技术可分为两类：一类是基于阳极溶解原理的减材技术，如电解加工、电解抛光等；另一类是基于阴极沉积原理的增材技术，如电镀、电铸、刷镀等。这两类技术有一个共同点，即材料的去除或增加过程都是以离子的形式进行的。由于金属离子的尺寸非常微小，因此，相对于其它“微团”去除材料方式（如微细电火花、微细机械磨削），这种以“离子”方式去除材料的微去除方式使得电化学加工技术在微细制造领域、以至于纳米制造领域存在着极大的研究探索空间。

从理论上讲，只要精细地控制电流密度和电化学发生区域，就能实现电化学微细溶解或电化学微细沉积。微细电铸技术是电化学微细沉积的典型实例，它已经在微细制造领域获得重要应用。微细电铸是LIGA技术一个重要的、不可替代的组成部分，已经涉足纳米尺寸的微细制造中，激光防伪商标模版和表面粗糙度样块是电铸的典型应用^[3]。

但电化学溶解（成形）加工的杂散腐蚀及间隙中电场、流场的多变性严重制约了其加工精度，其加工的微细程度目前还不能与电化学沉积的微细电铸相比。目前电化学微精成形加工还处于研究和试验阶段，其应用还局限于一些特殊的场合，如电子工业中微小零件的电化学蚀刻加工(美国IBM公司)、微米级浅槽加工(荷兰飞利浦公司)、微型轴电解抛光(日本东京大学)已取得了很好的加工效果，精度已可达微米级。微细直写加工、微细群缝加工及微孔电液束加工，以及电解与超声、电火花、机械等方式结合形成的复合微精工艺已显示出良好的应用前景^[4]。

近年来，基于毫秒、微秒、纳秒及群脉冲电源，采用单纯电解、电解与超声复合、电解与电火花复合、电解与线切割复合等加工工艺，在蜂窝状微坑、微细槽、微细轴、微细群孔、微细群圆柱、微器件等加工中投入了大量的研究。为此，还开发了多功能三维微细电解加工系统、电解微细加工监控系统、微螺旋电极等装置。研究内容涉及微细加工工艺条件、阴极设计制造、加工数学模型建立、运动学仿真、工件表面电场分布有限元分析、反向电流、压力波及电解产物的影响等诸多方面^{[5 -7]}。

1.3  数控展成加工

20世纪80年代初，以简单形状电极加工复杂型面的柔性电解加工──数控展成电解加工的思想开始形成，它以控制软件的编制代替复杂的成形阴极的设计和制造，以阴极相对工件的展成运动来加工出复杂型面。这种加工方法工具阴极形状简单，设计制造方便，应用范围广，具有很大的加工柔性，适用于小批量、多品种、甚至单件试制的生产中。

80年代中期，前苏联乌法航空学院特种加工工艺及设备研究所以过程控制为突破口，设计了一种柔性电解加工单元，应用特殊的电流脉冲波形和高选择性的电解液，加工精度达0.02mm，表面粗糙度达0.2~0.6μm。波兰华沙工业大学的Kozak教授于1986年率先提出了电解铣削的思想，以棒状旋转阴极作类似于圆柱状侧铣刀的成形运动形成加工表面，成功地应用于直升机旋翼座架型面的加工，加工中采用NaNO₃电解液，精度可达±0.01~0.02mm，表面粗糙度达0.16~0.63μm。波兰Cracow金属切削学院的A.Ruszaj和J.Cekaj教授利用形似球头铣刀的工具阴极，进行了型面光整加工的试验研究，取得了形状误差小于0.01mm的加工效果，从而证明了该工艺在模具的光整加工方面具有很好的应用价值。美国、英国、俄罗斯都高度重视数控电解加工技术的研究并已得到应用，在新型航空发动机及航天火箭发动机的研制中发挥了重要作用。美国GE公司和德国DORNER公司的五轴数控电解加工，美国、俄罗斯仿形电解加工带冠整体叶轮代表了数控电解加工整体叶轮的国际先进水平。在国内，南京航空航天大学从20世纪80年代中期开始进行数控展成电解加工工艺技术的研究，已在电解加工设备研制、加工机理研究、控制软件编制及工艺试验等方面取得了重要进展^[8-10]。

1.4   加工间隙的检测与控制

电解加工是一个复杂的非线性时变系统。由于加工间隙处于电场和流场的共同作用下，是时间和空间的变化函数，且空间极小，因而在加工过程中适时测量非常困难，特别是对于三维空间的间隙，至今尚无成熟的采样方案的实际应用。但是，随着计算机技术、传感器技术、测试技术、信号处理技术、电源技术等现代技术的发展，测控过程中存在的难题将逐一得到解决，并最终实现在线测控加工间隙。

近阶段，加工间隙的检测与控制的研究引起了众多关注，研究主要集中在以下方面:

（1）采用循环迭代间隙控制方案，快速调整工具进给速度，使之近似等于工件去除速度，从而精确地维持恒定的小间隙，并利用虚拟仪器技术构建电解加工控制系统^[11]。

（2）把加工电流或流体作用在阴极上的六维力作为研究参数，用最小二乘多变元线性拟合法，分别建立平面、斜面阴极加工电流或六维力与加工间隙之间的关系式，用叶片型面加工数据对建立的关系式进行检验和修正，得到最终的修正关系式，所得关系式在±15%的误差范围内可用于在线检测加工间隙^[12-13]。

