有所应用。
以上技术均利用高温熔融金属实现成形，加工过程需要加热烧结等容易在高温下产生污染气体，随着此技术的迅速发展可能面临着环境污染和能源枯竭的问题，不利于节能减排的时代发展需求。
本发明提出一种基于电化学方法进行加工、具有加工温度低、加工精度高、更加的节能减排的精密3d打印金属微模具的方法；本发明的目的还在于提供一种精密3d打印金属微模具的装置。
精密3d打印金属微模具的方法：将3d打印设备的针管、导管和针头依次连接，并将针管连接在微量注射泵上，将导管内导线插入导管中并在连接处进行密封，将金属平板和导管内导线中的一个与工作电极电连接、另一个与对电极电连接，从而使导管内导线和与金属平板分别与导管内的电解或电镀液接触以进行电化学反应、利用电化学反应的金属逐层沉淀或逐层刻蚀进行微模具的加工。
进一步地，控制微量注射泵的推进速度以使针头端的液滴与工作电极板小面积稳定接触。
进一步地，使导管内导线与对电极电连接、金属平板与工作电极电连接以实现电镀沉积方式的加工。
进一步地，使导管内导线与工作电极点连接、金属平板与对电极电连接以实现电解刻蚀方式的加工。
进一步地，在选择铜作为打印金属时，电解或电镀液由五水硫酸铜、硫酸、盐酸、聚乙二醇(相对分子量6000)和去离子水配制而成；在选择镍作为打印金属时，电解或电镀液由氨基磺酸镍，氯化镍，硼酸，聚乙二醇辛基苯基醚和去离子水配制而成。
采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明提供的金属3d打印基于电化学方法，加工温度低，精度高，节能减排，设备成本低等优点；另外，本发明工艺简单，成本低廉，大大减小了金属3d打印平台的搭建成本；利用适宜的电解(电镀)液，可以电镀沉积特定的结构，也可以在大部分金属材料上进行电解刻蚀，以及两者的组合使用，应用范围广泛。
精密3d打印金属微模具的装置包括3d打印设备机体，3d打印设备机体上设置有金属平板以及悬伸至金属平板上的针头，针头后端通过导管连接有电解或电镀液注射装置，电解或电镀液注射装置包括针管和微量注射泵，导管内穿装有导管内导线，导管内导线和金属平板两者中的一个与工作电极导电连接、另一个与对电极导电连接，在使用时，导管内导线和与金属平板分别与导管内的电解或电镀液接触以进行电化学反应、利用电化学反应的金属逐层沉淀或逐层刻蚀进行微模具的加工。
进一步地，在选择铜作为打印金属时，电解或电镀液由五水硫酸铜、硫酸、盐酸、聚乙二醇(相对分子量6000)和去离子水配制而成；在选择镍作为打印金属时，电解或电镀液由氨基磺酸镍，氯化镍，硼酸，聚乙二醇辛基苯基醚和去离子水配制而成。
采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明提供的金属3d打印基于电化学方法，加工温度低，精度高，节能减排，设备成本低等优点；另外，本发明工艺简单，成本低廉，大大减小了金属3d打印平台的搭建成本；利用适宜的电解(电镀)液，可以电镀沉积特定的结构，也可以在大部分金属材料上进行电解刻蚀，以及两者的组合使用，应用范围广泛。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：1-3d打印设备机体，2-微量注射泵，3-针管，4-金属平板，5-电线-接对电极的电线-接工作电极的电线-导管内导线。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
前期准备：紫铜板表面的抛光，使用500目的砂纸抛光紫铜用于电镀的一面，逐渐抛光至2000目的砂纸，每个工序的抛光持续10min。然后在超声波清洗机中除去紫铜板表面的油污和砂纸颗粒。
电镀溶液的配制，溶液由五水硫酸铜(200g/l)、硫酸(50g/l)、盐酸(60mg/l)、聚乙二醇(0.1g/l)和去离子水按一定比例配制而成。
将针头7固定在3d打印设备1上以实现预设路径的电镀，在针管3中注入配置好的电镀液，装载到微量注射泵2上，设置推进速率为1μl/min。
在计算机上打开写好的代表预设路径的g代码，向3d打印设备1发送信号实现针头7的移动，移动的路径上沉积了一层金属铜。
3d打印金属微模具的装置的具体实施例：如图1-3所示，3d打印金属微模具的装置包括3d打印设备1、微量注射泵2、针管3、金属平板4、电线、接对电极的电线，并保证良好的密封性；(2)控制微量注射泵2的推进速度，使得针头7端的液滴与工作电极板既有稳定的接触，又有较小的接触面积；(3)计算机启动3d打印程序，针头7以预设路径移动，实现金属的3d打印。针头7的材质为不导电材料；不导电材料包括高分子树脂(如聚丙烯树脂)、无机材料(如碳化硅)；密封材料为热熔胶或者密封材料还包括生胶带、ab胶、502胶水等。针头7规格为25g-30g。推进速度为0.1μl/min-10μl/min。在选择铜作为打印金属时，电解或电镀液由五水硫酸铜、硫酸、盐酸、聚乙二醇(相对分子量6000)和去离子水配制而成；在选择镍作为打印金属时，电解或电镀液由氨基磺酸镍，氯化镍，硼酸，聚乙二醇辛基苯基醚和去离子水配制而成。电解(电镀)溶液由提供金属离子的盐溶液，能络合主盐中金属离子形成络合物的络合剂，用于稳定溶液酸碱度的缓冲剂，和特殊添加物(如光亮剂、整平剂、润湿剂、抑雾剂等)组成。导管内导线材料为紫铜，作为对电极(阳极)，用于保持电镀溶液中铜离子的恒定；导管内导线材料包括为电镀溶液提供金属离子的其他材料。金属平板4材料为紫铜，作为工作电极(阴极)，用于在其上电镀沉积一层凸起的结构；金属平板4需要的功能为导电性良好，包括黄铜、铜合金、不锈钢等导电性良好的材料。导管内导线与接对电极电线与接工作电极电线连接，可以达到电镀沉积一层结构的功能；导管内导线与接工作电极电线与接对电极电线连接，可以达到电解刻蚀一层结构的功能，及其相互组合形成特定脊状或沟状结构的功能。可以打印的金属包括铜、镍、铁、钴、钨等金属及其合金。
本发明的种3d打印金属微模具的方法的具体实施例：将3d打印设备的针管、导管和针头依次连接，并将针管连接在微量注射泵上，将导管内导线插入导管中并在连接处进行密封，将金属平板和导管内导线中的一个与工作电极电连接、另一个与对电极电连接，从而使导管内导线和与金属平板分别与导管内的电解或电镀液接触以进行电化学反应、利用电化学反应的金属逐层沉淀或逐层刻蚀进行微模具的加工。
进一步地，控制微量注射泵的推进速度以使针头端的液滴与工作电极板小面积稳定接触。
进一步地，使导管内导线与对电极电连接、金属平板与工作电极电连接以实现电镀沉积方式的加工。
进一步地，使导管内导线与工作电极点连接、金属平板与对电极电连接以实现电解刻蚀方式的加工。
进一步地，电解或电镀液由五水硫酸铜、硫酸、盐酸、聚乙二醇(相对分子量6000)和去离子水配制而成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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