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1、微細加工技術與應用 微細加工技術與應用 孫燕華,沈明南 (無錫職業(yè)技術學院,江蘇無錫214121) ()摘要:微細加工技術是現(xiàn)代機電領域新興學科微機電系統(tǒng)MEMS研究的關鍵技術之一?! 》治隽私陙砦C械領域的主要微細加工方法、能達到的加工尺度與水平、加工范疇及應用; 闡述了微細加工技術的發(fā)展趨勢?! £P鍵詞:微機電系統(tǒng);微細機加工;微細電加工;LIGA技術 ()中圖分類號:TH16文獻標識碼:A文章編號:16712527620050620064203 Investigatio
2、nandApplicationonMicro2machining SUNYan2hua,SHENMing2nan ()WuxiInstituteofTechnology,JSWuxi214121,China Abstract:Themicro2machiningtechnologyisoneofthekeytechnologiesinemergingmicroelectromechanical ()systemMEMSinmodernmechtronicaldomain,thispape
3、ranalyzesthemainmicro2machiningprocesses,pre2cisionandlevelwhichcouldachieveandapplicationinrecentyears.Italsointroducesmicro2machiningtechnol2ogydevelopmenttendency. Keywords:MEMS;micro2machining;EDMmicroelements;LIGAtechnology 加工的范疇。目前把尺寸在微米至厘米范圍
4、內零0前言件的加工都歸屬于微細加工的領域。由于尺寸微 隨著人們對許多工業(yè)產品的功能集成化和外μ小,因而其尺寸公差和形位公差小至100m左右, μ形小型化的需求,使零部件的尺寸日趨微小化。例而表面粗糙度要達10m。這意味著微細加工往如便攜式錄音機的機械和電路的空間容積僅為20往兼具微小和精密加工的特征。世紀60年代產品的1%,進人人體的醫(yī)療機械和廣義上的微細加工,其方式十分豐富,幾乎涉管道自動檢測裝置等都需要微型的齒輪、電動機、及了各種現(xiàn)代特種加工、高能束加工等方式。從基傳感器和控制電路。汽車
5、的安全氣囊的傳感器采本加工類型看,微細加工可大致分四類:分離加工、用微細加工技術,把傳感器和電路蝕刻在一起,使接合加工、變形加工、材料處理或改性。而微細加成本從每套25美元降至10美元。這些需求導致工方法主要有以下五種:了自20世紀80年代起出現(xiàn)了微細加工和納米制)a采用微型化的成形整體刀具或非成形磨料造技術,它們也促進了微型機器向系統(tǒng)化方向發(fā) 工具進行機械加工,如車削、鉆削、銑削和磨削。由展,并形成了有廣闊發(fā)展前景的一門新興學科——— (微機電系統(tǒng)。微機電系統(tǒng)美國稱為MEMSmicro于刀
6、具具有清晰明顯的界限,因此可以方便地定義 )electromechanicalsystem,日本稱之為微機械刀具路徑加工出各種三維形狀的輪廓;()(MMmicromachine,歐洲叫做微系統(tǒng)MSmi2)b采用電加工或在其基礎上的復合加工,如 )crosystem。微機械外形特征尺寸范圍在1nm,()微細電火花加工MEDM、線放電磨削加工10mm,具有高精度、微型化、集成化、高效低耗等()()()WEDG、線電化磨削WECG、電化加工ECM。特點,廣泛應用于生物醫(yī)學、航空航天、國防、工農電化
7、加工又稱電解液射流或微細噴射制模;業(yè)、交通、信息、家庭等領域,其應用前景不可估量。)c采用光、聲等能量加工法,如微細激光束加 在微機械研究領域中,微細加工技術已經成為()工MLBM、微細超聲加工; 其前沿關鍵技術之一,它是微米級、亞微米級微細)d采用光化掩膜加工法,如光刻法,LIGA法 ()X射線蝕刻和電鑄制模成形法; http://ZZHD.chinajournal.net.cnE2mail:ZZHD@chinajournal.net.cn《機械制造與自動化》?64? ?機械制造與研
8、究?孫燕華,等微細加工技術與應用? )e采用層積增生法,如曲面的磁膜鍍覆,多層 ()薄膜鍍覆用于SMA微型線圈制造和液滴層積。 微細精密機械加工1 微細精密機械加工技術是利用小型精密高速 設備與刀具加工微型構件。微細機加工的特點在 于可實現(xiàn)復雜三維形體加工,已成功地制作出尺寸 μ在1mm,10m的微小三維構件。圖1為日本 Fanuc公司生產的加工微型零件的ROBOnanoUi 五軸聯(lián)動加工中心。以及在這臺加工中心上用微 型單晶金剛石立銑刀加工出的人像浮雕?! D2電火花加工出