磨料流加工仿真模拟分析
新型纳米加工技术的研究进展 随着纳米技术的发展和电子器件小型化的需求，纳米加工方法越来越多地引起人们的关注，纳米技术的核心是纳米加工技术。新型纳米加工技术突破传统光刻限制和有机高分子结构的限制，属于多项纳米操纵加工技术的系统工程研究，主要特色为瞄准学科前沿的创新性应用基础研究，具有较强的创新性、前瞻性和原创性，具有广泛的应用前景。 标签：无机纳米材料；纳米加工技术；研究 随着纳米技术的发展和电子器件小型化的需求，纳米加工方法越来越多地引起人们的关注，纳米技术的核心是纳米加工技术。纳米加工技术作为引起一场新的产业革命的科学技术，备受世人瞩目。随着科技的发展，对电子器件小型化的要求越来越强烈，各种器件逐渐由微米向纳米尺度发展。特别是对纳米器件、光学器件、高灵敏度传感器、高密度存储器件以及生物芯片制造等方面的纳米化要求越来越强烈，如何缩小图形尺寸、提高器件的纳米化程度已经成为各国科学家们越来越关心的问题。然而由于传统刻蚀技术的限制使得器件纳米化的发展成为当今电子器件小型化发展的重要制约因素之一。因此，新型纳米加工技术突破传统光刻限制和有机高分子结构的限制，属于多项纳米操纵加工技术的系统工程研究，主要特色为瞄准学科前沿的创新性应用基础研究，具有较强的创新性、前瞻性和原创性，具有广泛的应用前景。 1 国内外研究现状 近年来，为了克服原有光刻技术对图形线宽的限制，人们已探索了许多先进的纳米刻蚀加工方法。AT&T BeII实验室的R·S·Becker等人利用扫描探针显微技术实现了在Ge表面原子级的加工。H·D·Day和D·R·Allee成功地实现了硅表面的纳米结构制备，从而在纳米加工领域开辟了新的天地。近年来，Mirkin研究组和其它几个研究集体利用扫描探针技术成功地制造了有机分子纳米图形与阵列、无机氧化物、金属纳米粒子、高分子溶胶等纳米图形和阵列以及蛋白质阵列。此外，离子束、电子束、极紫外、X射线、深紫外加波前工程、干涉光刻以及原子光刻等技术的出现进一步发展了纳米刻蚀加工技术，为克服光刻的限制，提高图形密度提供了可能。然而这些方法虽然可以实现相对复杂的纳米图形化，但其设备昂贵，投资成本较大、应用步骤复杂，更主要的在于生产效率低，产品价格高昂，因而难以在要求低成本、高产出的商业中得到广泛的应用，特别是在图形要求相对简单、有序，而密度和灵敏度要求较高的纳米器件中（如：传感器、激光器、平板显示器、高密度存储器件、生物芯片、量子器件等方面）的应用受到了很大的制约。因此，如何发展简单、便宜、适用于大规模生产的表面图案化技术已成为一个涉及众多学科领域的新课题。 当前，美、日两国在纳米光刻领域的研究处于世界领先地位。为了应对纳米技术的挑战，欧洲最近几年开展国家间的大型合作项目技术，纳米光刻技术得到了深入研究和广泛发展。近年来我国对纳米加工方面的研究也进行了大力的扶
毕业论文开题报告 机械设计制造及其自动化 流体抛光技术研究 一、选题的背景和意义 以家乡慈溪为例,当地模具制造行业比较盛行,其中抛光是不可缺少的,特别是生产透明塑料件的模具,其抛光要求尤为高。再者生活中买车的人越来越多,汽车抛光也显得频繁了.现代抛光技术应用已经很广泛了,很多制造业都离不开它,比如纺织、医疗、缝纫、精密齿轮、轴承、模具制造,还有宇航、兵器工业。 抛光对象最多的还是金属。金属表面抛光技术是表面技术及工程学科领域中的重要组成部分，在工业生产过程中得到广泛的应用，特别是在电镀工业、涂饰、阳极氧化及各种表面处理过程中起到重要作用。随着国民经济的迅猛发展，它已扩展到表面处理技术以外的领域，逐渐成为一门相对独立的专用技术。 还有化学抛光，它是金属表面通过有规则溶解达到光亮平滑。在化学抛光过程中，钢铁零件表面不断形成钝化氧化膜和氧化膜不断溶解，且前者要强于后者。由于零件表面微观的不一致性，表面微观凸起部位优先溶解，且溶解速率大于凹下部位的溶解速率；而且膜的溶解和膜的形成始终同时进行，只是其速率有差异，结果使钢铁零件表面粗糙度得以整平，从而获得平滑光亮的表面。抛光可以填充表面毛孔、划痕以及其它表面缺陷，从而提高疲劳阻力、腐蚀阻力。 总的来说，抛光技术发展前景很大。不管现在还是未来，它是不可获却的，我相信随着科学的进步，它还将发挥更大作用。 二、研究目标与主要内容（含论文提纲） （1）磨粒流抛光技术 包括该技术的发展历史，工作原理，国内外研究的现状，发展趋势等。 （2）磁流变抛光技术 包括该技术的发展历史，工作原理，国内外研究的现状，发展趋势等。 （3）磨料水射流抛光技术 包括该技术的发展历史，工作原理，国内外研究的现状，发展趋势等。 （4）磁射流抛光技术 包括该技术的发展历史，工作原理，国内外研究的现状，发展趋势等。
间歇式微细磨料喷射加工控制系统开发研究 【摘要】本文介绍了一种间歇式微细磨料喷射加工控制系统的设计思路和实现方式，该控制系统能够实现各轴联动用于复杂图案的加工以及工件的位置确定，能够实现对影响加工质量的喷射压力和喷射距离进行调节。 【关键词】间歇式；微细磨料；喷射加工；控制；系统 微细磨料喷射加工技术是以气体为载体，将微细磨料粒子加速，利用微细磨料对材料的冲击进行去除加工。影响微细磨料加工技术的因素主要有：喷射时间、载流气体的压力、磨料的硬度、磨料的粒度、喷嘴直径、喷射角度、被加工材料材质和喷嘴与工件的距离等。本文设计开发出了一套微细磨料喷射加工实验系统，该系统能够实现对被加工工件的装夹，各轴联动可以实现复杂图案的加工以及工件的位置确定，能够实现对影响加工质量的喷射压力和喷射距离进行调节，能够精确控制下料量，能够实现对加工影响区域的密封除尘以及磨料的分离回收。实验系统机械结构包括以下部分：气源、三坐标工作台、喷嘴、下料机构、密封装置、集尘装置等几方面。