在拋光機(jī)機(jī)械工程領(lǐng)域,提高加工精度,研制精密機(jī)械,一直是一個(gè)主要的研究方向,但是拋光機(jī)被自身的微小化未曾得到重視。這與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平有關(guān),一方面尚未有對(duì)微小型化的迫切需求,另一方面利用傳統(tǒng)的機(jī)械加工在技術(shù)上也很難實(shí)現(xiàn)。在工業(yè)技術(shù)方面,手表中的零部件是人類利用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法實(shí)現(xiàn)的***小型機(jī)械,其尺度在毫米量級(jí)。人類制作、使用的尺寸在1mm以下的工具、機(jī)槭還幾乎不曾存在。
拋光機(jī)械只有當(dāng)其部件具有互換性、可能大批量和多種類地生產(chǎn)時(shí)我們才稱之為機(jī)械。而利用傳統(tǒng)的機(jī)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(dá)到1mm,但是裝配后的機(jī)械尺寸都不在1mm以下。微型機(jī)械的實(shí)現(xiàn)有賴于新的加工和組裝概念。
在徽電子技術(shù)領(lǐng)域,從&T貝爾研究所***初開發(fā)的晶體管開始,經(jīng)過約50年日漸成熟的以硅為主要材料的半導(dǎo)體徽細(xì)加工技術(shù),成功地提高了電路的集成度,使計(jì)算機(jī)、信息領(lǐng)域取得了驚人的進(jìn)展。80年代后期,正是由于半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)的日臻成熟使微米級(jí)尺寸的可動(dòng)機(jī)械構(gòu)件的制作成為可能。vLS等的批量制作( Batch fabrication)工藝及其中的預(yù)組裝( Preassembly)方式,以及生物中分子級(jí)的自組裝(ef-amy)等為微型機(jī)械的實(shí)現(xiàn)提示出可行的途徑。
可以說,正是制造技術(shù)的進(jìn)步及相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)的成熟,導(dǎo)致了微型機(jī)電系統(tǒng)/微型機(jī)被技術(shù)領(lǐng)域的崛起。而同時(shí)微型機(jī)電系統(tǒng)/微型機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,又促進(jìn)了硅微細(xì)加工、LGA工藝、微細(xì)電火花加工以及光成形等微細(xì)加工技術(shù)的進(jìn)一步研究開發(fā)。
微型拋光機(jī)械研究的興起源于微電子技術(shù)頓域。由于這種歷史原因,迄今硅微細(xì)加工技術(shù)在微型機(jī)械制造中占據(jù)主要位置。硅微細(xì)加工的***點(diǎn)在于適合傳感器的制作及與電路集成,而其缺點(diǎn)為成形結(jié)構(gòu)形狀有限、不利于致動(dòng)器的制作。LCA工藝在對(duì)各種材料和深度加工方面比硅微細(xì)加工有明顯的***勢(shì),但其明顯缺點(diǎn)是X射線曝光及X射線掩膜版等的加工費(fèi)用昂貴。位于現(xiàn)行機(jī)械加工延伸線上的微徽細(xì)加工技術(shù)也在迅速向著微米級(jí)發(fā)展,作為適合微小機(jī)械部件的加工技術(shù),微細(xì)電火花加工、激光加工以及離子束加工等亦顯現(xiàn)出各自的特點(diǎn)。結(jié)合硅微細(xì)加工技術(shù)批量制作及與電路集成的思想,進(jìn)一步的研究開發(fā)有可能產(chǎn)生微型機(jī)械制造技術(shù)的新概念和新途徑。
硅基半導(dǎo)體加工技術(shù)、IGA工藝、微細(xì)電火花加工以及澈型立體激光成形是當(dāng)今具有代表性的微型機(jī)械制造技術(shù)。同時(shí)人們亦在積極嘗試其他特種微細(xì)機(jī)被加工及集束加工技術(shù)等應(yīng)用于微型機(jī)被制造。