通常,按加工精度划分,机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前,精密加工是指加工精度为1~0.1?;m,表面粗糙度为Ra0.1~0.01?;m的加工技术,但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的,目前的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解决的问题,一是加工精度,包括形位公差、尺寸精度及表面状况;二是加工效率,有些加工可以取得较好的加工精度,却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。a.砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工,属于涂附磨具磨削加工的范畴,有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。b.精密切削,也称金刚石刀具切削(SPDT),用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工,主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工,如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等,比一般切削加工精度要高1~2个等级。磁流变抛光技术利用磁场控制磨料特性,实现光学元件的超精密加工。韩国技术超精密VACUM CHUCK
超精密加工技术具有多个特点,这些特点使得它在高精度、高质量要求的制造领域中占据重要地位。以下是超精密加工的主要特点:1.高精度:超精密加工技术能够实现极高的加工精度,通常可以达到微米级甚至纳米级。这种高精度加工能力满足了航空、航天、精密仪器等领域对高精度零件的需求。通过采用先进的加工设备和工艺方法,超精密加工能够精确控制零件的尺寸精度和形位精度。2.高表面质量:超精密加工技术不仅关注零件的尺寸精度,还重视零件的表面质量。通过优化加工参数和工艺方法,超精密加工能够获得具有极低表面粗糙度和高度一致性的零件表面。这种高表面质量的零件在光学、电子、医疗器械等领域具有应用。3.“进化”加工:在超精密加工过程中,有时可以利用低于工件精度的设备、工具,通过工艺手段和特殊的工艺装备,加工出精度高于“母机”的工作母机或工件。这种“进化”加工能力体现了超精密加工技术的独特优势。4.高灵活性:超精密加工技术具有***的适用性,可以与多种材料和多种加工工艺相结合。这种灵活性使得超精密加工能够适应不同形状、尺寸和材料的零件加工需求,满足不同行业和不同应用的要求。芯片超精密切割超精密加工的测量需借助激光干涉仪等精密仪器,确保结果准确可靠。

超精密加工技术市场是国家高技术集中的市场,它既是高代价、高投入的工艺技术,又是高增值、高回报的工艺技术,世界工业先进国家都把它放在国家技术和经济振兴的重要位置。试举几例。(1)超精密零件加工。例如惯性导航仪器系统中的气浮陀螺的浮子及支架、气浮陀螺马达轴承等零件的尺寸精度、圆度和圆柱度都要求达到亚微米级精度;人造卫星仪器轴承是真空无润滑轴承,其孔和轴的表面粗糙度Rα达到1nm,圆度和圆柱度均为纳米级精度,这些零件都是用超精密金刚石刀具镜面车削加工的。精密液压控制系统中的精密伺服阀的阀芯与阀套的配合精度也常在亚微米等级,它是用超精密磨削方法加工的。
超精密加工技术的特点及其应用超精密加工目前尚没有统一的定义,在不同的历史时期,不同的科学技术发展水平情况下,有不同的理解。通常我们把被加工零件的尺寸精度和形位精度达到零点几微米,表面粗糙度优于百分之几微米的加工技术称为超精密加工技术。超精密加工的重要手段包括①超精密切削,如超精密金刚石刀具镜面车削、销削和铣削等;②超精密磨削、研磨和抛光;③超精密微细加工(电子束、离子束、激光束加工以及微硅器件的加工、LIGA技术等)。超精密加工技术的发展推动了微型传感器、微机电系统的性能突破。

随着电子和半导体产业的快速发展和生物、医疗产业等对超精密的需求,越来越需要能够加工数微米大小目标物的超精密加工技术。激光微加工是指利用激光束的高能量,在不对要加工的材料造成热损伤的情况下,通过瞬间熔融和蒸发材料,以数微米至数纳米颗粒的大小对材料进行切割、钻孔等加工。通常,微加工使用皮秒或纳秒激光和超短脉冲激光,其波长非常短或脉冲宽度非常短。超短脉冲激光,包括Excimer激光,广泛应用于眼科、玻璃和塑料的精密加工、精密零件的制造、地球科学和天体研究以及光谱和FBG工艺。据悉,用于微细加工的大部分激光都具有极高的脉冲能量和尖头输出功率和能量密度,因此无法通过光缆传输激光-光束,而且与能够稳定传输激光-光束的镜片、镜片等光学装置一起精密处理要加工材料的技术也很重要。微加工技术广泛应用于超精密零件的加工、半导体领域和医疗、生物领域等,主要应用于玻璃切割、Ceramic切割或钻孔以及半导体晶片切割。微泰利用飞秒激光钻削技术可加工HoleSizeMIN5微米微孔,孔间距可加工到3微米,用于MLCC叠层吸膜板,吸膜板MAX可加工80万微孔。可加工各种形状的孔,同一位置内加工不规则的孔,可进行不规则的混合孔医疗植入器械通过超精密加工提升表面光洁度,降低人体排异反应。韩国技术超精密液体流量阀
纳米压印技术是超精密加工的一种,可批量制备纳米级图案结构。韩国技术超精密VACUM CHUCK
技术特点高精度:超精密加工能够实现亚微米级别的加工精度,这使得它非常适合用于制造需要极高精度的零部件。高质量表面:通过控制加工过程中的各种参数,超精密加工可以产生非常光滑的表面,减少表面粗糙度。材料适用性广:超精密加工技术可以应用于各种材料,包括金属、陶瓷和聚合物等。应用领域光学元件制造:如激光核聚变光学元件的制造,需要极高的表面质量和精度。微电子器件:如半导体芯片的制造,需要极高的加工精度和表面质量。航空航天:用于制造高性能的航空零部件,如涡轮叶片等。韩国技术超精密VACUM CHUCK