将被加工的工件固定在工作台面上就可以实现微细磨料喷射加工。其中，X轴、Y轴联动运动轨迹即是加工图案，Z轴控制喷嘴与被加工件间的距离，间歇喷射的实现是通过控制高频电磁阀的通断来实现的。 1.微细磨料喷射加工控制方案 微细磨料喷射加工系统机械结构是整个实验系统能够达到设计目的的基础，而控制系统是保证机械结构能够精准运行的关键。为了驱动X轴、Y轴、Z轴工作台移动，首先需要选择符合要求的步进电机和步进电机驱动器。为了得到控制步进电机以及高频电磁阀的控制信号，选择了PCI-8503 光隔离脉冲计数定时接口卡。控制卡输出的信号与高频电磁阀正常工作所需要的信号电压不一致，在这两种信号间需要设计一个放大控制电路。在控制系统硬件搭建完毕以后，最重要的工作就是利用visual basic 6.0开发PCI-8503 光隔离脉冲计数定时接口卡，制作出一套可视化变参数的控制程序来实现对步进电机的精确控制以及对喷射时间及间歇时间的精确控制。 2.步进电机的选择 由于微细磨料喷射加工实验台所承受的负载很小，但要求工作台的精度较高。从经济性和实用性角度综合考虑，我们选择了两相混合式步进电机和步进电机驱动器。步进电机的型号为57BYG635，步进电机驱动器的型号为SF-2HB03M-A。 3.步进电机及驱动器的使用 57BYG635型步进电机的步进角为1.8度，SF-2HB03M-A型步进电机驱动器的细分数有1/2、1/16、1/32、1/64、1/5、1/10、1/20、1/40，我们选择细分数
2011 年春季学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目:微细超精密机械加工技术原理及系统设计学生所在院（系）:机电工程学院 学生所在学科:机械设计及理论 学生姓名:杨嘉 学号:10S008214 学生类别:学术型 考核结果阅卷人
微细加工技术概述及其应用 摘要 微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法，现代微细加工技术已经不仅仅局限于纯机械加工方面，电、磁、声等多种手段已经被广泛应用于微细加工，从微细加工的发展来看，美国和德国在世界处于领先的地位，日本发展最快，中国有很大差距。本文从用电火花加工方法加工微凹坑和用微铣削方法加工微小零件两方面描述了微细加工技术的实际应用。 关键词：微细加工；电火花；微铣削 1微细加工技术简介及国内外研究成果 1.1微细加工技术的概念 微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法。在微机械研究领域中，从尺寸角度，微机械可分为1mm~10mm的微小机械，1μm~1mm的微机械，1nm~1μm的纳米机械，微细加工则是微米级精细加工、亚微米级微细加工、纳米级微细加工的通称。广义上的微细加工，其方式十分丰富，几乎涉及现代特种加工、微型精密切削加工等多种方式，微机械制造过程又往往是多种加工方法的组合。从基本加工类型看，微细加工可大致分为四类：分离加工——将材料的某一部分分离出去的加工方式，如分解、蒸发、溅射、切削、破碎等；接合加工——同种或不同材料的附和加工或相互结合加工方式，如蒸镀、淀积、生长等；变形加工——使材料形状发生改变的加工方式，如塑性变形加工、流体变形加工等；材料处理或改性和热处理或表面改性等。微细加工技术曾广泛用于大规模集成电路的加工制作，正是借助于微细加工技术才使得众多的微电子器件及相关技术和产业蓬勃兴起。目前，微细加工技术已逐渐被赋予更广泛的内容和更高的要求，已在特种新型器件、电子零件和电子装置、机械零件和装置、表面分析、材料改性等方面发挥日益重要的作用，特别是微机械研究和制作方面，微细加工技术已成为必不可少的基本环节。 现代微细加工技术已经不仅仅局限于纯机械加工方面，电、磁、声等多种手段已经被广泛应用于微细加工，微细超精密加工的主要方法如下： 微细电火花加工技术的研究起步于20世纪60年代末，是在绝缘的工作液中通过工具电极和工件间脉冲火花放电产生的瞬时、局部高温来熔化和汽化蚀除金属的一种加工技术。由于其在微细轴孔加工及微三维结构制作方面存在的巨大潜力和应用背景，得到了
乳品替代物的加工与应用 乳品是人们膳食中的主要食品，因为它自身有着很多优点，所以也是唯一的有着多功能成分的食品加工原料，它是食品美好风味的重要来源，这使得乳品在食品加工中有着举足轻重的作用。但是这并不代表乳品是一种很完美的食品原料，就牛乳而然，乳脂肪占约3%，乳糖占约4~5%，对于这些营养成分，不适合部分特殊人群，另外由于乳品在食品加工中是增加产品成本的主要原料，这也是众多生产企业所关注的问题。 那么是否有一种可以取代乳品在食品加工中所产生的美好风味而大大降低产品成本的原料呢？ 科研人员通过对牛乳、黄奶油等成分及其在食品加工中所产生的影响进行了彻底、综合的剖析，结合国外新技术成功研发了天然乳品替代物，它可以使我们获得如同天然乳制品提供给我们的天然香气与口感，并能够改善乳品在食品加工中所产生的热量过高的问题，并大大降低了产品的成本。日前它在食品加工中的显著特性已通过乳品协会权威专家的论证。 在天然乳品替代物的生产中，我们将鲜牛奶、天然奶油等天然原料经过生化反应，通过添加脂肪酶、蛋白酶将乳制品中潜在的芳香物质完全释放出来，即在反应中，酶与乳制品充分作用，通过控制其作用温度、作用时间来获得具有强烈芳
