極端制造,說得通俗一點呢,就是可以極端“大”也可以極端小,比如我國研發(fā)成功的一種挖掘機,斗容量有55立方米,是全世界最大的挖斗,可以容納一個樂隊在里面演奏。那小的有多小呢?現(xiàn)在做集成電路制版用的裝備,都是納米級的,只有90納米。極端大與極端小,是對科技實力的綜合考量,那么,這些讓人驚嘆的極端制造,到底是如何制造出來的? 新界限 北京機床研究所所長劉炳業(yè)說,加工精度始終是衡量現(xiàn)代數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展水平的重要指標(biāo),但體現(xiàn)加工精度的效果如今已經(jīng)不局限于尺寸精度、形狀精度以及表面粗糙度等方面,更體現(xiàn)在微結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)方面。 而加工技術(shù)的發(fā)展趨勢,現(xiàn)在可以明顯感知到的是,一方面局部加工的形狀尺度特征向精微方向發(fā)展,另一方面加工的整體形狀向大尺寸方向發(fā)展。 實際上,在科技創(chuàng)新的驅(qū)動下,微結(jié)構(gòu)零件的應(yīng)用非常廣泛,比如太陽能發(fā)電元件、手機導(dǎo)光板、液晶顯示器增亮膜、高速公路顯示板、復(fù)眼透鏡、衍射光柵、傳感器元件、二元光學(xué)元件、微型透鏡等。 “很多源于身邊事物的啟發(fā)。”劉炳業(yè)舉例說,比如有人發(fā)現(xiàn)水滴在荷葉上,總是會自覺呈現(xiàn)特定的形狀,這與荷葉的微型構(gòu)造有關(guān),那么就有發(fā)明家嘗試研制類似的平臺,來進(jìn)行相應(yīng)的運用,這就需要加工技術(shù)的跟進(jìn)。 因此,大量帶有微結(jié)構(gòu)的零件加工成為當(dāng)前精密機床發(fā)展面臨的重要任務(wù),而微結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)也使得機床的加工進(jìn)入新的領(lǐng)域。 微結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)對機床加工提出了新挑戰(zhàn),因為微結(jié)構(gòu)尺寸的變化從幾百微米到幾微米不同,帶有微結(jié)構(gòu)的整體零件的尺寸從毫米級到數(shù)米不同。但微結(jié)構(gòu)的加工表面的質(zhì)量都在納米級。這對機床的運動精度、運動的平滑性、阻尼特性都有新的要求,此外加工工藝、機床刀具、機床附件也都要發(fā)生新的變化。
而新的光學(xué)加工技術(shù),如快刀伺服(FTS)、刨削加工、鑿削加工、確定性磨削等也在微加工技術(shù)發(fā)展中產(chǎn)生。現(xiàn)今用于加工大型圓柱面、圓端面、平面的微結(jié)構(gòu)機床成為市場競爭的產(chǎn)品,此外納米壓印復(fù)制工藝技術(shù)相應(yīng)也得到發(fā)展應(yīng)用。 |
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