超精密微機械制造技術的應用研究

楊逸宇

（成都實驗外國語學校 四川成都 611731）

超精密微機械制造技術的應用研究

楊逸宇

（成都實驗外國語學校 四川成都 611731）

在國防工業(yè)、航空航天、現(xiàn)代醫(yī)學、微電子工業(yè)的發(fā)展下，超精密微機械制造技術也得到了迅速的發(fā)展。其零件材料更加多樣化、結構形狀特異化，在結構形狀、使用功能、可靠性方面的性能也越來越好。本文主要針對超精密微機械制造技術的應用與研發(fā)進展展開分析。

超精密微機械制造技術；應用；研究

引言

隨著科技和經濟的發(fā)展，國家航空航天、國防工業(yè)、現(xiàn)代醫(yī)學以及生物工程技術都得到迅猛發(fā)展，社會上精密三維微小零件的市場需求日益增大。微機械零件的結構也逐步從二維提高到復雜的三維結構，這就對微機械制造技術提出了更高的要求。目前微小型無人機、超高速天空飛行器、微小型武器的應用越來越多，對于這些機械的生產需求也越來越大。微電子器件制造技術、微機電系統(tǒng)制造技術以及微光電子器件技術合稱為“三微”制造技術，其中微機電系統(tǒng)是三微技術的核心內容，它為微型無人機和機械設備的發(fā)展起到了積極的作用。

1 微機電系統(tǒng)的應用

當今世界，各國科技水平均得到了顯著的進步，將來的戰(zhàn)爭必定是高新技術之間的較量。微機電系統(tǒng)在國防建設中起到了舉足輕重的作用，微衛(wèi)星、微飛行器等小型智能設備在信息的獲取和傳遞、處理方面都做出了巨大的貢獻。微機電系統(tǒng)最早在國防建設領域得到廣泛應用，隨著微機電系統(tǒng)技術的日益成熟，在我們生活和工作領域里也出現(xiàn)了大量新型產品。

1.1 在微型能源中的應用

綠色環(huán)保是當今的熱門問題，同樣能源問題也不可避免地出現(xiàn)在微型系統(tǒng)的應用方面，微機電系統(tǒng)技術在微系統(tǒng)技術研發(fā)中擔當起了重任，利用微型能源，我國研發(fā)了微型渦輪發(fā)電機微型高效能源，這為能源系統(tǒng)的微型化發(fā)展提供了有效的途徑。

1.2 在空間中的應用

微機電系統(tǒng)為航天器的微型化提供了技術保障，通過這一技術研發(fā)的航天器有效地減小了重量和尺寸。這就有效地降低了航天器的制造成本，縮短了研發(fā)周期，這在軍事應用上有著極大的意義。

1.3 在電子對抗中的應用

未來的高科技戰(zhàn)爭在某種意識上說就是信息的戰(zhàn)爭，哪一方獲取到更多的信息，就可以獲取到優(yōu)先權和主動權，為了獲取到勝利，要使敵方盡可能少的獲取我方信息。而想做到這一點就要在電子對抗上取得優(yōu)勢，微機電系統(tǒng)就為電子對抗設備的生產提供了技術保障。

1.4 在單兵武器中的應用

單兵武器在地面戰(zhàn)爭中占有重要地位，現(xiàn)代化戰(zhàn)爭對單兵武器的要求越高，從目前的情況來看，單兵武器會朝著信息化、智能化、輕量化方向發(fā)展。而單兵武器的核心部分就是單兵信息系統(tǒng)，它包括信息的搜集、傳輸、和處理幾個部分。微型收發(fā)機可以應用在信息的發(fā)射和接收中，還可以應用在指令的控制中。此外，微傳感器也可以應用在戰(zhàn)場環(huán)境和有害物質的探測中，微機電系統(tǒng)的應用在降低單兵武器的成本的同時，也強化了其微型化性能。

1.5 在智能引信中的應用

在戰(zhàn)斗中，只有在最佳時刻引爆才能夠提高打擊效果。為了解決這一問題，可以引入智能引信系統(tǒng)。為此，采用微機電系統(tǒng)技術，將其與傳感器、控制器集成在一起，制作出低成本的微型智能引信系統(tǒng)，這是非常有必要的。

2 超精密微機械制造技術的應用

在國外超精密微機械制造技術上研究上，美國的研發(fā)活動最為活躍。全國從上到下都非常重視這一技術的研究，還成立了專門的微機電系統(tǒng)技術辦公室，進行統(tǒng)一管理，其核心內容包括先進器件和工藝、微系統(tǒng)研發(fā)和演示、支撐技術三個方面。最終研發(fā)的目的是研發(fā)出一種集成式系統(tǒng)，將集傳器、執(zhí)行和處理優(yōu)秀性能集合在一起，提高武器系統(tǒng)的綜合性能。我國的超精密微機械制造技術相對較晚，部分技術水平已達到了先進國家的水平，在目前，國際上微機械制造主要為傳統(tǒng)專一型模式，任何一個國家都難以實現(xiàn)這一行業(yè)的壟斷。關于微型機械制造技術的研究熱點，主要包括兩個方面：

2.1 在微型制造系統(tǒng)的應用

微型制造系統(tǒng)是未來階段下研究的熱點，生產者必須通過提高微型機器零件的工藝與水平，來達到滿足復雜零件結構、提升其綜合質量的目的。目前成熟的微型機械零件加工技術就是光刻技術，但是光刻技術無法滿足三維微小零件的制造要求，因此，在下一階段，開發(fā)出三維微小零件制造系統(tǒng)勢在必行。

2.2 在微機電系統(tǒng)中的應用

精密加工技術是指在加工零件尺寸精度要求上達到微米甚至亞微米以內的加工技術。超精密加工技術是在精密加工技術上的進一步拓展，這一技術要求表面粗糙度Ra小于0.025μm。在微電機系統(tǒng)的發(fā)展下，機械加工機床精度得到了有效的提升，達到了超精密度的要求，已經能夠生產出各種復雜三維形狀的零件。

2.3 在微切削加工技術中的應用

微切削加工技術中有幾個關鍵性的問題有待解決：①在開展關于微切削加工工作時，必須要把握好相關的參數(shù)與切削機理，保證切削工作的科學性與合理性，提升機械產品的精度與質量。②切削是一個非線性的動態(tài)過程，為此，必須要做好關于微切削力的預測工作。在元件切削的過程中，要建立好模型，保證預測的準確性。而利用超精密微機械制造技術，即可達到這一目的。

3 結語

與國外發(fā)達國家相比，超精密微機制造技術起步較晚，但是在各個方面都取得了突出的成果，在技術上與國外水平差距不大，甚至在某些技術上都超過了國外的技術水平。這就為我們開拓國外市場提供了良好的契機。在未來階段下，我國要充分發(fā)揮國內優(yōu)勢，在質量、性能、價格、維修方面加大開發(fā)力度，在占領國內市場的基礎上，積極開拓國外市場。

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1004-7344（2016）29-0322-01

2016-9-28