香物质的游离脂肪酸，这就超越了天然乳制品提供给我们的感觉，甚至更加香醇。我们将媒解的半成品浓缩提炼，然后用适当的胶体及少量的环状糊精作壁材，将其包埋，经过高压喷雾干燥制作成微胶囊颗粒，这样制作出的乳品替代物具有流散性好，热稳定性好，香气逼真，口感柔和，不因对食品进行加热处理而破坏其应用效果，是其它合成香精与之无法比拟的。 具体应用方法： 1、冷饮 在冰淇淋、雪糕、乳饮料中，如果奶粉、奶油的含量高会为产品带来美好的风味，良好的组织状态，但同时也使产品产生大量的热量，这是消费者担心的问题。如果加入适量的乳品替代物，降低奶粉、奶油的使用量，不仅不影响产品风味，还大大降低了产品成本，更重要的是降低热量来源，当然，固形物可以用糊精代替；另外，低价位，甚至无奶无油产品在冷饮市场中占很大份额。如果基料本身奶粉、奶油成分很少，而大量填充淀粉、面粉、糊精等会给基料带来不愉快的气味，而且奶油的缺乏大大影响口感，乳品替代物的诞生解决了一切问题，它不仅可赋予产品真是浓郁的奶香，还可使口感更加细腻润滑。乳品替代物在冷饮中的添加量为0.06%~0.12%。 2、烘焙食品
模具抛光的工艺流程及技巧 模具抛光的工艺流程及技巧 抛光在模具制作过程中是很重要的一道工序，也是收官之作，随着塑料制品的日溢广泛应用，对塑料制品的外观品质要求也越来越高，所以塑料模具型腔的表面抛光质量也要相应提高，特别是镜面和高光高亮表面的模具对模具表面粗糙度要求更高，因而对抛光的要求也更高。抛光不仅增加工件的美观，而且能够改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性，还可以方便于后续的注塑加工，如使塑料制品易于脱模，减少生产注塑周期等。目前常用的抛光方法有以下几种： ㈠机械抛光 机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度，是各种抛光方法中最高的。光学镜片模具常采用这种方法。 ⑴机械抛光基本程序 要想获得高质量的抛光效果，最重要的是要具备有高质量的油石、砂纸和钻石研磨膏等抛光工具和辅助品。而抛光程序的选择取决于前期加工后的表面状况，如机械加工、电火花加工，磨加工等等。机械抛光的一般过程如下： ①粗抛经铣、电火花、磨等工艺后的表面可以选择转速在35 000—40 000 rpm的旋转表面抛光机或超声波研磨机进行抛光。常用的方法有利用直径Φ3mm、WA # 400的轮子去除白色电火花层。然后是手工油石研磨，条状油石加煤油作为润滑剂或冷却剂。一般的使用顺序为#180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000。许多模具制造商为了节约时间而选择从#400开始。 ②半精抛半精抛主要使用砂纸和煤油。砂纸的号数依次为：#400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500。实际上#1500砂纸只用适于淬硬的模具钢(52HRC以上)，而不适用于预硬钢，因为这样可能会导致预硬钢件表面烧伤。 ③精抛精抛主要使用钻石研磨膏。若用抛光布轮混合钻石研磨粉或研磨膏进行研磨的话，则通常的研磨顺序是9μm(#1800)~ 6μ m(#3000)~3μm(#8000)。9μm的钻石研磨膏和抛光布轮可用来去除#1200和#1500号砂纸留下的发状磨痕。接着用粘毡和钻石研磨膏进行抛光，顺序为1μm(#14000)~ 1/2μm(#60000)~1/4μm(#100000)。 精度要求在1μm以上(包括1μm)的抛光工艺在模具加工车间中一个清洁的抛光室内即可进行。若进行更加精密的抛光则必需一个绝对洁净的空间。灰尘、烟雾，头皮屑和口水沫都有可能报废数个小时工作后得到的高精密抛光表面。 ⑵机械抛光中的技巧 Ⅰ用砂纸抛光应注意以下几点： ①用砂纸抛光需要利用软的木棒或竹棒。在抛光圆面或球面时，使用软木棒可更好的配合圆面和球面的弧度。而较硬的木条像樱桃木，则更适用于平整表面的抛光。修整木条的末端使其能与钢件表面形状保持吻合，这样可以避免木条(或竹条)的锐角接触钢件表面而造成较深的划痕。 ②当换用不同型号的砂纸时，抛光方向应变换45°~ 90°，这样前一种型号砂纸抛光后留下的条纹阴影即可分辨出来。在换不同型号砂纸之前，必须用100%纯棉花沾取酒精之类的清洁液对抛光表面进行仔细的擦拭，因为一颗很小的沙砾留在表面都会毁坏接下去的整个抛光工作。从砂纸抛光换成钻石研磨膏抛光时，这个清洁过程同样重要。在抛光继续进行之前，所有颗粒和煤油都必须被完全清洁干净。 ③为了避免擦伤和烧伤工件表面，在用#1200和#1500砂纸进行抛光时必须特别小心。因而有必要加载一个轻载荷以及采用两步抛光法对表面进行抛光。用每一种型号的砂纸进行抛光时都应沿两个不同方向进行两次抛光，两个方向之间每次转动45°~ 90°。 Ⅱ钻石研磨抛光应注意以下几点： ①这种抛光必须尽量在较轻的压力下进行特别是抛光预硬钢件和用细研磨膏抛光时。在用#8000研磨膏抛光时，常用载荷为100~200g/cm2，但要保持此载荷的精准度很难做到。为了更容易做到这一点，可以在木条上做一个薄且窄的手柄，比如加一铜片；或者在竹条上切去一部分而使其更加柔软。这样可以帮助控制抛光压力，以确保模具表面压力不会过高。 ②当使用钻石研磨抛光时，不仅是工作表面要求洁净，工作者的双手也必须仔细清洁。 ③每次抛光时间不应过长，时间越短，效果越好。如果抛光过程进行得过长将会造成“橘皮”和“点蚀”。 ④为获得高质量的抛光效果，容易发热的抛光方法和工具都应避免。比如：抛光轮抛光，抛光轮产生的热量会很容易造成“橘皮”。 ⑤当抛光过程停止时，保证工件表面洁净和仔细去除所有研磨剂和润滑剂非常重要，随后应在表面喷淋一层模具防锈涂层。 由于机械抛光主要还是靠人工完成，所以抛光技术目前还是影响抛光质量的主要原因。除此之外，还与模具材料、抛光前的表面状况、
