什么是微细加工

      现在所谈论的微细加工指的是微零件加工技术。微零件的界定通常指的是至少有某一方向的尺寸小于 100μ m, 它比常规的制造技术有着无可比拟的应用前景。用该技术制作的微型机器人、微型飞机、 微型卫星、 卫星陀螺、 微型泵、 微型仪器仪表、 微型传感器、 集成电路等等, 在现代科学技术许多领都有着出色的应用, 他能给许多领域带来新的拓展和突破, 无疑将对我国未来的科技和国防事业有着深远的影响, 对世界科技发展的推动作用也是难以估量的。 譬如微型机器人可完成光导纤维的引线、 粘接、 对接等复杂操作和细小管道、 电路的检测, 还可以进行集成芯片生产、 装配等等, 仅此就不难窥见微细加工诱人的魅力。
发达工业国家对微细加工的研究开发十分重视, 投入了大量的人力、 物力、 财力, 一些有远见的著名大学和公司也加入了这一行列。我国在这方面也做了大量的研究工作, 有理由认为在 21 世纪, 微细加工一定会像微电子技术一样, 给整个世界带来巨大的变化和深刻的影响。
对于模具工业, 由于冲压零件的微型化及精度要求的不断提高, 给模具技术提出了更高的要求。原因是微零件比传统的零件成形要困难得多, 其理由是: ①零件越小, 表面积与体积比迅速增大; ②工件与工具间的粘着力, 表面张力等显著增大; ③晶粒尺度的影响显著, 不再是各向同性的均匀连续体; ④工件表面存储润滑剂相对困难。 微细冲压的一个重要方面是冲小孔, 譬如微型机械、 微型仪器仪表中就有很多需要冲压的小孔。 故研究小孔冲压应是微细冲压的一个极其重要的问题。冲小孔的研究着重于: 一是如何减小冲床尺寸;二是如何增大微小凸模的强度和刚度 (这方面除了涉及到制作的材料及加工的技术外, 最常用的便是增加微小凸模的导向及保护等)。 尽管在冲小孔上需要研究的问题还很多, 但也取得了不少可喜的成绩。有资料表明国外已经开发的微冲压机床长 111mm,宽 62mm, 高 170mm,装有一个交流伺服电机, 可产生 3kN的压力。该压力机床装有连续冲压模, 能实现冲裁和弯曲等。
日本东京大学利用一种 WFDG技术制作了微冲压加工的冲头与冲模, 利用该模具进行微细冲压, 可在 50μ m厚的聚酰胺塑料板上冲出宽为 40μ m的非圆截面微孔。在超薄壁金属筒形件拉深方面, 清华大学有了良好的开端。超薄壁拉深技术的关键是要有高精度的成形机。 他们在壁厚为 0.001mm～ 0.1mm的超薄壁金属圆筒成形中, 研制出一台有微机控制功能的精密成形试验机, 使冲头与凹模在加工过程中对中精度达到 1μ m, 有效地解决了超薄壁拉深中易出现起皱与断裂而不能正常操作的难题。利用该机对初始壁厚为 0.3mm 的黄铜和纯铝进行一系列变薄拉深加工, 加工出内径为 16mm, 壁厚为 0.015mm～0.08mm,长度为 30mm的一系列超薄壁金属圆筒。 经检测, 成形后的超薄壁筒壁厚差小于 2μ m, 表面粗糙度 Ra0.057μ m, 从而大大地提升了应用该超薄壁圆筒仪器仪表的精度, 相应地也提升了安装该仪器仪表整机的性能。