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，具有卓越的机械、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。这些特性使其在光学、水净化、光伏、化工、制药和半导体等行业有广泛应用。

然而，石英玻璃质地坚硬、易碎且不导电，传统加工方法在加工时会面临裂纹扩展、断裂、表面纹理差、切割晶界等问题，开发微特征也十分繁琐。非传统加工方法同样存在固有缺点，例如电火花加工（EDM）、电化学加工（ECM）、线切割电火花加工（W - EDM）无法加工像石英这样的非导电材料；超声波加工、磨料喷射加工、激光束加工和离子束加工虽能加工非导电材料，但会导致表面光洁度差、尺寸精度低、材料去除率不足、产生热影响区等问题。激光束加工虽可处理坚硬、易碎和非导电材料，但高精度加工成本高昂；磨料水射流加工会产生不可避免的锥度切割。

为解决这些问题，人们利用两种或多种非传统加工方法的优势，开发出了混合加工工艺，其中线电化学放电加工（WECDM）就是一种可辅助加工非导电材料的方法。

以下是WECDM设置的基本原理流程图：

graph LR
    A[施加直流电压] --> B[电解反应]
    B --> C[产生氢气气泡]
    C --> D[形成绝缘层]
    D --> E[放电]
    E --> F[材料去除]

此前已有许多关于WECDM的研究。例如，Wang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切割石英玻璃；Yad