微型机械加工或称微型机电系统或微型系统是只可以批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、甚至外围接口、通讯电路和电源等于一体的微型器件或系统。其主要特点有：体积小（特征尺寸范围为：1μm-10mm）、重量轻、耗能低、性能稳定；有利于大批量生产，降低生产成本；惯性小、谐振频率高、响应时间短；集约高技术成果，附加值高。微型机械的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积，其目标更在于通过微型化、集成化、来搜索新原理、新功能的元件和系统，开辟一个新技术领域，形成批量化产业。 微型机械加工技术是指制作为机械装置的微细加工技术。微细加工的出现和发展早是与大规模集成电路密切相关的，集成电路要求在微小面积的半导体上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂而完善的电路。电路微细图案中的最小线条宽度是提高集成电路集成度的关键技术标志，微细加工对微电子工业而言就是一种加工尺度从微米到纳米量级的制造微小尺寸元器件或薄模图形的先进制造技术。目前微型加工技术主要有基于从半导体集成电路微细加工工艺中发展起来的硅平面加工和体加工工艺，上世纪八十年代中期以后在LIGA加工（微型铸模电镀工艺）、准LIGA加工，超微细加工、微细电火花加工（EDM）、等离子束加工、电子束加工、快速原型制造（RPM）以及键合技术等微细加工工艺方面取得相当大的进展。 微型机械系统可以完成大型机电系统所不能完成的任务。微型机械与电子技术紧密结合，将使种类繁多的微型器件问世，这些微器件采用大批量集成制造，价格低廉，将广泛地应用于人类生活众多领域。可以预料，在本世纪内，微型机械将逐步从实验室走向适用化，对工农业、信息、环境、生物医疗、空间、国防等领域的发展将产生重大影响。微细机械加工技术是微型机械技术领域的一个非常重要而又非常活跃的技术领域，其发展不仅可带动许多相关学科的发展，更是与国家科技发展、经济和国防建设息息相关。微型机械加工技术的发展有着巨大的产业化应用前景。 微型机械加工技术的国外发展现状 1959年，RichardPFeynman（1965年诺贝尔物理奖获得者）就提出了微型机械的设想。1962年第一个硅微型压力传感器问世，气候开发出尺寸为50～500μm的齿轮、齿轮泵、气动涡轮及联接件等微机械。1965年，斯坦福大学研制出硅脑电极探针，后来又在扫描隧道显微镜、微型传感器方面取得成功。1987年美国加州大学伯克利分校研制出转子直径为60～12μm的利用硅微型静电机，显示出利用硅微加工工艺制造小可动结构并与集成电路兼容以制造微小系统的潜力。
塑料抛光方法 1、机械抛光 机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法，一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等，以手工操作为主，特殊零件如回转体表面，可使用转台等辅助工具，表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具，在含有磨料的研抛液中，紧压在工件被加工表面上，作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm 的表面粗糙度，是各种抛光方法中最高的。光学镜片模具常采用这种方法。 2、化学抛光 化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解，从而得到平滑面。这种方法的主要优点是不需复杂设备，可以抛光形状复杂的工件，可以同时抛光很多工件，效率高。化学抛光的核心问题是抛光液的配制。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。 3、电解抛光 电解抛光基本原理与化学抛光相同，即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。与化学抛光相比，可以消除阴极反应的影响，效果较好。 4、超声波抛光 将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中，依靠超声波的振荡作用，使磨料在工件表面磨削抛光。超声波加工宏观力小，不会引起工件变形，但工装制作和安装较困难。超声波加工可以与化学或电化学方法结合。在溶液腐蚀、电解的基础上，再施加超声波振动搅拌溶液，使工件表面溶解产物
脱离，表面附近的腐蚀或电解质均匀；超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程，利于表面光亮化。 5、流体抛光 流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。常用方法有：磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨是由液压驱动，使携带磨粒的液体介质高速往复流过工件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物（聚合物状物质）并掺上磨料制成，磨料可采用碳化硅粉末。 6、磁研磨抛光磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷，对工件磨削加工。这种方法加工效率高，质量好，加工条件容易控制，工作条件好。采用合适的磨料，表面粗糙度可以达到Ra0.1μm。
