3_先进制造工艺技术.ppt

光固化成形工艺原理 SL 光固化成形工艺原理 SL 光固化成形工艺原理 SL 3.7.1 概述 3.7.2 概念 3.7.3 虚拟制造的三个特征 按照产品在生命周期中的各类活动，可将虚拟制造分成三类： （1）以设计为中心的(design-centered)VM （2）以生产为中心的(production-centered)VM （3）以控制为中心的(control-centered)VM 以什么为中心就是在考虑全局的情况下侧重于某方面。 3.7.5 VM的效果 实践证明，虚拟制造技术可以为企业带来六个方面的效果： (1) 提供影响产品性能、制造成本、生产周期的相关信息，使决策者能够正确地处理产品的性能、制造成本、生产进度和风险之间的平衡关系，做出正确的设计和管理决策； (2) 提高产品的设计质量，减少设计缺陷，优化产品性能； (3) 提高工艺规划和加工过程的合理性，优化制造质量； (4) 通过生产计划的仿真，可以优化资源配置和物流管理，实现柔性制造和敏捷制造，缩短制造周期，降低生产成本； (5) 通过提高产品质量，降低生产成本和缩短开发周期，以及提高企业的柔性，以适应用户的特殊要求和快速响应市场的变化，形成企业的竞争优势； (6) 通过虚拟企业的概念以及具体的实践组成的快速响应团队，能够迅速对市场作出反映。 VM的应用案例 3.7.4 虚拟制造分类 3.5 微型机械加工（MEMS） 3.5.1 微型机械加工的概述 3.5.2 微型机械加工方法 3.5.3 微型机械（微型机电系统）加工的特征 3.3.4 微型机械的应用 微细加工和纳米技术 　 随着人们对许多工业产品的功能集成化和外形小型化的需求，使零部件的尺寸日趋微小。例如便携式录音机的机械和电路的空间容积仅为60年代产品的1％，此外，进人人体的医疗机械和管道自动检测装置等都需要微型的齿轮、电机、传感器和控制电路。而微型机械的应用已取得显著的经济效益，如汽车的安全气囊的传感器采用微细加工技术，把传感器和电路蚀刻在一起，使成本从每套25美元降至10美元。这些需求导致了自70年代起出现了微细加工和纳米制造技术，它们也促使了微型机器向系统化方向发展，并形成了有广阔发展前景的微机电系统(MEMS)。　　 3.5.1 概述 一般把微型机械定义为其大小在lmm以下的微小机器，实际上，目前把尺寸在微米至厘米范围内零件的加工都归属于微细加工的领域。由于尺寸微小，因而其尺寸公差和形状公差小至100nm左右，而表面粗糙度要达10nm。这意味着微细加工往往兼具微小和精密加工的特征。 3.5.1 概述 在机械装置的小型化过程中出现两类机械，小型机械和微型机械。可以这样划分： 10～1mm为小型机械，用精密加工的方法可以制造出来； 1mm～1μm为微型机械，需要细微加工技术方法才能制造出来； 1μm～1nm为纳米机械，是分子级的零件，需要采用生物工程技术制造。 微型机械是指集微型机构（执行器）、微型传感器以及信号处理和控制电路，甚至外围接口电路、通讯电路和电源等于一体的微型机电系统（Micro Electro-Mechanical Systems，即MEMS）。 3.5.1 概述 1）采用微型化的定形整体刀具或非定形磨料工具进行机械加工，如车削、钻削、铣削和磨削。由于刀具具有清晰明显的界限，因此可以方便地定义刀具路径加工出各种三维形状的轮廓。 2）采用电加工或在其基础上的复合加工，如微细电火花加工(MEDM)、线放电磨削加工(WEDG)、线电化磨削(WECG)、电化加工(ECM)。 　　3）采用光、声等能量加工法，如微细激光束加工(MLBM)、微细超声加工。 　　4）采用光化掩膜加工法，如光刻法，LIGA法(X射线蚀刻和电铸制模成形法)。 　　5）采用层积增生法，如曲面的磁膜镀覆，多层薄膜镀覆(用于SMA微型线圈制造) 3.5.2 微型机械常用加工法 1、器件微型化、集成化，尺寸达到纳米数量级 在一个几毫米的硅芯片上完成线与面的继承、信号处理单元的集成、功能集成，甚至能够完成整个微型计算机的集成。从信号产生的功能，到执行信号和处理信号的功能都可以实现微型化和集成化，最终把微敏感元件、微处理器、微致动器和各种微机电系统都集成于一个小小的硅芯片上，并可以大批量、廉价地生产。 3.5.3 MEMS微型机电系统的特征 2、功能多样化、智能化、特殊化 由于硅具有光电效应、压电效应、PN结特性等，可以用于制备光电传感器、微力学传感器、温度传感器和气敏传感器。由于微细加工技术的进步，现在往往把硅基材料微型传感器和信号处理器与转化电路做成一起，极大地提高了 ME