微机械加工的前沿技术和发展趋势
机械工艺技术的发展趋势和前景展望
机械工艺技术的发展趋势和前景展望在当今科技飞速发展的时代,机械工艺技术作为制造业的核心支撑,正经历着深刻的变革和创新。
它不仅影响着产品的质量、性能和成本,还决定着企业的竞争力和行业的发展方向。
本文将探讨机械工艺技术的发展趋势,并对其前景进行展望。
一、机械工艺技术的发展现状过去几十年,机械工艺技术取得了显著的进步。
从传统的车、铣、刨、磨等加工工艺,到数控加工技术的广泛应用,生产效率和加工精度得到了大幅提升。
同时,材料科学的发展也为机械工艺技术提供了更多的选择,高强度、耐高温、耐腐蚀等新型材料不断涌现,满足了不同领域的需求。
然而,随着市场需求的不断变化和科技的持续进步,当前的机械工艺技术仍面临着一些挑战。
例如,在追求高精度和复杂形状的加工时,现有工艺仍存在一定的局限性;在绿色制造和可持续发展方面,还需要进一步降低能源消耗和环境污染;此外,智能化和自动化水平仍有待提高,以应对日益增长的个性化定制需求。
二、机械工艺技术的发展趋势1、数字化制造数字化制造是机械工艺技术发展的重要趋势之一。
通过计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工程(CAE)等技术的集成,实现了产品设计、工艺规划、生产制造的数字化协同。
数字化制造不仅提高了生产效率和精度,还能够在产品开发阶段就对其性能进行预测和优化,减少了研发周期和成本。
2、增材制造增材制造技术,又称 3D 打印,是近年来发展迅速的一种新型制造技术。
与传统的减材制造不同,增材制造是通过逐层堆积材料的方式来构建物体。
它能够实现复杂形状的快速制造,为个性化定制和创新设计提供了极大的便利。
此外,增材制造还可以减少材料浪费,降低生产成本。
3、智能制造智能制造是将人工智能、大数据、物联网等新一代信息技术与机械工艺技术深度融合的产物。
通过智能传感器对生产过程中的数据进行实时采集和分析,实现设备的自诊断、自调整和自适应控制,从而提高生产效率、产品质量和设备利用率。
微机械加工
微机械加工应用趋势与前沿技术简述摘要:微机电系统(MEMS)是由电子和机械组成的集成化器件或系统,采用与集成电路兼容的大批量处理工艺制造,尺寸在微米到毫米之间。
尤其将计算、传感和执行融为一体,从而改变了感知和控制自然界的方式。
本文介绍了微机电系统近几年应用领域及前景展望,并简单阐述了关于微制造的几种前言加工技术,从而对MEMS系统有一个粗略的了解。
关键字:MEMS 应用领域前景前沿技术 LIGA技术前言微型机械加工或称微机电系统(MEMS),早在1959年就由着名的物理学家理查德·范蔓(Richard·Feynman)提出其概念,然而此后数十年间的发展并未受到过多的关注,直到近年来才逐渐发展成为一门交叉学科。
MEMS主要包括微型传感器、微型执行器以及相应地处理电路三部分。
作为输入信号的各种信号首先通过微传感器转换成电信号,经过信号处理以后,再通过微执行器对外部世界发生作用。
传感器可以把能量从一种形式转换成另一种形式,从而将现实世界的信号(热、化学、运动等)转换成系统可以处理的信号(如电信号)。
信号处理器则可以对信号进行转换、放大和计算等处理。
执行器根据信号处理电路发出的指令来完成人们所需要的操作。
MEMS的快速发展只不过是10多年的时间,却已在各个应用领域显示出强大的生命力,甚至单个领域的MEMS器件就已经形成了一个较大规模的产业。
面向21世纪,MEMS将逐步走向实用化,并被广泛应用于国防、航空、航天、通信、环保、生物工程、医疗、制造业、农业和家庭。
在某种意义上,可认为MEMS是“信息化带动工业化”的一个典范。
一、应用领域与前景展望作为信息获取关键的传感MEMS,已成功应用于汽车、电子等行业和军事领域;在令人瞩目的信息技术和生命技术的发展中,MEMS更将发挥不可估量的作用:光MEMS被认为是开启通信之门的钥匙;RF MEMS将成为移动通信的一项核心技术;高密度MEMS生物芯片将强有力地推动生命科学和生物技术的发展。
微型机器人技术的创新与应用
微型机器人技术的创新与应用随着科技的不断发展,微型机器人技术已经成为了研究人员们极具前途和挑战的研究方向。
微型机器人是指一种尺寸非常小,可以在微观尺度下进行操作和运动的机器人。
与传统机器人相比,微型机器人具有更高的移动精度和更灵活的机器人操作,能够在非常狭小的空间中完成许多现有机器人难以完成的操作。
微型机器人的创新技术微型机器人技术的创新主要有以下几个方面:1.微纳加工技术:微纳加工技术是制造微型器件和微型机器人的核心技术之一。
微纳加工技术可以生产出高精度的微型结构,如微型筛子,微型开关等。
2.微型能量技术:微型机器人的能源问题一直是制约其应用的一大难题。
目前,基于微型发电、太阳能和压电等技术的微型能源装置正在不断发展。
3.微传感技术:微传感器是微型机器人最核心的组成部分之一。
通过微型传感器能够获取环境信息,并将这些信息传递到控制系统或其他设备中,实现微型机器人的高精度操控和定位。
4.机器视觉技术:机器视觉技术可以让微型机器人“看到”周围环境,从而更好地控制其行动。
利用机器视觉技术,我们能够给微型机器人提供更为丰富和精准的控制信息。
微型机器人的应用领域微型机器人技术具有广泛的应用前景,尤其在以下三个领域中表现尤为突出:1.医疗领域:微型机器人可以在人体内部进行操作和治疗。
基于微型机器人技术,可以研发出可进行微创手术的机器人,比如可以进行内镜手术的微型机器人。
此外,还可以利用微型机器人进行药物释放、细胞治疗等新型治疗方式的研究和开发。
2.环境监测领域:微型机器人可以在环境中进行监测和检测。
利用微型机器人可以在难以进入的环境中进行监测,如在核事故场所、煤矿井下等环境中进行监控和数据采集。
3.军事领域:在军事领域,微型机器人可以充当侦察和监测的角色。
例如,利用微型机器人可以进行情报采集、监控敌方动态等。
未来展望微型机器人技术目前仍处于发展初期,未来还有很多的创新和发展空间。
