微细加工技术在生物工程、化学、光学、国防、航天、工业控制、医疗、通信,以及信息处理、农业和家庭服务等领域有着巨大的应用前景。当前,在某些领域大批量应用和生产的微型机械产品,如微型压力传感器、微细加速度计和喷墨打印头已经非常成熟,并占领了巨大市场。一些令人瞩目的微系统引起人们的广泛关注,各种微型元件被开发出来,显示出现实和潜在的价值,微细加工技术已被认为是微机械发展的关键技术之一。从目前来看,微细加工技术呈现如下的发展趋势:
1)加工材料多样化。从单纯的硅开始,正在向各种不同类型的材料发展。随着微小型器件的大规模应用,某些具有特殊性能的材料,如玻璃、陶瓷、树脂、金属及一些有机物,也将会被用作微小型结构件的材料,从而可以大大扩展微机械的应用范围,满足不同的特种需求。
2)加工方法多样化。微细加工技术不仅是传统机械加工和电加工在微小尺度的延伸,更是集合了其他特种加工工艺方法,如在半导体光刻加工和化学加工等高集成、多功能化微细加工的基础上提高其去除材料的能力,使其能制作出实用的微小型零件的机器。不仅如此,加工方法也从单一加工技术向复合一体化加工技术发展,未来的微细加工技术必将整合多种微细加工工艺方法,可对尺度达几十微米至纳米级微小型零件进行高效、高精度加工,为此,必须研制相应的机械加工装备,并开发一系列的控制、工艺和检测方法。(www.daowen.com)
3)可实现高效率、低成本加工。随着微小型零件需求的日益增加,必须开发出高效率、低成本的复合加工工艺方法,以实现加工规模由单件向批量生产发展。LIGA工艺的出现可以进行微机械的批量生产,微细成型、微细制模和微细模铸等方法也能适用于批量生产微型零件,但是必须降低生产成本才能得到大规模的应用。务必要寻求一种可进行的、高效率、低成本加工的复合一体化微细加工工艺方法。
4)深入研究微细加工的机理。微细加工技术中出现一系列的尺度效应,如构件的惯性力、电磁力的作用相应地减少,而弹性力、表面张力和静电力等的作用将相对较大;表面积与体积之比相对增大,传导、化学反应等加速,表面间的摩擦阻力显著增大。深入研究微细加工的机理,对于发展微细加工的相关工艺方法和制造加工工艺的制订有很大的实际应用意义。
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