超精密加工技術的特點及其應用超精密加工目前尚沒有統(tǒng)一的定義,在不同的歷史時期,不同的科學技術發(fā)展水平情況下,有不同的理解。通常我們把被加工零件的尺寸精度和形位精度達到零點幾微米,表面粗糙度優(yōu)于百分之幾微米的加工技術稱為超精密加工技術。超精密加工的重要手段包括①超精密切削,如超精密金剛石刀具鏡面車削、銷削和銑削等;②超精密磨削、研磨和拋光;③超精密微細加工(電子束、離子束、激光束加工以及微硅器件的加工、LIGA技術等)。超精密加工技術的發(fā)展推動了微型傳感器、微機電系統(tǒng)的性能突破。超硬超精密倒裝芯片鍵合
通常,按加工精度劃分,機械加工可分為一般加工、精密加工、超精密加工三個階段。目前,精密加工是指加工精度為10~0.1μm,表面粗糙度為Ra0.1~0.01μm,公差等級在IT5以上的加工技術。但一般加工、精密加工和超精密加工只是一個相對概念,其間的界限將隨著加工技術的進步不斷變化,現在的精密加工可能就是明天的一般加工。凸起字樣被緩慢地往下壓進底部,變成平滑表面看似現代科技的超精密加工,其實在上個世紀早已出現超精密加工的發(fā)展經歷了如下三個階段:(1)20世紀50年代至80年代為技術開創(chuàng)期出于航天、大規(guī)模集成電路、激光等技術發(fā)展的需要,美國率先發(fā)展了超精密加工技術,開發(fā)了金剛石刀具超精密切削——單點金剛石切削(Singlepointdiamondturning,SPDT)技術,又稱為“微英寸技術”,用于加工激光核聚變反射鏡、戰(zhàn)術導彈及載人飛船用球面、非球面大型零件等。(2)20世紀80年代至90年代為民間工業(yè)應用初期在相關機構的支持下,美國的摩爾公司、普瑞泰克公司開始超精密加工設備的商品化,而日本的東芝和日立以及歐洲Cranfield大學等也陸續(xù)推出產品,并開始用于民間工業(yè)光學組件的制造。但當時的超精密加工設備依然高貴而稀少,主要以特殊機的形式訂作。超精密微孔超精密加工對操作人員技能要求極高,需熟悉設備特性與材料加工規(guī)律。

超精密加工技術在多個領域具有廣泛的應用場景,以下是其主要的應用領域:1.光學和光電子學領域·精密光學元件制造:用于制造照相機鏡頭、透鏡、天文望遠鏡等精密光學元件。超精密加工技術能夠明顯提升光學元件的表面質量和精度,從而提高成像質量和光學性能?!す怆娖骷圃欤涸诠怆娮訉W領域,超精密加工技術還用于制造控制光電器件,如激光微加工和激光雕刻等,滿足高精度、高復雜度的加工需求。2.航空航天工業(yè)·發(fā)動機零部件制造:超精密加工技術能夠制造出發(fā)動機的精密零部件,如渦輪葉片、軸承等,這些零部件需要極高的精度和表面質量以保證發(fā)動機的性能和壽命。·航空結構件:在航空器的制造過程中,超精密加工技術也用于制造各種結構件,如機身、機翼等,確保航空器的整體性能和安全性。3.生物醫(yī)學領域·人造植入物制造:如人工關節(jié)、骨板等,超精密加工技術能夠制造出高精度、高生物相容性的植入物,提高患者的康復效果和生活質量?!めt(yī)療器械制造:在醫(yī)療器械的制造過程中,超精密加工技術也發(fā)揮著重要作用,如制造高精度的手術器械、診斷設備等。
微泰以30年的技術和經驗為基礎,生產各種Cutter刀片和Blade刀具。對于MLCC及Film、二次電池等各種生產現場的切割處理,所需的刀片類不是單純的切割,而是需要精密的進給度及切割邊緣的角度管理、先進的材料管理等,以避免對被切割物造成損傷。通常,Cutter類被稱為blade、cutter、knife、verticalblade、wheelcutter等多種名稱,關鍵技術刀刃部的管理技術是Cutter類的重點技術點。為此,微泰提供了可靠、可靠的高精度、好品質、長壽命的各種刀片。超薄,超鋒利的鏡頭切割器,光滑無毛邊地切割塑料鏡片的澆口,占韓國塑料鏡頭切割刀片90%以上的市場。超精密加工能改善零件的摩擦性能,延長機械系統(tǒng)的使用壽命。

(2)超精密異形零件加工。例如航空高速多辨防滑軸承的內滾道/激光陀螺微晶玻璃腔體,都是用超精密數控磨削加工而成的。陀螺儀框架與平臺是形狀復雜的高精度零件,是用超精密數控銑床加工的。(3)超精密光學零件加工。例如激光陀螺的反射鏡的平面度達0.05μm,表面粉糙度Rα達0.001μm、它是由超精密拋研加工、再進行鍍膜而成,要求反射率達99.99%?!└呔让闇氏到y(tǒng)要求小型化,所以用少量非球面鏡來代替復雜的光學系統(tǒng)。這些非球鏡是用超精密車、磨、研、拋加工而成的。近期,二元光學器件的理論研究進展很大,二元光學器件的制造設備是專門的超精密加工設備。在民用方面,隱形眼鏡就是用超精密數控車床加工而成的。計算機的硬盤、光盤、復印機等高技術產品的很多精密零件都是用超精密加工手段制成的。航天光學遙感設備的鏡片依賴超精密加工,實現遠距離高精度成像。韓國技術超精密蝕刻
超精密磨削技術可處理硬脆材料,如陶瓷、藍寶石,精度達亞微米級。超硬超精密倒裝芯片鍵合
(4)超精密機電系統(tǒng)器件加工。微機電系統(tǒng)(ME—MS)是從集成電路制造技術發(fā)展起來的新興機電產品,如微小型傳感器、執(zhí)行器等。硅光刻技術、LIGA技術和其它微細加工技術的生產設備、檢測設備都是超精密加工的產品。超精密加工技術的發(fā)展及分析超精密加工技術是以高精度為目標的技術,它必須綜合應用各種新技術,在各個方面精益求精的條件下,才有可能突破常規(guī)技術達不到的精度界限,達到新的高精度指標。近20年來超精密加工技術在以下幾個方面有很大的進展:①超精密加工機床技術;②超精密加工刀具及加工工藝技術;③超精密加工的測量與控制技術;④超精密加工環(huán)境控制(包括恒溫、隔熱、潔凈控制等)。超精密加工機床的設計與制造技術超硬超精密倒裝芯片鍵合