【正文】 用較低能量密度的電子束轟擊高分子材料時(shí)產(chǎn)生化學(xué)變化的原理，即可進(jìn)行電子束光刻加工。此外，還可以利用電子束進(jìn)行焊接、切割、刻蝕、表面熱處理和光刻。（1）離子束加工的特點(diǎn)圖77 離子束加工原理圖① 離子束轟擊工件的材料時(shí)，其束流密度和能量可以精確控制，因此可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的加工，是當(dāng)代納米加工技術(shù)的基礎(chǔ)；② 離子束加工在真空中進(jìn)行，污染少，特別適宜加工易氧化的金屬、合金、高純度的半導(dǎo)體材料；③ 離子束加工的宏觀壓力小，因此加工應(yīng)力小，熱變形小，加工表面質(zhì)量非常高?！?keV能量的氬離子分成兩束，同時(shí)轟擊靶材和工件表面，以增強(qiáng)膜材與工件基材之間的結(jié)合力。水射流加工特別適合于各種軟物質(zhì)有機(jī)材料的去毛刺和切割等加工，是一種“綠色”加工方法。6．復(fù)合加工當(dāng)把兩種或兩種以上的能量形式（包括機(jī)械能）合理地組合在一起，就發(fā)展成復(fù)合加工。圖79 電解磨削原理圖（2）超聲電解復(fù)合拋光超聲電解復(fù)合拋光是超聲波加工和電解加工復(fù)合而成的，它可以獲得優(yōu)于靠單一電解或單一超聲波拋光的拋光效率和表面質(zhì)量。（3）超聲電火花復(fù)合拋光超聲電火花復(fù)合拋光是在超聲波拋光的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。所謂串行工程，如圖712所示，即在前一工作環(huán)節(jié)完成之后才開始后一工作環(huán)節(jié)的工作，各個(gè)工作環(huán)節(jié)的作業(yè)在圖712 串行工程工作方式時(shí)序上沒有重疊和反饋，即使有反饋，也是事后的反饋。（2）整體特征圖714 制造系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系并行工程哲理認(rèn)為，制造系統(tǒng)包括制造過程是一個(gè)有機(jī)的整體，在似乎相互獨(dú)立的各個(gè)制造過程和知識(shí)處理單元之間，實(shí)質(zhì)上存在著不可分割的內(nèi)在聯(lián)系，特別是豐富的雙向信息聯(lián)系，如圖714所示。② 信息集成。2．精益生產(chǎn)方式的思維特點(diǎn)（1）逆向思維方式精益生產(chǎn)的思維方式大多都是逆向思維、風(fēng)險(xiǎn)思維，很多問題都是倒過來看，也是倒過來干的。精益生產(chǎn)認(rèn)為，允許出錯(cuò)誤，錯(cuò)誤就會(huì)不斷發(fā)生，所以從開始就不應(yīng)出錯(cuò)。⑦ 把主機(jī)廠與協(xié)作廠之間存在的單純買賣關(guān)系變成利益共同的“共存共榮”的“血緣關(guān)系”，把70%左右零部件的設(shè)計(jì)、制造委托給協(xié)作廠進(jìn)行，主機(jī)廠只完成約30%的設(shè)計(jì)、制造任務(wù)。以同樣的設(shè)備與人員生產(chǎn)不同產(chǎn)品或?qū)崿F(xiàn)不同目標(biāo)的能力。將制造系統(tǒng)空間擴(kuò)展到全國(guó)乃至全世界，通過企業(yè)網(wǎng)絡(luò)建立信息交流高速公路，建立“虛擬企業(yè)”，以競(jìng)爭(zhēng)能力和信譽(yù)為依據(jù)選擇合作伙伴，組成動(dòng)態(tài)公司。產(chǎn)品成本與批量無關(guān)，從產(chǎn)品看是單件生產(chǎn)，而從具體的實(shí)際和制造部門看，卻是大批量生產(chǎn)。企業(yè)雖具有完備的企業(yè)職能，但沒有執(zhí)行這些功能的機(jī)構(gòu)。綠色制造的體系結(jié)構(gòu)如圖715所示。② 使用過程的綠色度。表面工程技術(shù)可分為表面改性技術(shù)、表面覆層技術(shù)、復(fù)合表面處理技術(shù)等，這些技術(shù)在發(fā)展高新技術(shù)中發(fā)揮了極其重要的作用。例如并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造和綠色制造等。超精密加工技術(shù)可分為超精密切削加工技術(shù)、超精密磨削技術(shù)和微細(xì)加工技術(shù)。① 制造過程的綠色度。 綠色制造1．綠色制造的定義綠色制造（Green Manufacturing，GM）是綜合考慮環(huán)境影響和資源利用效率的現(xiàn)代制造模式，其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理的整個(gè)生命周期中，廢棄資源和有害排放物最小，即對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響最小，對(duì)健康無害，資源利用效率最高。