预计在未来,微型机器人将会更加智能、性能更加卓越,且可以在更广泛的领域中应用。
超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述
超精密加工技术在未来机械领域的发展前景概述超精密加工技术在未来机械领域的发展前景[前言]近二十年以来机械制造业正以迅猛的发展步伐向精密加工、超精密加工发展,在未来的发展过程中精密加工、超精密加工将成为在国际竞争、市场竞争中取胜的关键技术。
现代制造业之所发要致力于提高加工精度,其主要原因在于提高产品的性能和质量,提高其质量的稳定性和性能的可靠性,促进产品的小型化、功能性强,零件互换性好,产品的装配、调试生产率高,并促进制造装配自动化。
随着制造业的发展,现在的精密机械加工正在从微米、亚微米级工艺发展,在今后的加工中,普通机械加工、精密加工与超精密加工精度可分别达到1μm、0.01μm、0.001μm(即1nm),而且超精密加工正在向原子级加工精度逼进(0.1nm)。
随着极限加工精度的不断提高,为科学技术的发展和进步创造了条件,也为机械冷加工提供了良好的物质手段。
关键词超精密加工发展趋势发展策略后续研发一、引言我们一提到超精密这个词语,就觉得它比较神秘,但跟任何其他复杂的高新技术一样,经过一段时间的熟悉、适应,都会被大众所了解,也就不再是所谓的高科技了,超精密加工也是如此。
实际上,如果拥有超精密的加工设备,并且在其它相关技术和工艺上能匹配,经过一段时间的实践之后,就能很好地掌握它,但这需要一个过程。
超精密加工领域集成了很多IT、机械以及电气控制方面的技术,设备方面的操作和使用也非常复杂,所以,只有在对它有很深的理解之后才能把它用好。
二、正文超精密加工当前是指被加工零件的尺寸和形状精度高于0.1μm,表面粗糙度Ra小于0.025μm,以及机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01μm的加工技术,亦称之为亚微米级加工技术,目前正在向纳米级加工技术发展。
超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家是美国、英国和日本。
美国是开展超精密加工技术研究最早的国家,也是迄今处于领先地位的国家。
英国的克兰菲尔德精密工程研究所(简称CUPE)享有较高声誉,是当今世界上精密工程的研究中心之一。
微机械加工技术的现状及其发展趋势(上)
m n f c u i g t c n l g a ua trn e hoo y
m coa hnn i r m c i ig
O 引 言
随着 人类 社会全面 向信息化迈进 ,信 息系统的微型化 、多 功能化和智 能化是人们不 断追求 的目标 , 也是 电子整机部门的迫
( )欧洲 称微系统 ( ir s s e s 、微结构 ( i r 3 m co y tm ) mco
代 力 学 、化 学 、 生物 学 等 基础 学科 , 以及 机 械 、 电 子 、材 料、信息等各工程技 术学科 。其研 究及 开发 内容包括基础研 究、
设计 、工艺、测试、材料、应用等诸多方面。这个领 域已受到世 界各发达国家的广泛重视 。 它在汽车、 生物医学工程 、 航天航空、 精密仪器、移动通信 、国际科技等方面都有极 大的发展潜力 。 它 的现实和潜在 的应用 , 将会给 国民经济和 国家安全带来巨大的好 处,是未来 国民经济新的增 长点;据预测,2 世纪初可带动 1 1 万
2 3 多 学科 交叉 .
M M E s涉 及 电子 、机械 、材 料、制造 、信 息与 自动控 制 、 物 理、化学和生物等多种学科 ,并集约 了当今科 学技术发 展的
许 多尖端 成 果 。
( )日本 称微机 械 ( ir a h n ) 2 m c om c ie 。日本微机械中心给
2 2 集成 化 .
MM E S包含 有数字接 口、 白检 、 自调 整和总线兼容等功能 , 可 以把不同功能、 同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行 不 器集成于一体 , 或形成微传感器陈列 、微执行器 陈列 , 甚至把多 种功能 的器件集成在一起 ,形成复杂 的微 系统 。微传感器 、 微执 行器和微 电子器件的集成可制造 出可靠性 、 稳定性很高的M M 。 E S
现代机械加工技术的发展与趋势
现代机械加工技术的发展与趋势在当今科技飞速发展的时代,现代机械加工技术作为制造业的核心支撑,正经历着深刻的变革和不断的创新。
它不仅关乎着产品的质量和生产效率,更对整个工业领域的进步和经济的发展起着至关重要的作用。
回顾过去,传统的机械加工技术主要依靠人工操作机床,加工精度和效率都相对较低。
然而,随着科学技术的不断进步,尤其是计算机技术、自动化技术和新材料的应用,现代机械加工技术已经取得了令人瞩目的成就。
数控技术的广泛应用是现代机械加工技术发展的一个重要里程碑。
数控机床通过预先编写的程序控制加工过程,能够实现高精度、复杂形状的零件加工。
相比传统机床,数控机床具有更高的加工精度和稳定性,大大提高了产品的质量和一致性。
而且,数控技术还可以实现多轴联动加工,使得原本难以加工的复杂曲面零件变得容易实现,为航空航天、汽车制造等领域的发展提供了有力的技术支持。
激光加工技术是另一项具有重要意义的现代机械加工技术。
激光具有高能量密度、高方向性和高相干性等特点,能够实现高精度的切割、焊接、打孔和表面处理等工艺。
在电子、医疗、珠宝等行业,激光加工技术已经得到了广泛的应用。
例如,在电子行业中,激光可以用于精细的线路板切割和芯片制造;在医疗领域,激光可以用于微创手术和医疗器械的加工。
电火花加工技术在模具制造等领域发挥着重要作用。
它利用电极之间的脉冲放电产生的高温,蚀除金属材料,从而实现对复杂形状和高硬度材料的加工。
电火花加工技术不受材料硬度的限制,对于加工那些难以用传统切削方法加工的材料,如硬质合金、钛合金等,具有独特的优势。
增材制造技术,也就是常说的 3D 打印技术,是近年来机械加工领域的一颗新星。