SpecialReports 2002年第3期 综述 激光微细加工技术及其在MEMS微制造中的应用LaserMicromachiningandItsApplicationintheMicrofabricationofMEMS 潘开林①②陈子辰②傅建中① (①浙江大学生产工程研究所②桂林电子工业学院) 摘要:文章综述了当前MEMS各类微制造技术,阐述了各种激光微细加工技术的原理、特点,主要包括准 分子激光微细加工技术、激光LIGA技术、激光微细立体光刻技术等,以及它们在MEMS微制造中的应用。 关键词:激光微细加工微机电系统激光LIGA1所示[5]。 表1MEMS主要微制造技术对比 技术 LIGA 1MEMS及其微制造技术概述 微机电系统(ME,,知功能和执行功能,在此基础上可开发出高度智能、高功能密度的新型系统。MEMS器件与系统未来将成为多个领域的核心,其作用与以CPU为代表的集成电路构成当今电子系统的核心一样。鉴于MEMS技术的重要技术经济潜力和战略地位,引起了世界各国的高度重视。MEMS主要是美国学者的称谓,在日本称为微机械,在欧洲称为微系统。此外,微技术在不同的学科与应用领域,还有类似的不同的专业或行业术语,如生物技术领域的基因芯片(DNA芯片)、生物芯片(Bio-Chip),分析化学领域的微全流体分析系统(uTAS)、芯 最小尺寸 +++--(+)-(+)+++ 精度 +++--(+)++-+ 高宽比粗糙度 ++-+-+++++++
++--+-++ 几何自 由度 +-++++++-- 材料范围金属、聚合物、 陶瓷金属、聚合物金属、聚合物、 陶瓷聚合物金属、半导体、 陶瓷金属、半导体非铁金属、聚合物 技术准分子激光微细立体光刻微细电火化 LCVD 金刚石片实验室(LabonChip),与光学集成形成微光机电系统(MOEMS)等。MEMS是从微电子技术发展而来,其微制造技术 注:表中++、+、-、--分别表示很好、好、较差、很差,+-表示不同应用条件下的相对效果,括号内的“+”表示最新研究有所进展。 在目前MEMS微细加工技术的研究与应用中,激光微细加工技术得到了广泛的关注与研究。激光微细加工制造商宣称激光微细加工技术具有:非接触工艺、有选择性加工、热影响区域小、高精度与高重复率、高的零件尺寸与形状的加工柔性等优点。 实际上,激光微细加工技术最大的特点是“直写”加工,简化了工艺,实现了MEMS的快速原型制造。此外,该方法没有诸如腐蚀等方法带来的环境污染问题,可谓“绿色制造”。 在MEMS微制造中主要采用的激光微细加工技术有:激光直写微细加工、激光LIGA、激光微细立体光刻等,下面分别加以介绍。 主要沿用微电子加工技术与设备。微电子加工技术与设备价格昂贵,适合批量生产。由于微电子工艺是平面工艺,在加工MEMS三维结构方面有一定的难度。目前,通过与其它学科的交叉渗透,已研究开发出以下一些特定的MEMS微制造技术。 (1)LIGA技术LIGA和准LIGA技术最大的特点是可制出高径比很大的微构件,但缺点同样突出,成本高。 (2)材料去除加工技术这类技术主要包括准分 子激光微细加工[1～4]、微细电火花加工[5]、以牺牲层技术为代表的硅表面微细加工、以腐蚀技术为主体的体硅加工技术、电子束铣、聚焦离子束铣等。(3)材料淀积加工技术这类技术主要包括激光 7] 辅助淀积(LCVD)、微细立体光刻[6、、电化学淀积等。
微细磨料喷射加工技术综述 [摘要] 本文阐述了微细磨料喷射加工技术的产生及原理，介绍了国内外微细磨料喷射加工技术研究现状并对这一技术的应用进行了展望。 [关键词] 微细磨料喷射加工工艺参数 近年来，玻璃、陶瓷、单晶硅等具有高硬度、高脆性和高熔点的材料越来越多的应用于电子元器件、光学仪器、微机电系统和半导体等领域。由于传统的加工方法如激光加工、化学蚀刻等本身的缺陷将对加工对象或加工设备产生较大的负面影响，使得加工范围受到限制，很难用于加工硬脆材料或制造尺寸微小的器件。 微细磨料喷射加工技术（Micro-Abrasive Jet Machining, MAJM）则可以很好地解决硬脆材料的加工问题，微细磨料喷射加工是用高速气流将微细磨料加速，用高速的微细磨料粒子冲击硬脆材料的工件，被加工工件表面被冲击后表层材料就被去除的一种加工方法。首先，由于这种加工方法不是用刀具来切割，所以工件整体所受的力非常小，这样就不会使工件破碎，并且加工过程不产生热，对工件的性质没有影响；其次，利用这种方法所加工出的形状完全由喷嘴移动的轨迹决定，所以可以用于加工出任意形状的孔和槽；最后，这种加工方法所使用的设备简单、造价低廉，可以大大地节约加工成本。另外这种加工方法也可以用于掩膜加工和刻蚀加工，为加工微小孔和刻线加工提供了新的有效的方法。 1.微细磨料喷射加工技术的产生及原理 微细磨料喷射加工技术的基本加工原理和传统的喷砂加工原理相同，即由气体携带磨料微粒形成高速气流冲击工件表面而去除工件材料。当磨料冲击工件表面时，微小的磨粒就像细小的刀刃一样击碎工件表面而产生小的碎屑，每一个冲击颗粒只能去除很少的材料，气流将磨料微粒和破碎的材料颗粒一起带走。但微细磨料喷射加工在磨料的粒度、进给运动、加工精度等方面的要求不同于传统的喷砂加工，在加工工艺上也有显著区别。喷砂工艺的主要用途是清理工件表面，微细磨料喷射加工技术是利用磨料对被加工材料表面进行冲击加工；喷砂工艺所使用的磨料粒度比微细磨料喷射加工技术中的磨料粒度大很多，并且喷砂对磨料的均匀性没有严格要求,微细磨料喷射加工要求直径较小的均匀磨料；微细磨料喷射加工的磨料能完成精确地切削加工，喷嘴的直径比较小，一般小于1毫米，而喷砂所使用的喷嘴直径较大一般大于3毫米。微细磨料喷射加工是一个干加工过程，对环境无污染，对工件表面不会产生热影响，加工变质层发生少，对工件的损伤小，可加工深宽比（定义为孔或切口的深度与孔的直径或切口的宽度之比）高达2.5以上的深微结构，可实现复杂形状和各种材料的加工，易碎和脆性材料更好加工，初始成本低，生产效率高。 微细磨料喷射加工技术是以气体为载体，将微细磨料粒子加速，利用微细磨料对材料的冲击进行去除加工。微细磨料喷射加工所用的气体的压力比较小(一
