在拋光機機械工程領域,提高加工精度,研制精密機械,一直是一個主要的研究方向,但是拋光機被自身的微小化未曾得到重視。這與科學技術的發展水平有關,一方面尚未有對微小型化的迫切需求,另一方面利用傳統的機械加工在技術上也很難實現。在工業技術方面,手表中的零部件是人類利用傳統的機械加工方法實現的***小型機械,其尺度在毫米量級。人類制作、使用的尺寸在1mm以下的工具、機槭還幾乎不曾存在。
拋光機械只有當其部件具有互換性、可能大批量和多種類地生產時我們才稱之為機械。而利用傳統的機械加工、順序組裝工藝,即使得到尺寸1mm以下的部件,這些部件的加工精度也可能達到1mm,但是裝配后的機械尺寸都不在1mm以下。微型機械的實現有賴于新的加工和組裝概念。
在徽電子技術領域,從&T貝爾研究所***初開發的晶體管開始,經過約50年日漸成熟的以硅為主要材料的半導體徽細加工技術,成功地提高了電路的集成度,使計算機、信息領域取得了驚人的進展。80年代后期,正是由于半導體微細加工技術的日臻成熟使微米級尺寸的可動機械構件的制作成為可能。vLS等的批量制作( Batch fabrication)工藝及其中的預組裝( Preassembly)方式,以及生物中分子級的自組裝(ef-amy)等為微型機械的實現提示出可行的途徑。
可以說,正是制造技術的進步及相關基礎技術的成熟,導致了微型機電系統/微型機被技術領域的崛起。而同時微型機電系統/微型機械技術領域的發展,又促進了硅微細加工、LGA工藝、微細電火花加工以及光成形等微細加工技術的進一步研究開發。
微型拋光機械研究的興起源于微電子技術頓域。由于這種歷史原因,迄今硅微細加工技術在微型機械制造中占據主要位置。硅微細加工的***點在于適合傳感器的制作及與電路集成,而其缺點為成形結構形狀有限、不利于致動器的制作。LCA工藝在對各種材料和深度加工方面比硅微細加工有明顯的***勢,但其明顯缺點是X射線曝光及X射線掩膜版等的加工費用昂貴。位于現行機械加工延伸線上的微徽細加工技術也在迅速向著微米級發展,作為適合微小機械部件的加工技術,微細電火花加工、激光加工以及離子束加工等亦顯現出各自的特點。結合硅微細加工技術批量制作及與電路集成的思想,進一步的研究開發有可能產生微型機械制造技術的新概念和新途徑。
硅基半導體加工技術、IGA工藝、微細電火花加工以及澈型立體激光成形是當今具有代表性的微型機械制造技術。同時人們亦在積極嘗試其他特種微細機被加工及集束加工技術等應用于微型機被制造。