（3）采集真实电解加工过程中阴极表面上的力信号，利用小波变换和BP神经网络，实现间隙的在线通报，并设计模糊控制器。把间隙的误差转化为力的误差及误差的变化信号，以此作为模糊控制器的输入，以加工电压的增量作为模糊控制器输出，实现对间隙的控制。在Matlab的simulink模块中建立了由神经网络、模糊控制器和电解加工系统联合组成的智能控制系统的仿真模型，进行仿真试验^[14]。

（4）针对高频窄脉冲电解加工，对加工间隙进行建模分析，提出了间隙平均电流检测法。通过测量相邻一组平均电流及其方差这两个参数判断间隙状态，从而对进给速度、进给方向进行相应调整，精确地维持恒定的小间隙，实现快速稳定的加工^[15]。

1.5   磁场提高电解加工精度的研究

这项技术早期研究较多的是磁场对电解磨削、电解抛光的影响。近年来，国内开展了电解成型加工叠加磁场的研究。

西安工业大学进行了磁场影响电场的仿真试验及在电解加工装置上叠加磁场的加工工艺试验。试验表明，电解加工过程中叠加磁场会改变原有电场分布，进而改变间隙流场的分布，从而有利于解决以往电解加工过程中的杂散腐蚀现象，提高电解加工的质量。只有在叠加磁场方向垂直于电场方向且N极指向电场叠加磁场时, 对电场均布有较明显的作用^[16]。此外，采取切割流线的方向叠加磁场，洛仑兹力的作用有利于成股的束流展开；磁场可以减小电解液的粘度，改善其流动性能，有利于及时排走电解产物和热量，改善加工条件，提高加工稳定性^[17]。

近期又提出了将多极内封闭渐变磁路和多极外封闭渐变磁路组合后嵌入电解加工装置的方法, 可消除分股束流、空穴，改善电解加工流场, 改善工件表面粗糙度；提高集中蚀除的能力，有效减轻杂散腐蚀^[18]。

除了上述五大研究方向之外，叶片及整体叶轮加工、炮管膛线加工、周期循环电解加工、电解加工中管理系统的开发等工艺技术的研究均有所创新或突破。

2  结论与展望

电解加工正加速从国防工业向民用工业延伸。加工对象由粗加工、半精加工向精密、光整加工方向扩展。未来，电解加工将充分利用“离子去除”的优点，扬长避短，注意“绿色掣造”，在微细、超精及纳米制造领域成为关键核心技术。计算机数控技术使电解加工自动控制和工具电极CAD/CAM成为现实；IGBT、IPM等电力电子器件的应用为新型电源开发创造条件；新材料和表面技术的进展，进一步完善电极制造工艺；高新技术为电解加工发展提供了技术基础。新工艺研究取得重要成果；脉冲电流、柔性加工、低浓度复合电解液，电解与电火花、机械、超声及磁力等复合加工工艺，可大幅度提高加工精度。

参考文献：

[1]Kozak,J.,Rajurkar,K.P.,Makkar,Y.Study of Pulse Electrochemical Microaching[J].Journal of Manufacturing Processes,2004,6(1):7-14

[2]朱荻,国外电解加工的研究进展[J].电加工与模具,2000(1):11-16

[3]Yong,L.,Yunfei,Z.,Guang,Y.,et a1.Localized electrochemical micromachining with gap control[J].Sensorsand Actuators A:Physica1.2003,108(1-3):144-148

[4]王明环,微细电解加工实验研究[D].南京:南京航空航天大学,2007:36-49

[5]徐惠宇,微细电解加工系统及其相关工艺的研究[D].南京:南京航空航天大学,2005:6-15

[6]李勇.微细电加工应用技术研究[J].电加工与模具,2009(B04 ):32-37

[7]王明环,朱荻,徐惠宇.微螺旋电极在改善微细电解加工性能中的应用[J].机械科学与技术,2006,25(3): 348-351

[8]Bhattaeharyya,B.,Munda,J.,Malapati,M.Advancementin electrochemical micromachining[J].International Journal of Maehine Tools and Manufacture,2004,44(15):l577-l589

[9]张朝阳,纳秒脉冲电流微细电解加工技术研究[D].南京:南京航空航天大学,2006:5-22

[10]陈远龙,张正元.电解加工技术的现状与展望[J].航空制造技术,2010(5):47-50

[11]陈远龙,杨涛,万胜美等.电化学加工技术的概况与展望[J].电加工与模具,2010(4):60-63

[12]鲍怀谦,徐家文,王昌田.超声辅助纯水微细电解加工[J].山东大学学报(工学版),2008,38(6):30-32, 36

[13]Zhu,D.,Wang,K.,Qu,N.S.Micro Wire EleetrochemiealCutting by Using In Situ Fabricated W ire Electrode[J].CIRP Annals Manufacturing Technology,.2007,56(1):241-244

[14]张朝阳,毛卫平,陈飞.纳米、亚微米的超窄脉宽微细电化学加工[J].微纳电子技术,2009,46(11): 684-690

[15]李冬林,朱荻,李寒松.模板阴极电解加工群孔的成形规律[J].华南理工大学学报(自然科学版),2010, 38(5):105-109

[16]Mineta,T.Electrochemical etching of a shape memory alloy using new electrolyte solutions[J].Journal of Micromechanics and Mieroengineering,2004,14(Compendex):76-80

[17]朱兵,朱获,曾永彬等.电解线切割加工技术试验研究[J].中国机械工程,2010(8):963-967

[18]Schuster,R.,Kirchner,V.,Allongue,.Electrochemical Mieromachining[J].Science,2000,289(5476):98-101