文件编号：TP-AR-L6087 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 微型机械加工技术发展现状和趋势及其关键技术 正式样本
微型机械加工技术发展现状和趋势及其关键技术正式样本 使用注意：该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 --微型机械加工技术概念 微型机械加工或称微型机电系统或微型系统是只 可以批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执 行器以及信号处理和控制电路、甚至外围接口、通讯 电路和电源等于一体的微型器件或系统。其主要特点 有：体积小（特征尺寸范围为：1μm-10mm）、重量 轻、耗能低、性能稳定；有利于大批量生产，降低生 产成本；惯性小、谐振频率高、响应时间短；集约高 技术成果，附加值高。微型机械的目的不仅仅在于缩 小尺寸和体积，其目标更在于通过微型化、集成化、
来搜索新原理、新功能的元件和系统，开辟一个新技术领域，形成批量化产业。 微型机械加工技术是指制作为机械装置的微细加工技术。微细加工的出现和发展早是与大规模集成电路密切相关的，集成电路要求在微小面积的半导体上能容纳更多的电子元件，以形成功能复杂而完善的电路。电路微细图案中的最小线条宽度是提高集成电路集成度的关键技术标志，微细加工对微电子工业而言就是一种加工尺度从微米到纳米量级的制造微小尺寸元器件或薄模图形的先进制造技术。目前微型加工技术主要有基于从半导体集成电路微细加工工艺中发展起来的硅平面加工和体加工工艺，上世纪八十年代中期以后在LIGA加工（微型铸模电镀工艺）、准LIGA 加工，超微细加工、微细电火花加工（EDM）、等离子束加工、电子束加工、快速原型制造（RPM）以及
复合材料加工技术的最新研究进展 摘要：本主要综述了陶瓷基、树脂基这两种主要的非金属基复合材料的加工技术。通过对传统加工和新型加工技术的比较，认为今后研究非金属基复合材料加工工艺参数的优化，工艺过程中关键步骤的改进，新技术的研究，生产设备自动化、智能化程度的提高，生产线的规模化、专业化、可控制化，是其加工技术发展的关键。 关键词：陶瓷基、树脂基、复合材料加工 复合材料是由两种或两种以上不同化学性能或不同组织结构的材料，通过不同的工艺方法组成的多相材料，主要包括两相：基体相和增强相。20世纪40年代，因航空工业需要而发展了玻璃纤维增强塑料，是最早出现的复合材料，从此以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成了格局特色的复合材料。复合材料由于其具有各方面独特的性质，广泛应用与军事工业，汽车工业、医疗卫生、航空、航海以及日常生活的各个方面。对于复合材料的加工技术的研究，将是扩大其适用范围的关键之一[1]。 1 陶瓷基复合材料的加工 由于陶瓷材料同时具有高硬度、高脆性和低断裂韧性等特点，使得其加工、特别是成形加工，至今仍非常困难。在陶瓷材料加工中，使用金刚石工具的磨削加工仍然是目前最常用的加工方法，占所有加工工艺的80％。而陶瓷材料磨削加工不仅效率低，而且在加工中很容易产生变形层、表面/亚表面微裂纹、材料粉末化、模糊表面、相变区域、残余应力等缺陷，这对于航空、航天、电子等高可靠性、高质量要求的产品是决不允许的。陶瓷精密元件的加工费用一般占总成本的30％～60％，有的甚至高达90％。因此，通过新的陶瓷加工制造技术的探索，能够很好的提高产品制造精度和降低生产成本[2]。 1.1新型加工技术 1.1.1 放电加工 放电加工(EDM)是一种无接触式精细热加工技术，当单相或陶瓷／陶瓷、陶瓷／金属复合材料的电阻小于100Ω.m时，陶瓷材料可以进行放电加工。首先将形模(刻丝)和加工元件分别作为电路的阴、阳极，液态绝缘电介质将两极分开，通过悬浮于电介质中的高能等离子体的刻蚀作用，表层材料发生熔化、蒸发或热剥离而达到加工
磨料喷射加工 一、基本原理 磨料喷射加工(Abrasive Jet Machining，简称AJM)是利用磨料与压缩气体混合后经过喷嘴形成的高速束流，通过对工件的高速冲击和抛磨作用来去除工件上多余的材料，达到加工的目的。 气源供应的气体必须干燥、清净，并具有适度的压力。磨料室混合腔往往利用一个振动器进行激励，使磨料均匀混合。喷嘴紧靠工件并具有一个很小的角度。操作过程应封闭在一个防尘罩中或接近一个能排气的集收器。影响加工过程的有磨料、气体压力、磨料流动速度、喷嘴对工件的角度和接近程度等。利用铜、玻璃或橡胶面罩可以控制磨料喷射加工刻蚀的图形。 二、设备和工具 磨料喷射加工的设备主要包括四部分：①储藏、混合和载运磨料装置；②工作室；③粉尘集收器；④干燥气体供应装置。粉尘集收器的功率约需500W．它带有过滤器，可以控制粉末微粒在1μm以内。气体压力不小于600～900kPa。气体应经过干燥处理，湿度应小于十万分之五。可以采用用瓶装二氧化碳或氮作为干燥气体。工作地点应有充足的照明。 喷嘴通常由硬质合金材料制造，其寿命取决于所使用的磨料和工作压力。采用碳化硅磨料时，喷嘴的寿命一般为8—15h。采用氧化铝磨料时，喷嘴的寿命一般为20—35h。 