超聲加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)展望(二)

2021年03月01日

超聲加工技術(shù)在不斷完善之中,正向著高精度、微細(xì)化發(fā)展,微細(xì)超聲加工技術(shù)有望成為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的有力補(bǔ)充。

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(4) 微細(xì)超聲加工技術(shù)
以微機(jī)械為代表的微細(xì)制造是現(xiàn)代制造技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分,晶體硅、光學(xué)玻璃、工程陶瓷等硬脆材料在微機(jī)械中的廣泛應(yīng)用,使硬脆材料的高精度三維微細(xì)加工技術(shù)成為世界各國(guó)制造業(yè)的一個(gè)重要研究課題。目前可適用于硬脆材料加工的手段主要有光刻加工、電火花加工、激光加工、超聲加工等特種加工技術(shù)。超聲加工與電火花加工、電解加工、激光加工等技術(shù)相比,既不依賴于材料的導(dǎo)電性又沒(méi)有熱物理作用,與光刻加工相比又可加工高深寬比三維形狀,這決定了超聲加工技術(shù)在陶瓷、半導(dǎo)體硅等非金屬硬脆材料加工方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

隨著東京大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)研究所增澤研究室對(duì)微細(xì)工具的成功制作及微細(xì)工具裝夾、工具回轉(zhuǎn)精度等問(wèn)題的合理解決,采用工件加振的工作方式在工程陶瓷材料上加工出了直徑最小為5μm的微孔,從而使超聲加工作為微細(xì)加工技術(shù)成為可能。

超聲加工技術(shù)在不斷完善之中,正向著高精度、微細(xì)化發(fā)展,微細(xì)超聲加工技術(shù)有望成為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的有力補(bǔ)充。當(dāng)前普通磨削的加工精度大于1μm,表面粗糙度為Ra0.16~1.25μm;精密磨削技術(shù)是指被加工零件加工精度達(dá)到1~0.5μm,表面粗糙度為Ra 0.04~0.16μm的加工技術(shù)。主要靠對(duì)砂輪的精細(xì)修整。超精密磨削的加工精度小于0.5~0.1μm,表面粗糙度Ra0.01~0.04μm。使用金剛石或CBN砂輪。適合于合金鋼、陶瓷等硬脆材料的加工;用磨具進(jìn)行磨削和用磨粒進(jìn)行研磨和拋光時(shí)實(shí)現(xiàn)精密超精密磨削的主要途徑。

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