它通过逐层堆积材料的方式来构建物体,能够实现复杂形状零件的快速制造,并且可以大大减少材料的浪费。
3D 打印技术在航空航天、医疗、汽车等领域的应用不断拓展。
比如,在航空航天领域,3D 打印可以用于制造轻量化的结构件;在医疗领域,3D 打印可以定制个性化的医疗器械和假体。
21世纪机械制造业的特点和发展趋势
21世纪机械制造业的特点和发展趋势
当今世界正在发生的深刻变化,对制造业产生了深刻的影响,制造过程和制造工艺也有了新的内涵。
传统制造业不断吸收机械、信息、材料等方面的最新成果,并将其综合应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程。
21世纪的制造业呈现出高技术化、信息化、绿色化、极端化、服务增值等特点和趋势。
1)高技术化
在高技术的带动下,制造技术出现了前所未有的新进展,制造技术及制造工艺的高技术化应用体现在以下几个方面。
(1)微加工成为常规制造技术。
制造业的常规性尺度由微米级精度下移1到2个数量级,亚微米及纳米级制造将成为主流。
(2)特种加工技术广泛应用。
与传统的机械加工相比较,特种加工技术利用非机械能进行加工,例如激光加工、电花加工、电解加工、电化学加工等,将成为常规的制造手段,使有些原来难加工或不能加工的零件加工成为可能。
(3)生长型制造的比重日益提高。
快速原型制造改变了传统加工“去除材料”的思维定式,通过材料的逐层累加使零件成型。
在微制造领域,“从下而上”的制造和生长/去除复合型制造将成为主要的制造方式。
(4)制造技术和材料技术联系更加紧密。
特别是纳米材料的应用导致制造业发生巨变,无论产品的设计还是制造过程,都因此产生了根本性的改变。
(5)极端制造得到发展。
极端制造是指在极端制造环境下,制造极端尺度或极高性能的器件和功能系统。
2024年机械制造的智能化技术发展趋势(3篇)
2024年机械制造的智能化技术发展趋势智能制造是以人工智能、大数据、云计算、物联网等为核心技术,通过连接和协同控制,实现各个环节自动化、智能化的制造方式,能够提高生产效率、质量和灵活性,降低成本和资源消耗。
在2024年,机械制造行业的智能化技术有望迎来更加突破性的发展,主要表现在以下几个方面。
一、人工智能在机械制造中的应用将更加广泛和深入。
人工智能技术包括机器学习、深度学习和自然语言处理等,将广泛应用于机械制造的各个环节,包括产品设计、工艺规划、生产调度、设备维护等。
通过机器学习和深度学习,可以提高产品设计的准确性和效率,优化生产工艺和设备维护计划,提高生产效率和产品质量。
二、物联网技术的普及将进一步推动机械制造智能化。
随着物联网技术的发展,机械制造设备和产品之间将实现全面的连接,形成机器与机器之间的通信网络。
通过物联网技术,可以实时监测设备的运行状态和产品的生产过程,实现远程控制和自动化调节,提高生产效率和生产线的灵活性。
三、云计算和大数据分析将成为机械制造的核心技术。
通过云计算技术,可以实现对生产数据的存储和分析,将大规模的数据转化为有价值的信息,为企业的决策提供支持。
大数据分析能够挖掘出隐藏在数据中的规律和潜在的问题,帮助企业优化生产计划和生产流程,提高生产效益和产品质量。
四、机器人技术将进一步智能化和自主化。
机械制造过程中的重复性和危险性高的工作,将会被机器人取代。
机器人技术将越来越具备感知、识别和决策的能力,能够在多变的生产环境中适应和自主工作。
通过机器人的智能化和自主化,可以提高生产线的稳定性和灵活性,降低人力成本和安全风险。
五、虚拟现实和增强现实技术将广泛应用于机械制造中。
虚拟现实技术可以实现对机械产品的全面模拟和测试,帮助企业提高产品的设计效率和准确度。
增强现实技术能够将虚拟信息与真实场景相结合,为工人提供操作指导和维修支持,提高工作效率和安全性。
六、数字孪生技术将成为机械制造的重要手段。
微细加工技术的发展与应用
微细加工技术的发展与应用随着科技的不断发展,微细加工技术成为现代工业中不可或缺的一部分。
微细加工技术是指对微小物体进行加工的技术,通常用于制造那些需要高精度或者微小尺寸的零件、设备和器件。
微细加工技术的应用范围非常广泛,包括微型机器人、光学器件、医疗器械、生物传感器等领域。
本文将探讨微细加工技术的发展历程、应用和未来发展趋势。
一、微细加工技术的发展历程微细加工技术源远流长。
在过去的几百年间,人们使用了各种手工工具和机械设备进行微细加工。
例如,19世纪英国人约瑟夫·温斯洛在1822年发明了摆线拖动齿轮切削机,实现了金属齿轮的精细加工。
这一技术被广泛应用于英国的纺织工业,并为工业革命的发展做出了贡献。
20世纪初,随着电气工程和电子学的发展,半导体器件的出现推动了微细加工技术的发展。
1947年,贝尔实验室的威廉·肖克利发明了第一个晶体管,奠定了现代电子工业的基础。
从此以后,微细加工技术得到了巨大的发展,出现了各种各样的微细加工工具和设备。
例如,扫描电子显微镜可以对微小物体进行高分辨率成像和表征,电子束光刻机可以用来制造半导体芯片、具有纳米尺度精度的纳米定位台可以用来进行精细的纳米加工等等。
二、微细加工技术的应用微细加工技术已经广泛应用于多个领域。
以下是一些例子:1. 光学器件光学器件包括激光器、光开关、波导器、光电探测器等。
微细加工技术可以提供高精度和可重复加工,适用于制造这些器件的需求。
例如,电子束光刻机已经被广泛应用于制造半导体激光器和光子晶体器件。
2. 医学器械微细加工技术可以用于制造医学器械,例如微型手术器械和医用传感器。
这些器械需要高精度和微小尺寸,以减少对患者的创伤和疼痛。
微细加工技术可以提供这些要求。
3. 生物传感器生物传感器利用生物体内的化学反应或者生物特性来检测生物分子和细胞。
微细加工技术可以用于制造这些传感器。
例如,电子束光刻机可以用来制造生物芯片,这些芯片可以用于生命科学研究和医学诊断。
微型机械加工技术发展现状和趋势
空 间、国防等领域 的发展将产 生重大 影响 。微 细机械 加工技