磨料必须清洁、干燥，并且经过仔细的筛选分类。磨料通常不能重复使用。因为磨损的或混杂的磨料会使加工性能降低。用于磨料喷射加工的磨料必须是无毒的，并且需要安装和使用完善的粉尘控制装置。因为在磨料喷射加工过程中有可能产生硅尘，对健康有害。工厂中的压缩空气如果没有经过充分的过滤以去除湿气和油．不能作为运载气体。氧气不能用作运载气体，这是因为氧气与工件材料碎屑或磨料混合可能产生强烈的化学反应。 三、实际应用 磨料喷射加工可用于玻璃、陶瓷或脆硬金属的切割、去毛刺、清理和刻蚀。还可以应用于小型精密零件，例如液压阀、航空发动机的燃料系统零件、医疗器械上的交叉孔、窄槽以及螺纹的去毛刺等。由尼龙、特氟隆(聚四氯乙烯)和狄尔林(乙缩醛树酶)制成的零件也可以采用磨料喷射加工来去除毛刺。磨料束流可以跟随工件的轮廓形状，可以清理不规则的工件表面，例如螺纹孔等。磨料喷射加工一般不能用于在金属材料上钻孔，因为孔壁会有很大的锥度，而且加工速度较慢。
激光微细加工技术的研究与应用
激光微细加工技术的研究与应用 摘要 激光加工的实质是激光将能量传递给被加工材料，被加工材料发生物理或 化学变化，使其达到加工的目的。激光微细加工技术是指加工精度O.1mm_lμm 的激光加工技术。激光微加工的应用范围十分广泛，尤其在集成电路芯片的制造、计算机外设以及通讯等方面的应用推动了信息产业革命，在电子、仪表、 航空航天工业中，激光微细加工可以高效率高质量地完成微细小孔、划片微调、切割、焊接以及标记等加工，其中以准分子激光的应用最为广泛，准分子激光 除做常规的钻、切、划加工外，还可用掩模法直接在工件上生成图案。目前的 研究进展已经显示，激光微技术是有发展潜力的三维微制造技术，将可能成为 微系统制造的主流技术之一，并已是激光加工技术及产业发展研究开发的重点 之一。激光微技术将是21世纪高新技术发展的主要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一。 关键词：激光微细加工；制造技术；优点；应用；孔加工；发展趋势 一、激光微细加工技术简介 激光加工是将激光束作用于物体表面而引起物体形状或性能改变的加工过程，其实质是激光将能量传递给被加工材料，被加工材料发生物理或化学变化，使其达到加工的目的。加工技术可以分为4个层次：一般加工、微细加工(加工精度O.1mm_lμm)、精密加工(加工精度1μm -O.1μm)和超精密加工(加工精度 高于O.1pm)。激光具有高单色性、高方向性和高亮度的优点 . 在理论上将相 干光聚焦后形成直径为亚微米级的光点 , 温度高达 10000 ℃以上 , 可在千 分之几秒内急剧熔化和汽化各种材料。激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料 ( 包括金属与非金属) 进行切割、焊接、表面处理、打 孔及微加工等的一门加工技术。激光加工技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术。其工作原理：激光器由激光工作物质、激励 能源、全反射镜和部分反射镜构成的光谐振腔组成，当工作物质被光或放电 电流等能源激发后 , 在一定的条件下可以使光得到放大 , 并通过光谐振腔的 作用产生光的振荡 , 由光谐振腔的部分反射镜输出激光，由激光器发射的激 光束通过透镜聚焦到工件的待加工表面 , 对工件进行各种加工。激光加工技 术不仅可以方便地加工硅、金刚石、石英、人造金刚石、玻璃、陶瓷和硬金属 等材料，也可以对容易产生塑性流动的低硬度聚合物材料进行精确的加工。激 光加工同样也适合于精密和形状复杂的零件的加工，同时，激光加工还适用于 表面的亚微米加工，能够加工传统方法难以实现的孔或空腔。
特种加工技术研究现状及发展趋势 摘要:全面介绍了特种加工技术的类型及发展现状, 指出了其优势和存在的问题; 阐述了电火花加工、电解加工、电子束加工、超声波加工、激光加工、化学机械复合加工、水喷射加工等加工方法; 探讨了各种加工方法的工作要素、加工特点及应用; 最后, 指出了特种加工的发展趋势。 关键词:特种加工;电火花加工;电解加工;电子束加工;超声波加工 1引言 特种加工(又称非传统加工)是二次世界大战后发展起来的一类有别于传统切削与磨削加工方法的总称。特种加工方法将电、磁、声、光等物理量及化学能量或其组合直接施加在工件被加工的部位上,从而使材料被去除、累加、变形或改变性能等;特种加工方法可以完成传统加工方法难以实现的加工, 如高强度、高韧性、高硬度、高脆性、耐高温材料和工程陶瓷、磁性材料等难加工材料的加工以及精密、微细、复杂形状零件的加工等。 特种加工技术有以下几个特点:⑴加工方法主要不是依靠机械能, 而是用其他能量(如电能、光能、声能、热能、化学能等)去除材料。⑵传统加工方法要求刀具的硬度必须大于工件的硬度, 即“以硬切软;而对于特种加工,由于工具不受显著切削力的作用,特种加工对工具和工件的强度、硬度和刚度均没有严格要求。⑶加工没有明显的切削力作用,一般不会产生加工硬化现象, 又由于工件加工部位变形小,发热少,或发热仅局限于工件表层加工部位,工件热 变形小,由加工产生的应力也小,易于获得好的加工质量,且可在一次安装中完成工件的粗、精加工。⑷特种加工中能量易于转换和控制,有利于保证加工精度和提高效率。⑸特种加工方法的材料去除速度一般低于常规加工方法,这也是目前常规加工方法在机械加工中仍占主导地 位的主要原因。 2特种加工技术 特种加工有多种分类方法:如按加工过程材料增减可分为去除加工、结合加工和变形加工等;按作用能源可分为机械能、热能、化学能、复合能等。 2.1电火花加工
