随着纳米技术的进步,产品不断向微型化方向发展,特征尺寸为微米级的微机电系统越来越受到人们的高度重视。 GKNH{|B$D
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微机电系统(MEMS, Micro-Electro-Machanical Systems)包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分,MEMS已相继应用于精密机械、光电通讯、影像传输、生化医疗和信息储存等领域,如微齿轮、插头式光纤连接器、医学用微量泵、导光板、微透镜、内窥镜零件、微流控芯片、细胞培养用微型容器,以及旋转传感器中的衍射光栅等都需要微型模具。国际MEMS市场近年来获得迅速发展,中国的MEMS市场增速也将加快,据有关资料预测,至2011年我国MEMS的增速有望达到29.2%。 R1DXi
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所谓微型模具,如果从尺寸和制造精度上加以限定,则微型模具具有以下特征:成形制件尺寸微小,一般来说体积为1mm3左右;成形的微观尺寸从几微米到几百微米,模具表面粗糙度Ra≤0.1μm,模具的制造精度≤1.0μm。 ,HFoy-Yq
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微型模具不一定指体积微小的模具,在大体积的模具上有微结构特征的部分,这一部分也可称作微型模具,这种模具结构的微小型腔部分,可在一个小体积的模块上加工,然后把小模块作为一个模块嵌入大模具中,这不仅便于微小模具的微细加工,而且可以进行镶块更换,以提高整体模具的寿命。 OyG$ ]C
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微型模具的制造难点在于微小型腔或微小凹凸结构的加工,一般机械加工方法不能加工尺寸太小的零件,也就是说很难加工微结构尺寸的微型模具,而且尺寸精度和表面粗糙度都达不到微型模具的要求,特别是机械加工的应力对微型模具加工影响较大。虽然目前已开发了微细车削机床、微细铣削机床和微细磨削机床,但都有其局限性,很难适合微型模具的微型腔加工。而适合微型模具加工的主要是特种加工技术,包括光制作技术、微细电火花加工技术等。近年来发展的新型光制作技术——LIGA技术,是深度X射线刻蚀、电铸成型和塑料铸模等技术的结合,是一种高精度微结构的零件加工技术,但LIGA只能加工柱状的微结构,作为微型模具的加工手段也有一定的局限性。 '_~=C-g
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微细电火花加工在微细加工领域被广泛采用,已成为微型模具加工方面一个重要的发展方向。微细电火花加工微型模具具有一系列优点: pGy(JvMw"
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1.低应力。这一点对微型模具及微细结构件加工特别重要,由于微细电火花加工是用微脉冲能量加工,所以比一般电火花加工的应力更小,更适合于微型模具加工。 "gD)Uis
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2.能加工高硬材料。这一点具有特殊的优势,可能是其他加工方法无法比拟的,它对提高微型模具的寿命具有重要意义。 yH8
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3.能加工复杂微型腔模具。加工复杂微型腔取决于电极形状,不像LIGA只能加工柱状微结构件,微细车削只适合加工回转类微零件,微细磨削只适合加工沟槽类微结构件等。 .`OdnLGy
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4.无毛刺。微型模具的微型腔不允许有毛刺,有了毛刺要去毛刺也十分困难。 /?jAG3"
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微细电火花加工目前已有相当高的技术水平,微能量脉冲电源、微进给系统、伺服控制系统、数控系统等都在电火花微孔加工中得到开发应用。微细电火花加工的表面粗糙度Ra可达0.05μm,在微型腔或微型结构件的加工中,其加工精度可以达到≤1μm,可以满足微型模具的加工要求。 /2&