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精密微小型数控机床和微型工厂--微细加工设备概念

日期：2009年09月27　来源：本站原创　关键字：机床电器
随着科学技术的不断发展，世界各国在军事、航天、宇宙探测、微纳米技术等领域的竞争日益加剧．微小型化技术已经成为现代科技研究的重要前沿。微细加工技术是／僵小型化技术的基础技术。广义上讲，机床电器微细加工技术是指所有制造微小尺寸零件的加工技术。
微小型化桂术领域，机床电器依据微机械特征尺寸可将其划分为lnm—lgm的纳米机械、lgm—Imm的微型机械和1—100mm的小型机械，相应地依据零件特征尺寸可分为纳米尺度(o．I—t00am)、微米尺度(100nm～100}．tm)和介于宏微之间的中间尺度(100f．tm~10mm)。传统精密机械制造技术所涉及的零件特征尺寸一般在脚级以上，微米和中间尺度加工涉及的微小零件特征尺寸一般在10gm~10mm范围。因而微米和中间尺度机械制造技术是指覆盖微米和中间尺度范围，填补传统精密加工技术与MEMS技术之间空白的，具有较高相对精度的精密31)微小零件的制造技术。图5-25所示为各种加工技术的相对精度。
在20世纪90年代以前，大多数微小型化技术的研究主要集中于MEMS技术，由于其衍生于律电子技术，因而由半导体集成电路制作工艺发展而来的工艺方法是微细加工的主流技术，机床电器并且以多晶硅、单晶硅、氧化硅和二氧化硅等硅基材料，或铝、铜等金属为对象，进行怕单的二维或二维半几何形状加工。近年来，民用和国防等领域对各种微小型化产品的需求怀断增加，对檄小装置的功能、结构复杂程度、可靠性等要求也越来越高，从而使得能够采用更广泛的工程材料、特征尺寸在pm级到mm级的精密三维(3D)微小零件的需求日益迫阳。因此，开发经济上可行的、能够加工3D几何形状和多样化材料的微细加工技术具有重要意义。 
第一批微细切削加工设备是美国在20世纪60年代末开发的，机床电器主要用于加工光学零件表面，并由此诞生了超精加工技术。檄细切削所采用的设备主要是常规精密和超精密机床。如年代以来，人们逐渐认识到机床的微小型化有利于许多误差的缩小，包括热变形等与体积有关的因素导致的误差等，而机床运动精度与旋转精度却不会固体积变小而受到影响。同时，机床执行件的微小型化，使得运动部件的惯性减小，容易达到高速加工和高精度、高刚度的运动控制，这又将提高精度、质量和生产效率，节省能源、空间和资源。因此，研究开发与所加工零件尺寸相称的微小型化机床(Micro／Meso-ScaleMachineT001)及其系统逐渐被提到研究日程上来。

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