的孩子 吃亏 , 就教育孩 子做事要 先想 想 自己, 当然 只能让孩 这 子学会 自私 。对于这 些幼儿 ,教师 除 了在 幼儿 园对 他们进行
从 10 、0 0 万 2 0万加到 1 9 9 3年的 5 0万美元 。1 9 0 9 4年发布 的 《 国国防部技术 计划》 美 报告 , ME 把 MS列 为关键技术 项 目。
微型机械系统可 以完成大型机 电系 统所 不能完成的任务 。
微 型机械与 电子技 术紧密 结合 ,将使 种类繁 多 的微 型器件 问
目前微型加工技在美国的紧迫性应在这样一个新的重要技术领域与其他国术主要有基于从半导体集成电路微细加工工艺中发展起来的家的竞争中走在前面建议中央财政预支费用为五年5000万硅平面加工和体加工工艺上世纪八十年代中期以后在liga美元得到美国领导机构重视连续大力投资并把航空航天加工微型铸模电镀工艺准liga加工超微细加工微细信息和mems作为科技发展的三大重点
展。
信息和 ME MS作为科技发展的三大重点。 美国宇航局投资 1
亿美 元着手研 制 “ 发现 号微 型卫星 ” 美 国国家科学 基金会把 , ME 作 为一个新 崛起 的研 究领域制 定了资助微型 电子机械 MS 系统 的研究 的计划 , 19 年开始 , 从 98 资助 MI, 州大学等 8 T加 所大 学和 贝尔实验室 从事这一 领域的研 究与开 发,年 资助额
~
果, 附加值高 。微型机 械的 目的不仅仅 在于缩 、 成化 、 集 来搜 索新原理 、 新功能 的 元 件和 系统 , 开辟一个 新技术领 域 , 形成批 量化产业 。
论述微机电系统mems原理应用以及发展趋势
论述危机电系统(MEMS)原理应用以及发展趋势090920413 贾猛机制四班首先,我们了解什么叫MEMS。
MEMS是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)的英文缩写。
MEMS是美国的叫法,在日本被称为微机械,在欧洲被称为微系统,它是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的,目前MEMS加工技术还被广泛应用于微流控芯片与合成生物学等领域,从而进行生物化学等实验室技术流程的芯片集成化。
MEMS发展的目标在于,通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域和产业。
MEMS可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务,也可嵌入大尺寸系统中,把自动化、智能化和可靠性水平提高到一个新的水平。
21世纪MEMS将逐步从实验室走向实用化,对工农业、信息、环境、生物工程、医疗、空间技术、国防和科学发展产生重大影响。
微机电系统基本上是指尺寸在几厘米以下乃至更小的小型装置,是一个独立的智能系统,主要由传感顺、作动器(执行器)和微能源三大部分组成。
微机电系统涉及物理学、化学、光学、医学、电子工程、材料工程、机械工程、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术。
微机电系统的制造工艺主要有集成电路工艺、微米/纳米制造工艺、小机械工艺和其他特种加工工种。
微机电系统在国民经济和军事系统方面将有着广泛的应用前景。
主要民用领域是医学、电子和航空航天系统。
美国已研制成功用于汽车防撞和节油的微机电系统加速度表和传感器,可提高汽车的安全性,节油10%。
仅此一项美国国防部系统每年就可节约几十亿美元的汽油费。
微机电系统在航空航天系统的应用可大大节省费用,提高系统的灵活性,并将导致航空航天系统的变革。
例如,一种微型惯性测量装置的样机,尺度为2厘米×2厘米×0.5厘米,重5克。
浅谈汽车机械加工技术的现状及发展
浅谈汽车机械加工技术的现状及发展汽车机械加工技术是指利用机械设备对汽车零部件进行切削、切割、铣削、钻孔等加工工艺,以满足汽车制造与维修过程中的需要。
随着汽车工业的快速发展,汽车机械加工技术也在不断地进行创新和改进,逐渐呈现出一些新的特点和趋势。
一、现状1、精密化加工随着汽车零部件对尺寸精度和表面光洁度要求的不断提高,汽车机械加工技术也在向精密化方向发展。
通过引进先进的加工设备和技术,不断提高汽车零部件的加工精度,以满足汽车制造和维修的需要。
2、柔性化制造随着汽车市场需求的多样化和个性化,汽车机械加工技术也在向柔性化制造方向发展。
引入数字化控制系统和灵活的加工工艺,实现对不同型号和规格汽车零部件的快速切换和生产,提高生产效率和灵活性。
3、智能化生产随着人工智能和大数据技术的不断发展,汽车机械加工技术也在向智能化生产方向发展。
通过实时监测和智能控制系统,实现对加工过程的自动调整和优化,提高加工精度和稳定性,降低人工干预的依赖性。
4、绿色环保随着环境保护意识的不断增强,汽车机械加工技术也在向绿色环保方向发展。
通过采用节能设备和环保工艺,减少对环境的污染和资源的浪费,实现可持续发展目标。
二、发展趋势1、高速切削技术高速切削技术是目前汽车机械加工技术的发展热点之一。
通过提高切削速度和进给速率,降低加工温度和切削力,提高加工效率和表面质量,减少切削工具的磨损和断裂,提高切削加工的稳定性和可靠性。
3、微纳加工技术微纳加工技术是未来汽车机械加工技术的发展趋势之一。
通过引入激光加工、电化学加工等微纳加工技术,实现对微小零部件和微细结构的加工,满足汽车微型化和轻量化的发展需求。
4、智能制造技术智能制造技术是未来汽车机械加工技术的发展重点之一。
通过引入工业机器人、智能仓储、物联网等智能制造设备和技术,实现对汽车零部件生产全过程的自动化和智能化管理,提高生产效率和产品质量。
5、数字化工厂数字化工厂是未来汽车机械加工技术的发展发展方向之一。
微细加工技术的应用和趋势
改造 客观世 界 的一种 高 新技 术 。微机械 多 的小型 泵 的1 0 0 0 倍 ,而 且机 电一体 化 蚀 ,最 后把 光刻胶 去掉 就得 到 了想要 的