附录 外文资料 In recent years, Fletcher et al. have studied the thermal properties and rheological properties of polymer used in abrasive flow processing, and believe that the rheological properties of media play an important role in the success or failure of abrasive flow processing. D avies and F letcher studied the rheological properties of several kinds of ingredients and its corresponding processing parameters, the relationship between the results showed that the viscosity and the abrasive ratio will affect the temperature and medium pressure drop through artifacts, in the process of abrasive flow machining temperature is an important factors influencing medium viscosity. Afm is not yet widely used one of the important reasons is still a lack of understanding of the complexity of abrasive flow machining process theory and the theory support for the current process only by engineering technical personnel subjectively artificially controlled, which is not suitable for mass production. For this, using strict experiment technology such as Petri, consider all of the key parameters, put forward the process of abrasive flow machining a predictable process modeling system, the neural network, the system is dedicated to all kinds of products and a variety of materials of abrasive flow machining process modeling. L am and Sm ith based on BP neural network or serial correlation neural networks, aiming at a kind of special products, automobile engine intake pipe, considering a lot of process parameters, afm modeling method is proposed, which can meet the requirements of strict technical specifications of precise control, its fundamental purpose is: one is to improve the car engine performance, reduce the fuel consumption. Second, the presetting control of abrasive flow processing is realized by obtaining the non-linear relationship between the abrasive flow processing medium and the technical specifications of the engine pipeline. Because of the inherent randomness of abrasive in the medium and the diversity of variables, the theoretical and experimental study of abrasive flow processing technology has met with great obstacles. At the same time, due to the lack of understanding of the properties of abrasive media and the complexity and randomness of material removal, the modeling of abrasive flow processing technology is very complex. R ajendra K1Jain k1 Jain and V 1 a sure afm