先進(jìn)制造工藝技術(shù)教材(編輯修改稿)
2025-03-10 14:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 術(shù)。 ? 微細(xì)加工是指加工尺度為微米級范圍的加工方式，是 MEMS發(fā)展的重要基礎(chǔ)，它起源于半導(dǎo)體制造工藝。廣義的微細(xì)加工方式十分豐富，包含了微細(xì)機(jī)械加工，各種現(xiàn)代特種加工，高能束加工等方式。 Insert text here Insert text here Insert text here Insert text here Insert text hre 結(jié)合加工 變形加工 材料處理 材料改性 分離加工 加工類型 微細(xì)加工 特點 ? 從加工對象看，微細(xì)加工不但加工尺度小，而且被加工對象的整體尺寸也很微小。 ? 必須針對不同對象和加工要求，具體考慮不同的加工方法和手段 ? 微細(xì)加工在加工目的、加工設(shè)備、制造環(huán)境、材料選擇與處理、測量方法和儀器等方面有特殊的要求。 微細(xì)加工相關(guān)技術(shù) ◆ 超微機(jī)械加工 ◆ 光刻加工 ◆ 刻蝕技術(shù) ◆ LIGA技術(shù) ◆ 薄膜制備技術(shù) ◆ 犧牲層技術(shù) ◆ 分子裝配技術(shù) 微型超精密加工機(jī)床機(jī)構(gòu)示意圖 光刻技術(shù) ? Raith ELINE電子束光刻機(jī) 離子刻蝕技術(shù) LIGA 技術(shù) 薄膜制備技術(shù) ?離子濺射鍍膜機(jī) 加工方法的 多樣化 提高微細(xì)加工 的經(jīng)濟(jì)性 加工材料的 多樣化 加快微細(xì)加工 機(jī)理的研究 微細(xì)加工的發(fā)展與趨勢 隨著制造業(yè)競爭的日益加劇 ， 產(chǎn)品的開發(fā)速度和制造技術(shù)的柔性變得十分關(guān)鍵 ， 從技術(shù)角度 ， 計算機(jī)科學(xué) 、 CAD技術(shù) 、 材料科學(xué) 、 激光技術(shù)的發(fā)展和普及成為新的制造技術(shù)產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ) 。 快速原型技術(shù)于 20世紀(jì) 80年代在美國問世 ， 并很快完成了數(shù)種 RPM工藝技術(shù)的研究 ， 開發(fā)與商品化過程 。 目前 ， 全球有數(shù)十種 RPM工藝技術(shù) ， 1995年市場增長率為 49％ ，1996年 RPM設(shè)備市場銷售額大 ， 1998年達(dá) 10億美元 。 RPM技術(shù) 是集 CAD技術(shù) 、 數(shù)控技術(shù) 、 材料科學(xué) 、機(jī)械工程 、 電子技術(shù)和激光等技術(shù)于一體的綜合技術(shù) ， 是實現(xiàn) 從零件設(shè)計到三維實體原型制造的一體化系統(tǒng)技術(shù) ， 它采用 軟件離散－材料堆積 的原理實現(xiàn)零件的成形過程 ， 原理如圖所示： ?其工藝流程為： ? 零件 CAD數(shù)據(jù)模型的建立 ? 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換文件的生成 ? 分層切片 ? 層片信息處理 ? 快速堆積成形 （ 1）零件 CAD數(shù)據(jù)模型的建立 設(shè)計人員可以應(yīng)用各種三維 CAD造型系統(tǒng)，將構(gòu)思的零件概念模型轉(zhuǎn)換為三維 CAD數(shù)據(jù)模型，也可通過激光掃描儀、核磁共振圖像等方法對三維實體進(jìn)行反求，獲取三維數(shù)據(jù)，以此建立實體的 CAD模型。 （ 2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換文件的生成 由三維造型系統(tǒng)將零件 CAD數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換成一種可以被快速成型系統(tǒng)接受的數(shù)據(jù)文件。 （ 3）分層切片 分層切片處理是根據(jù)成型工藝的要求，按照一定的離散規(guī)則將實體模型離散為一系列有序的單元。 （ 4）層片信息處理 根據(jù)每個層片的輪廓信息，進(jìn)行工藝規(guī)劃，選擇合適成型參數(shù)，自動生成數(shù)控代碼。 （ 5）快速成型堆積 快速成型系統(tǒng)根據(jù)切片的輪廓和厚度要求，用片材、絲材、液體或粉末材料制成所要求的薄片，通過一片片的堆積，最終完成三維形體原型的制備。 計算機(jī)建模圖 ? 制造過程柔性化 ? 技術(shù)的高度集成化 ? 設(shè)計制造一體化 ? 產(chǎn)品開發(fā)快速化 ? 制造自由成形化 ? 材料使用廣泛性 ?RPM的特征 ?RPM的經(jīng)濟(jì)效益 RPM技術(shù)大大簡化了工藝規(guī)程、工裝裝備、裝配等過程，很容易實現(xiàn)由產(chǎn)品模型驅(qū)動直接制造，采用 RPM技術(shù)為核心的自由制造系統(tǒng)，能在以下方面收效顯著： （ 1）從設(shè)計和工程角度出發(fā)，增加零件的復(fù)雜性，無需受時間和成本的約束；可制造性方面限制減弱，優(yōu)化的約束減少；零件設(shè)計無需考慮毛坯形狀的限制，工裝卡具；減少零件數(shù)量使設(shè)計花于精度、裝配的時間減少。 （ 2）從制造角度出發(fā)，減少設(shè)計、加工、檢驗的工具；這種“凈成型”方法減少材料浪費(fèi)，降低原材料儲存費(fèi)用等；無刀具磨損，
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