其主要特點(diǎn)如下。敏捷制造的產(chǎn)品保證用戶在整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)滿意，企業(yè)的這種質(zhì)量跟蹤將持續(xù)到產(chǎn)品報(bào)廢為止，甚至包括產(chǎn)品的更新?lián)Q代。企業(yè)對(duì)影響其日常運(yùn)行的各種變化，如用戶對(duì)產(chǎn)品規(guī)格、配置及售后服務(wù)要求的變化、用戶定貨量和供貨時(shí)間的變化、原料供貨出現(xiàn)問題及設(shè)備出現(xiàn)故障等作出快速反應(yīng)的能力。企業(yè)獲得一定生產(chǎn)力、效率和有效參與競(jìng)爭(zhēng)所需的技能。⑤ 追求無廢品、零庫(kù)存、零故障等目標(biāo)，降低產(chǎn)品成本，保證產(chǎn)品多樣化。大量生產(chǎn)追求的是有限目標(biāo)，可以容忍一定的廢品率和最大限度的庫(kù)存。 精益生產(chǎn)1．精益生產(chǎn)的基本概念精益生產(chǎn)（又稱精良生產(chǎn)），被美國(guó)人稱之為“Lean Production”，簡(jiǎn)稱LP，原意是“瘦型”生產(chǎn)方式。① 人員集成。這種生產(chǎn)模式，當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作結(jié)束后，后續(xù)的制造、檢驗(yàn)和維護(hù)環(huán)節(jié)較為方便、容易，可使產(chǎn)品開發(fā)研制周期明顯縮短。超聲波拋磨和放電交錯(cuò)而連續(xù)進(jìn)行，不僅提高了拋光速度，而且提高了工件表面材料去除的均勻性。這個(gè)過程一直持續(xù)到將工件表面整平時(shí)為止。當(dāng)電解液從間隙中流過時(shí)，工件出現(xiàn)陽(yáng)極溶解，工件表面形成一層較軟的薄膜，它很容易被導(dǎo)電砂輪上的磨粒磨除，于是工件上又露出新的金屬表面并進(jìn)一步電解。④ ～，加工的材料除大理石、玻璃外，還可以加工金屬材料。開始時(shí)只是在大理石、玻璃等非金屬材料上用作切割直縫等簡(jiǎn)單作業(yè)。～5keV的氬離子轟擊靶材，并將靶材上的原子擊出，淀積在靶材附近的工件上，使工件表面鍍上一層薄膜。氬在高速電子的撞擊下被電離成離子，陽(yáng)極和陰極各有數(shù)百個(gè)上下位置對(duì)齊、形成數(shù)百條較準(zhǔn)直的離子束，均勻分布在直徑為50mm的圓面積上。② 加工型孔為了使人造纖維的透氣性好，更具松軟和富有彈性，人造纖維的噴絲頭型孔往往設(shè)計(jì)成各種異形截面，這些異形截面最適合采用電子束加工。由電子槍射出的高速電子束經(jīng)電磁透鏡聚焦后轟擊工件表面，在轟擊處形成局部高溫，使材料瞬時(shí)熔化和汽化，從而達(dá)到材料去除、連接或改性的目的。它既可以切割金屬材料，也可以切割非金屬材料。① 激光表面處理這是近十年來激光加工領(lǐng)域中最為活躍的研究與開發(fā)方向，發(fā)展了相變硬化、快速熔凝、合金化、熔覆等一系列處理工藝。激光加工就是工件在光熱效應(yīng)下產(chǎn)生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過程。電火花加工零件的數(shù)量在3000件以下時(shí)，比模具沖壓零件在經(jīng)濟(jì)上更加合理。由于通道的截面積很小，放電時(shí)間極短，致使能量高度集中，放電區(qū)域產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫（溫度高達(dá)10000～12000℃）足以使材料熔化甚至蒸發(fā)，以致形成一個(gè)小凹坑。在特種加工范圍內(nèi)還有一些屬于降低表面粗糙度和改善表面性能的工藝，前者如電解熱拋光、化學(xué)拋光、離子束拋光等；后者如電火花表面強(qiáng)化、鍍覆、電子束曝光、離子束注入等。一般按能量形式和作用原理進(jìn)行劃分。② 可直接利用電能、電化學(xué)能、聲能或光能等能量對(duì)材料進(jìn)行加工。 復(fù)合熱處理技術(shù)。氣相沉積技術(shù)是近三十年來迅速發(fā)展的一種表面制膜新技術(shù)，它是利用氣相之間的反應(yīng)，在各種材料表面沉積單層或多層薄膜，從而使材料獲得所需的各種優(yōu)異性能。表面改性對(duì)節(jié)約稀貴材料、節(jié)約能源、改善環(huán)境有著重要的作用。有理由相信，STM技術(shù)將會(huì)在微細(xì)加工方面有更大的突破。