由于 具有 能够在 狭 小空 间 内进 行 作业 , 的微 机械 不存 在信 号延 迟 问题 ,可进 行 图形 。光刻技 术在 微 电子 中 占有 很大 的 比重 ,比如微 电子应用 3 . 1搬迁原子 1 9 9 0 年 ,美 国圣何塞I B M N尔马登研
而 受 到人们 的高 度重 视 ,被 列为 2 1 世 纪 和智 能结 构后 ,更 易于 实现 微机 械 的多 关键 技术 之首。 功能化和智能化 。
1 . 微机械 的特征
1 . 5 适 于大批 量生 产 、制 造成 本低 究所科 学家用S T M 将镍表面 吸附的氙原子
5 个氙 原子排成 I B M - = 微 机 械 在 美 国 常 称 为 微 型 机 电系 廉。微机械采用与 半导体制造工艺类似的 逐一移动 ,最终 以3 统 ;在 日本 称作 微机 器 ;而在 欧 洲则称 方法生产 ,可以象超大规模集成 电路芯片 个字母 。每个字母 高5 n m ,原子间的最短 作微 系统。
而 又 不扰乱 工作 环境 和对 象 的特 点 ,在 高速工作 。
航 空航 天 ,精密 仪器 ,生物 医学 等领域
1 . 4 多功能和 智 能化 。微 机械 最终 宽 来评 价 的,而线 宽 的获得跟 光刻 技术
有 着广 阔 的应用 潜 力 ,且是 实现 纳米技 要达 到集传 感 器 、执行 器和 电子控 制 电 有 很 大 的关 系 。 术 (N a n 0 t e c h n o l o g y ) 的重 要 环 节 , 因 路为 一体 的 目标 ,特别 是应 用智 能材 料
论微电机系统MEMS以及它的发展趋势
论微电机系统MEMS以及它的发展趋势摘要:微光机电一体化系统简称微系统, 是当今技术发展的前沿领域之一。
微系统技术的发展将大大地促进许多产品或装置微型化、集成化和智能化, 成倍地提高器件和系统的功能密度、信息密度与互连密度, 大幅度地节能降耗, 有广阔的应用领域和市场,这里主要介绍了微机电系统概念、研究的主要领域和目前的应用领域,重点介绍了MEMS加工技术及其分类,最后给出了该技术的展望。
关键词:微系统;研究领域;MEMS;现状及展望 kk1. MEMS的概念1.1 MEMS的概述MEMS是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)的英文缩写。
MEMS是美国的叫法,在日本被称为微机械,在欧洲被称为微系统,它是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。
MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的,目前MEMS加工技术还被广泛应用于微流控芯片与合成生物学等领域,从而进行生物化学等实验室技术流程的芯片集成化。
MEMS主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分,它是在融合多种微细加工技术,并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。
其目标是把信息的获取、处理和执行集成在一起,组成具有多功能的微型系统,集成于大尺寸系统中,从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。
1 .2 MEMS 的显著的特征1)微小与精密。
微机械器件在线度与体积上都很细小, 其尺寸一般在毫米到微米范围内。
微机械进行的操作也是极其微细的。
2)机电合一的系统。
由于它的体积微小且操作精密, 即便是最简单的器件也必须由电信号进行控制, 微机械的输出信息也必须由电子系统进行检测和处理。
微型机械加工技术发展现状和趋势及其关键技术
成制 造 , 格低 廉 , 价 将广 泛地 应用 于人 类生 活众 多领
域 。可 以预料 , 本世 纪 内 , 型机械 将逐 步从 实验 在 微 室 走 向实 用 化 , 工农 业 、 息 、 境 、 物 医疗 、 对 信 环 生 空 间 、 防等领 域 的 发展 将 产 生 重 大 影 响 。微型 机 械 国
生 产成本 ; 惯性 小 、 振频 率高 、 谐 响应 时间短 ; 约高 集 技 术成果 , 附加 价值 高 。微 型 机 械 的 目的 不仅 仅 在
加 工技 术是 微型机 械 技术领 域 的一 个非 常重要 而 又
非 常活 跃 的技术 领 域 , 发 展不 仅 可带 动 许 多相 关 其
学 科 的发展 , 更是 与 国家科 技 发展 、 经济 和 国防建设
展。
S n r、T T和 N F的 1 科学 家 在 上世 纪八 十 t fdA & ao S 5名 年代 未 提 出“ 机 器 、 小 大机 遇 : 于新 兴 领 域—— 微 关 动 力学 的报告 ” 国家 建 议 书 , 称 “ 的 声 由于 微 动 力学 ( 系统 ) 美 国的 紧 迫性 , 微 在 应在 这 样一 个 新 的 重要 技术 领 域与 其它 国家 的竞争 中走在 前 面”建 议 中央 , 财政 预 支费 用为 五年 5O 美 元 , 到美 国领 导 机 O0万 得
面积 的半导 体 上能 容 纳 更 多 的 电子 元 件 , 以形成 功
个硅 微 型压 力传感 器 问世 , 后 开 发 出尺 寸 为 5 其 0~
50m 的齿 轮 、 轮 泵 、 动 涡 轮 及 联 接 件 等 微 机 0/ ̄ 齿 气 械 。16 9 5年 , 坦 福 大 学 研 制 出 硅 脑 电极 探 针 , 斯 后
mems原理和发展
mems原理和发展MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) 微电子机械系统是将微型制造技术应用于机械系统中的一种新颖的技术手段。
它是一种微型化、高灵敏度、高可靠性、低功耗的微型机电系统,被广泛应用于传感器、执行器、光机电、微机械加工等领域。
MEMS技术起源于20世纪60年代的半导体制造技术,以此衍生出MEMS技术。
