7、石英玻璃线电化学放电加工多参数优化

石英玻璃线电化学放电加工多参数优化

1. 引言

石英玻璃是二氧化硅的纯净形式，具备卓越的机械、热学和光学性能，如在紫外线和红外线波长范围内的透射性、抗热震性、低热膨胀系数、良好的耐化学性以及出色的电绝缘性。这些特性使得石英玻璃在光学、水净化、光伏、化工、制药和半导体等众多行业中得到广泛应用。

然而，石英玻璃质地坚硬、易碎且不导电，这使得传统加工工艺在对其进行加工时面临诸多挑战，例如裂纹扩展、断裂、表面纹理不佳以及切割晶界等问题。同时，通过传统工艺开发微特征也相当繁琐。非传统加工工艺虽然在一定程度上可以解决石英玻璃的加工问题，但也存在一些固有的缺点。

例如，电火花加工（EDM）、电化学加工（ECM）和线切割电火花加工（W - EDM）等非传统加工工艺无法加工像石英这样的非导电材料；而超声波加工、磨料喷射加工、激光束加工和离子束加工等工艺虽然能够加工非导电材料，但会导致表面光洁度差、尺寸精度低、材料去除率不足以及热影响区等问题。激光束加工虽然可以处理坚硬、易碎和不导电的材料，但高精度加工成本高昂；磨料水射流加工虽可用于相同目的，但不可避免地会产生锥度切割。

为了克服这些问题，可以将两种或多种非传统加工工艺的优势结合起来，开发一种混合加工方法，线电化学放电加工（WECDM）就是这样一种方法。

1.1 WECDM 研究现状

• 王等人制作了垂直操作的 WECDM 装置，借助油膜绝缘和金刚石线锯，利用垂直 WECDM 装置加工石英玻璃。
• 亚达夫等人在氧化铝环氧纳米复合材料上进行了 WECSM 加工，并研究了施加电压、电解液浓度、脉冲导通时间和脉冲关断时间对石英的影响。