⑤ 封接技術(shù)封接技術(shù)在微機(jī)械加工中也占有重要位置，封接的目的是將分開制作的微機(jī)械部件在使用黏結(jié)劑的情況下連接在一起，封在殼中使其滿足使用要求。所用的基材有各種金屬、半導(dǎo)體和介質(zhì)材料。⑤ 適用于大批量生產(chǎn)，制造成本低微機(jī)械采用和半導(dǎo)體制造工藝類似的方法生產(chǎn)，可以像超大規(guī)模集成電路芯片一樣一次制成大量的完全相同的部件，故制造成本大大降低。① 體積小、精度高、重量輕其體積可達(dá)亞微米以下，尺寸精度達(dá)納米級(jí)，重量可至納克。這種方法適用于各種金屬結(jié)合劑砂輪，既可修形又可修銳，效率較高；若在結(jié)合劑中加入石墨粉，也可用于樹脂、陶瓷結(jié)合劑砂輪的修整。② 磨削法用普通磨料砂輪或砂塊與超硬磨料砂輪進(jìn)行對(duì)磨修整。雖然當(dāng)前立方氮化硼磨料的應(yīng)用不如金剛石磨料廣，且價(jià)格也比較高，但它是一種很有發(fā)展前途的磨具磨料。由最小切削厚度hDmin與刃口半徑r的關(guān)系式可知，若能正常切削hDmin=1nm，要求所用金剛石刀具的刃口半徑r 應(yīng)為3～4nm。④ 耐磨性好，刀刃強(qiáng)度高。值極小，能實(shí)現(xiàn)超薄的切削厚度。精密加工適用于精密機(jī)床、精密測(cè)量?jī)x器等產(chǎn)品中的關(guān)鍵零件的加工，如精密絲杠、精密齒輪、精密蝸輪、精密導(dǎo)軌、精密軸承等。因而，出現(xiàn)了熔模精密鑄造、精密鍛造、精密沖裁、冷溫?cái)D壓、精密焊接和精密切割等新工藝。預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來，可實(shí)現(xiàn)原子級(jí)的加工和測(cè)量。（4）動(dòng)態(tài)性現(xiàn)代制造技術(shù)是針對(duì)一定的應(yīng)用目標(biāo)，不斷吸收各種高新技術(shù)而逐漸形成和發(fā)展起來的新技術(shù)，因而其內(nèi)涵不是絕對(duì)的和一成不變的。（3）集成性傳統(tǒng)制造技術(shù)的學(xué)科專業(yè)單一、獨(dú)立，相互間界限分明；而現(xiàn)代制造技術(shù)由于專業(yè)和學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合，其界限逐漸淡化甚至消失，技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化，已發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)為一體的新型交叉學(xué)科—制造系統(tǒng)工程。現(xiàn)在測(cè)量超大規(guī)模集成電路所用的電子探針。隨著人們對(duì)人類生存資源的節(jié)省和保護(hù)意識(shí)的提高，要求零件毛坯成型精度向少、無余量方向發(fā)展，使成型的毛坯接近或達(dá)到零件的最終形狀和尺寸，磨削后即可參與裝配。（2）精密加工加工精度在10～、～，如金剛車、金剛鏜、研磨、珩磨、超精加工、砂帶磨削、鏡面磨削和冷壓加工等。② 刃口能磨得極其鋒銳，刃口半徑r③ 熱化學(xué)性能優(yōu)越，具有導(dǎo)熱性能好、與有色金屬間的摩擦因數(shù)低、親和力小的特征。A點(diǎn)的位置可由切削變形剪切角q 確定，剪切角q 又與刀具材料的摩擦系數(shù)m有關(guān)：當(dāng)μ=，可得hDmin= ；當(dāng)μ=，可得hDmin= 。立方氮化硼比金剛石有較好的熱穩(wěn)定性和較強(qiáng)的化學(xué)惰性，其熱穩(wěn)定性可達(dá)1250～1350℃，而金剛石磨料只有700～800℃。這種方法的修整精度和效率都比較高，但修整后的砂輪表面平滑，切削能力低，同時(shí)修整成本也高。⑤ 電火花修整法如圖73所示，將電源的正、負(fù)極分別接于被修整超硬磨料砂輪和修整器（石墨電極），其原理是電火花放電加工。（1）微機(jī)械基本特征概括起來，微機(jī)械具有以下幾個(gè)基本特征。④ 多功能和智能化微機(jī)械集傳感器、執(zhí)行器、信號(hào)處理和電子控制電路為一體，易于實(shí)現(xiàn)多功能化和智能化。② 光刻加工光刻加工是用照相復(fù)印的方法將光刻掩模上的圖形印刷在涂有光致抗蝕劑的薄膜或基材表面，然后進(jìn)行選擇性腐蝕，刻蝕出規(guī)定的圖形。面刻蝕加工技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是具有與常規(guī)集成電路的兼容性，器件不但可以做得很小，而且不影響器件特征；其缺點(diǎn)是該工藝本身屬于二維平面工藝，限制了設(shè)計(jì)的靈活性，且由于采用犧牲層工藝，漂洗和干燥需要反復(fù)多次，易產(chǎn)生黏連現(xiàn)象，降低成品率。