MEMS技术是新兴的交叉学科,涉及材料科学、微系统制造、力学电子学、物理化学、生物医学工程等多学科。
MEMS是将微型制造技术及微加工技术,应用于机械系统中,它是一种集成制造技术,并且已经发展成为一种很成熟的技术。
虽然MEMS技术还有很大的发展空间,但现在已经广泛应用到了很多领域中。
MEMS技术以芯片或者硅基片为基础,通过微加工、图形化制造、冶金及压力等制造技术制造微型机械元件,与半导体制造技术有很大的相似之处。
因为它可以使用与半导体制造相同的设备及工艺。
发展趋势是MEMS微型化和智能化,MEMS产品在体积、性能、功耗等方面的不断改进和提高已经成为MEMS技术不断发展的动力。
其中,微型机械生产中对创新以及低成本生产的不断追求是发展趋势的核心。
目前MEMS技术的发展大致经历了三个阶段:第一阶段是20世纪70年代到80年代,主要集中在理论研究和基础技术研究等方面。
第二阶段是90年代,发展出了大量的微传感器、微执行器等应用产品,如压力传感、加速度传感、惯性导航、喷墨头等,这一阶段被称为应用阶段。
第三阶段是21世纪初期,以“智能”为主,主要是诸如微流体、薄膜、微剖析等纳米材料方面的先进研究。
MEMS技术的应用领域非常广泛,广泛分布在军用、医疗、环保、虚拟现实、娱乐等领域中。
MEMS在医疗行业中的应用,能够帮助医生直接感受心脏、肢体、眼内深度等参数;在环保行业中,微型传感器可以应用于大气污染检测、水质检测等领域;在军事领域中,安装MEMS传感器的炮弹可以精确打击目标、防御导弹;在虚拟现实领域中,MEMS技术可以实现VR眼镜的运动跟踪和空间定位等;在娱乐领域中,则多应用于感应式游戏控制器、动作感应器等等。
机械工程中的特种加工与制造技术研究
机械工程中的特种加工与制造技术研究简介机械工程是工程学的一个重要领域,它涉及到机器的设计、制造、操作和维护。
在机械工程中,特种加工与制造技术是一项重要的研究方向,它涉及到使用先进的工艺和设备来完成复杂的加工和制造任务。
本文将探讨机械工程中的特种加工与制造技术的研究现状和趋势。
高速切削技术高速切削技术是特种加工与制造技术的重要分支之一。
随着机械零部件的精度要求越来越高,传统的切削方法已经无法满足需求。
高速切削技术通过提高切削速度和切削深度,以及优化刀具材料和几何形状,实现了高效、精确的加工。
利用高速切削技术,可以提高机械零部件的加工质量和生产效率。
激光制造技术激光制造技术是特种加工与制造技术研究领域的另一个热点。
激光制造技术利用激光束对工件进行加工和改性。
激光束的特点是能量密度高、作用范围小,可以实现对微小结构的加工。
激光制造技术广泛应用于微电子、光电子、生物医药等领域,为机械工程提供了新的加工手段。
微纳加工技术随着科技的不断发展,微纳加工技术逐渐成为特种加工与制造技术的研究热点。
微纳加工技术主要用于制造微型和纳米级的机械零部件和器件。
微纳加工技术包括光刻、湿法腐蚀、氩氧化等多种方法。
通过微纳加工技术,可以制造出具有特殊功能和性能的微型器件,进一步推动了机械工程的发展。
增材制造技术增材制造技术是特种加工与制造技术中的一项前沿研究。
增材制造技术是指通过逐层堆积或逐层熔化的方法制造零部件。
不同于传统的切削方法,增材制造技术可以实现对复杂形状和内部结构的制造。
应用增材制造技术,可以提高零部件的性能,并且降低了生产成本。
增材制造技术在航空航天、汽车制造和生物医药等领域有着广阔的应用前景。
智能制造技术智能制造技术是特种加工与制造技术研究中的一个新的方向。
智能制造技术利用先进的传感器、控制系统和计算机技术,实现对机械加工和制造过程的智能监测和控制。
智能制造技术可以提高生产效率、降低生产成本,并且可以实现对产品和生产线的自动化管理。
微电子器件制造中的微纳机械加工技术研究
微电子器件制造中的微纳机械加工技术研究随着科技的不断进步,微电子器件制造技术也在不断发展。
其中,微纳机械加工技术在微电子器件制造中起着至关重要的作用。
本文将探讨微纳机械加工技术在微电子器件制造中的研究进展和应用前景。
一、微纳机械加工技术的概述微纳机械加工技术是一种将微纳米级的机械加工技术应用于微电子器件制造中的技术。
它通过利用纳米级的机械加工设备,对微电子器件进行精细的加工和制造。
微纳机械加工技术的出现,使得微电子器件的制造精度和性能得到了极大的提升。
二、微纳机械加工技术的研究进展1. 纳米级机械加工设备的研发纳米级机械加工设备是实现微纳机械加工技术的关键。
近年来,研究人员致力于开发出更加精密和高效的纳米级机械加工设备。
例如,采用激光烧蚀技术制造的纳米级机械加工设备,能够实现对微电子器件的高精度加工和制造。
2. 微纳机械加工技术的应用微纳机械加工技术在微电子器件制造中有着广泛的应用。
首先,它可以用于制造微电子芯片。
通过微纳机械加工技术,可以将电子元件在芯片上进行精确布局和加工,从而提高芯片的性能和稳定性。
其次,微纳机械加工技术还可以用于制造微型传感器。
微型传感器是现代科技中不可或缺的组成部分,它可以实现对温度、压力、湿度等参数的测量和监测。
通过微纳机械加工技术,可以制造出更小型、更灵敏的微型传感器,为各个领域的应用提供了更多可能性。
三、微纳机械加工技术的应用前景微纳机械加工技术在微电子器件制造中的应用前景非常广阔。
首先,随着科技的不断进步,微电子器件的制造要求越来越高,需要更高精度和更高效率的加工技术。
微纳机械加工技术正是满足这一需求的有效手段。
其次,微纳机械加工技术还可以应用于生物医学领域。
例如,通过微纳机械加工技术可以制造出微型植入器件,用于治疗和监测疾病。
此外,微纳机械加工技术还可以应用于纳米材料的制备和研究,为材料科学领域的发展提供了新的途径。
总结起来,微纳机械加工技术在微电子器件制造中具有重要的研究价值和应用前景。
微机电系统技术发展趋势及应用
微机电系统技术发展趋势及应用微机电系统技术是集微电子学、机械学、光学等多学科于一体的交叉学科。
这种技术在过去的几十年中得到了快速的发展,展现出了强大的应用潜能,推动了整个工业的发展进程。
