超精密加工领域国内外发展态势分析报告

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1、超精密加工领域国内外发展态势分析Contents研究思路1报告框架2报告主要内容3结语4定位：对国内外精密加工领域国内外发展情况进行全面调研，了解（1）国内外技术的整体进展情况；（2）关键技术内容；（3）总体发展态势（学术研究走势、技术分布国家与机构、全球市场布局）；（4）技术发展脉络（热点、前沿等）。方法：文献调研和情报分析工具结合关键词：机械制造；机械加工、精密加工、发展、综述、评论；machinemanufacture、PrecisionMachining；Ultraprecisionmachining一、研究思路二、报告大致框架1、超精密加工领域概况；1.1超精密加工的主要研究领域；

2、1.2超精密加工的主要加工方法；1.3超精密加工的设备要求；2、超精密加工的国内外研究进展2.1主要应用领域；2.2国外主要发展状况2.3国内主要发展状况3、超精密加工技术发展总体态势分析3.1专利申请量的年度变化趋势3.2主要技术分布国家与机构情况3.3近3年的热点研究领域3.4近3年新兴的技术趋势3.5近3年可能逐渐衰退的技术领域3.6核心技术领域解读一、超精密加工领域概况超精密加工技术是适应现代技术发展的一种机械加工新工艺，综合应用了机械技术发展的新成果及现代电子技术、测量技术和计算机技术中先进的控制、测试手段等，使机械加工的精度得到进一步提高，使加工的极限精度向纳米和亚纳米精度发展。

3、①精密加工精度为1—0．1μm，表面粗糙度值为：Ra0．3—0．03μm；②超精密加工精度为0．1—0．01μm，表面粗糙度值为Ra0．03—0．005μm，又称亚微米加工；（1微米=0.001mm）③纳米加工精度高于0．03μm，表面粗糙度值小于Ra0.005μm。超精密加工技术的技术指标1、超精密加工主要研究领域近年来，在传统加工方法中，金刚石刀具超精密切削、金刚石微粉砂轮超精密磨削、精密高速切削、精密砂带磨削等已占有重要地位；在非传统加工中，出现了电子束、离子束、激光束等高能加工、微波加工、超声加工、蚀刻、电火花和电化学加工等多种方法，特别是复合加工，如磁性研磨、磁流体抛光、电解研磨、

4、超声珩磨等，在加工机理上均有所创新。主要研究领域有：（1）超精密切削加工如金刚石刀具的超精密切削，可加工各种镜面。它已成功地解决了用于激光核聚变系统和天体望远镜的大型抛物面镜的加工。（2）超精密磨削和研磨加工如高密度硬磁盘的涂层表面加工和大规模集成电路基片的加工。（3）超精密特种加工如大规模集成电路芯片上的图形是用电子束、离子束刻蚀的方法加工，线宽可达0.1μm。如用扫描隧道电子显微镜(STM)加工，线宽可达2～5nm。2、超精密加工的主要加工方法超精密加工主要有两种方式。一种方式是比较成熟的基于半导体制造工艺、光刻技术、MEMS和LIGA技术的微小零件制造技术，这些加工方法普遍存在加工材料

5、单一、加工设备昂贵等问题，且只能加工结构简单的二维或准三维微机械零件，元法进行复杂的三维微机械零件的加工；另一种方式是利用常规机床进行三维微小型零件加工，但这种加工方式存在场地占用大、原材料浪费严重、能源消耗大、制造成本高、生产效率低、灵活性差等缺点，同时由于被加工零件特征尺寸非常小，使得加工工艺非常复杂，甚至难以实现。3、超精密加工对设备的要求(1)高精度。包括高的静精度和动精度，主要的性能指标有几何精度、定位精度和重复定位精度、分辨率等，如主轴回转精度、导轨运动精度、分度精度等；(2)高刚度。包括高的静刚度和动刚度，除本身刚度外，还应注意接触刚度，以及由工件、机床、刀具、夹具所组成的工艺

6、系统刚度。(3)高稳定性。设备在经运输、存储以后，在规定的工作环境下使用，应能长时间保持精度、抗干扰、稳定工作。设备应有良好的耐磨性、抗振性等。(4)高自动化。为了保证加工质量，减少人为因素影响，加工设备多采用数控系统实现自动化。二、超精密加工的国内外应用及发展情况随着航空航天、国防工业、微电子工业、现代医学以及生物工程技术的发展，对精密/超精密三维微小零件(特征尺寸在微米级到毫米级)的需求日益迫切。超精密加工的制造产品广泛应用于国防、医疗、航空航天、电子等军事民用领域，如国防领域:弹药引信、微型传感器、微制导系统、光学元件等;航空航天领域:微卫星零部件、微激光陀螺、微推进系统等;电子

7、领域:电子封装、微马达、微型夹持与微装配系统等。例如：对于导弹来说，具有决定意义的是导弹的命中精度，而命中精度是由惯性仪表的精度所决定的。制造惯性仪表，需要有超精密加工技术和相应的设备。1、超精密加工应用领域超精密制造技术是随着测量技术的发展而发展的。Renishaw、Heidenhain及SONY等公司发展了分辨率均可以达到1nm的测量元件；美国HP公司、英国Taylor、美国zygo等公司的测量仪器均可以