1. 微机电系统技术的发展历程微机电系统技术在上世纪80年代初期由美国柏克莱分校提出,至今已经过去了30多年的时间。
在其发展过程中,一直秉持着“小器件、大系统”的技术理念,专注于设计与制造非常小型化的传感器、执行器、电子元件等,用来构建各种微型机器人、微型器件和传感器网络系统等。
随着微机电技术的广泛应用,这项技术的研究领域日渐扩大,科研机构和相关行业从传统的机械加工、电子光学等领域中吸取营养,以不断改进工艺、提高精度、降低成本为目标,引入先进的制造工艺和先进的材料,逐步使微机电系统技术在更多的领域中展现出更强大的潜力和应用价值。
2. 微机电系统技术应用领域的现状在现代工业中,微机电系统技术被广泛应用于机械自动化和电子自动化等方面。
例如民用领域智能物联网、机器人(包括航空无人机)、家庭无线安防、汽车娱乐系统等;医疗领域癌症治疗、医学影像处理、心脏起搏器、后装手术器械等;工业嵌入式系统、工业机器人、气体分析器、压力传感器、液位传感器等。
微机电技术的应用领域非常丰富,覆盖了人类社会的许多领域。
3. 微机电技术的未来趋势未来,随着科技的不断发展壮大以及工艺紧跟创新,微机电技术将在多个领域有机融合,发展模式将具有更广泛的走向。
发达国家开始将精力放在更复杂、更多元化、盈利能力更高、甚至可以带动整个产业的大型工业互联网以及物联网的发展上。
可以预见到,这些大型工业互联网系统的崛起和发展,将引领未来工业的新一轮革命。
另外,微机电技术将在医疗领域持续走红。
医疗设备将变得越来越小、越来越便携、越来越低成本,在保证医学检测功能的同时,更加注重患者的舒适感和方便性。
总之,微机电系统技术的应用领域不断拓宽,将会对人类生活的方方面面产生深刻的影响。
先进制造技术在机械工程中的发展趋势
先进制造技术在机械工程中的发展趋势随着科技的不断进步和全球经济的发展,机械工程作为一门关键的工程学科,在制造业中扮演着重要的角色。
先进制造技术的引入和应用,为机械工程师提供了更多的机会和挑战。
本文将探讨先进制造技术在机械工程中的发展趋势。
1. 3D打印技术的应用3D打印技术是一种创新的制造方法,通过逐层堆积材料来创建物体。
它具有快速、灵活和高效的特点,为机械工程师提供了更多的设计和制造自由度。
在机械工程领域,3D打印技术可以用于快速原型制作、定制化零部件生产以及复杂结构的制造。
随着3D打印技术的不断发展,相信它将成为机械工程中不可或缺的一部分。
2. 智能制造的兴起智能制造是指通过信息技术和先进制造技术的融合,实现制造过程的自动化和智能化。
在机械工程中,智能制造可以提高生产效率、降低成本和减少人力资源的浪费。
例如,通过引入自动化设备和机器人,可以实现生产线的高效运作和质量控制。
同时,借助物联网和大数据分析,机械工程师可以实时监测和优化生产过程,提高整体生产效益。
3. 精密制造技术的发展精密制造技术是指通过精密加工和控制,实现零部件的高精度和高质量。
在机械工程中,精密制造技术对于提高产品的性能和可靠性至关重要。
随着先进材料和工艺的不断涌现,机械工程师可以利用先进的数控加工设备和精密测量仪器,实现更高水平的精密制造。
例如,微纳加工技术的应用可以制造出微小尺寸的零部件,用于微机械系统和生物医学领域。
4. 绿色制造的推进绿色制造是指在制造过程中减少资源消耗和环境影响的方法和理念。
在机械工程中,绿色制造可以通过节能减排、废物回收和环境友好材料的选择来实现。
机械工程师可以通过优化设计和制造流程,减少能源消耗和废弃物产生。
此外,绿色制造还可以借助可再生能源和清洁生产技术,实现可持续发展和环保目标。
总结起来,先进制造技术在机械工程中的发展趋势包括3D打印技术的应用、智能制造的兴起、精密制造技术的发展和绿色制造的推进。
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微机械加工的前沿技术和发展趋势
一、微型机械加工技术综述
微型机械加工或称微型机电系统或微型系统是指可以批量制作的、集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、甚至外围接口、通讯电路和电源等于一体的微型器件或系统。
其主要特点有:体积小(特征尺寸范围为:1μm-10mm)、重量轻、耗能低、性能稳定;有利于大批量生产,降低生产成本;惯性小、谐振频率高、响应时间短。
微型机械的目的不仅仅在于缩小尺寸和体积,其目标更在于通过微型化、集成化来搜索新原理、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域,形成批量化产业。
微型机械系统可以完成大型机电系统所不能完成的任务。
微型机械与电子技术紧密结合,将使种类繁多的微型器件问世,这些微器件采用大批量集成制造,价格低廉,将广泛地应用于人类生活众多领域。
可以预料,在本世纪内,微型机械将逐步从实验室走向适用化,对工农业、信息、环境、生物医疗、空间、国防等领域的发展将产生重大影响。
微细机械加工技术是微型机械技术领域的一个非常重要而又非常活跃的技术领域,其发展不仅可带动许多相关学科的发展,更是与国家科技发展、经济和国防建设息息相关。
微型机械加工技术的发展有着巨大的产业化应用前景。
微型机械加工技术领域的前沿关键技术有:
1、微系统设计技术
主要是微结构设计数据库、有限元和边界分析、CAD/CAM仿真和拟实技术、微系统建模等,微小型化的尺寸效应和微小型理论基础研究也是设计研究不可缺少的课题,如:力的尺寸效应、微结构表面效应、微观摩擦机理、热传导、误差效应和微构件材料性能等。
2、微细加工技术
主要指高深度比多层微结构的硅表面加工和体加工技术,利用X 射线光刻、电铸的LIGA和利用紫外线的准LIGA加工技术;微结构特
种精密加工技术包括微火花加工、能束加工、立体光刻成形加工;特殊材料特别是功能材料微结构的加工技术;多种加工方法的结合;微系统的集成技术;微细加工新工艺探索等。
3、微型机械组装和封装技术
主要指沾接材料的粘接、硅玻璃静电封接、硅键合技术和自对准组装技术,具有三维可动部件的封装技术、真空封装技术等新封装技术的探索。
4、微系统的表征和测试技术
主要有结构材料特性测试技术,微小力学、电学等物理量的测量技术,微型器件和微型系统性能的表征和测试技术,微型系统动态特性测试技术,微型器件和微型系统可靠性的测量与评价技术。
二、微型机械加工技术发展现状和应用趋势分析
我国有很多机构对多种微型机械加工的方法开展了相应的研究,已奠定了一定的加工基础,能进行硅平面加工和体硅加工、LIGA加工、微细电火花加工及立体光刻造型法加工等。
微型机械加工技术的发展刚刚经历了十几年,在加工技术不断发展的同时发展了一批微小器件和系统,显示了巨大生命力。
作为大批量生产的微型机械产品,将以其价格低廉和优良性能赢得市场,在生物工程、化学、微分析、光学、国防、航天、工业控制、医疗、通讯及信息处理、农业和家庭服务等领域有着潜在的巨大应用前景。
微型机械是一门交叉科学,和它相关的每一技术的发展都会促使微型机械的发展。
随着微电子学、材料学、信息学等的不断发展,微型机械具备了更好的发展基础。
由于其巨大的应用前景和经济效益以及政府、企业的重视,微型机械发展必将有更大的飞跃。
新原理、新功能、新结构体系的微传感器、微执行器和系统将不断出现,并可嵌入大的机械设备,提高自动化和智能水平。
微型机械加工技术作为微型机械的最关键技术,也必将有一个大的发展。
硅加工、LIGA加工和准LIGA加工正向着更复杂、更高深度适合各种要求的材料特性和表面特性的微结构以及制作不同材料特
别是功能材料微结构、更易于与电路集成的方向发展,多种加工技术结合也是其重要方向。
微型机械在设计方面正向着进行结构和工艺设计的同时实现器件和系统的特性分析和评价的设计系统的实现方向
发展,引入虚拟现实技术。
微机器人(Micro-Robot)是相对比较完备的微型电子机械系统(MEMS)的代表。
微机器人的应用主要集中在工业领域、医学领域及基础学科研究领域,在移动或处理微组织,区分细胞,DNA分析,运用STM或AFM操纵样品等各项研究方面,微机器人都发挥着重要作用。
在生物医疗方面,微机器人可辅助进行细胞区分等辅助诊断以及眼部、脑部微纫手术。
三、未来微型机械的应用领域
1、军事领域未来航空器,未来战争的胜负在某种意义上也许将不是取决于作战双方航母、飞机、坦克、大炮,而是由形如苍蝇、黄蜂、蚂蚁等微型航空器来主宰。
这些微型武器直接进入敌方指挥机关、雷达站、弹药库等要害部位,摧毁弹药库,破坏指挥通讯系统。
飞机、坦克和大炮由于得不到指挥和弹药、能源的补给,还未来得及运用,战争就失败了。
最近麻省理工学院的阿兰・爱普斯在科技期刊《美国宇航》上撰文就微型器的作战设想作了展望,有了全球定位系统的制导,微型器可深入敌人腹地,在桥梁的关键点着落,每架微航器就是一枚炸弹,一旦接到指令,便立即响应爆炸。
一些军事战略家预计安装了微型照相机的侦察蝇,可执行侦察任务,窃听战术信息,反馈敌军阵地的实时视频信息。
铝合金机器蝇由于体积太小,雷达荧屏无法探测,它们会聚集在机场附近的杂草丛中,一旦时机成熟,就蜂拥而起,等待喷气发动机的进气道将它们吸进去。
机器蝇的铝合金肩头便会将旋动的涡轮叶片打断,从而给飞机以致命的一击。
为美国加州大学伯克利分校制造的机器蝇,并实现拍打翅膀的第一次有限飞行。
2 、医学领域科学家预言,微型机械装置将在医学上得到卓有成效的应用。
微外科手术中将使用微型剪子和锯子,用于视网膜上切去结疤。
用微型机械工具,可从被阻塞的动脉内切除脂肪堆积物。
通过微型阀门、可把限定药量的烈性药丸送入人体或动物体。
用微型机械
技术构造传感器和调节器,可制成人造耳。
目前,医学界正在研究能够植入人体的装有微型传感器的胰岛素泵。
此泵可不断地自动配送胰岛素,而传感器则随之测定葡萄糖成份。
国外一研究中心正在研制微机械加工而成的脑部探测器,用以观察和研究脑细胞。
这种微型设备把通过宏观观察得到的脑电图和使用单个微型探测头监视单个细胞状态联系起来。
这一成果最终会破译出人脑神经的编码秘密,确定那条神经中枢对应着那种行为。
这种研究工作将有助于对像癫痫病人人体中为什么会产生混乱的理解,医学专家们计划最后能研制成装有微型调节器的传感装置,当把它植入大脑以后可有效地控制住癫痫病的发作。
这种脑细胞微型探测器的研制成功将使大脑的研究进入新阶段。
美国科学家正在研制重量0.37g的微机器人,可射入血液中去清除沉积的胆固醇。
日本东京大学即将研制成功高度不到1mm微机器人,可在人体内各种通道中行走,能穿过静脉血管和其它人体器官,能把自己在体内的部位和检查结果传递给医疗专家,甚至能对病变直接加以治疗。
可见微型机械在现代医疗中的应用潜力非常巨大,为人类最终征服绝症和延长寿命带来了希望。
3、其他领域如果把微型机械加工技术应用到通讯设备上,给航天航空事业带来新的发展。
航天飞机上大量的测试仪器和装备将会被制作得更加小型、轻巧。
生活娱乐和文化设施方面,家用电器和录音机之类的音像设备等都可以制造既小型精细又通用方便。
有些机电类专家开始设计一种平面型电视机,银幕上每一点的光强度可由自身的微型马达和微型开关直接进行调控,电视机的体积将大大缩小,失真度也将大为降低,其性能现在的电视机将无法比拟。
四、问题和解决思路
微型机械以一种崭新的姿态跃上科技领域的舞台,必然需要解决创新历程中的一系列新问题。
例如,当机械元件缩得愈来愈小时,可以想象,离心力等因素就愈发变得不那么重要,但这种“尺寸效应”使得另外一些因素变得越来越突出。
在大马达中,空气的粘性是不必考虑的,然而在直径只有几十微米的微型马达中,空气却变得象糖浆
一样粘稠。
要使此马达顺利转动并达到一定转速,必须要消除这种粘性阻力。
此外,任何原动机或马达的控制都需要有能测量阻力、速度和位置的反馈传感器,这种控制能否实现取决于微型机械元件的精度,而这种精度在极大程度上受到微机械加工设备噪声的影响,要彻底抑制这种细微噪声则是一项非常高超的操作技术。
因此,对微型
机械的研究必须冲破传统思想束缚,注重研究方法的革新。
应不断综合各种物理的、化学的、生物的现象和其他学科的研究成果,综合运用到微型机械的加工技术研究之中,不断开发出新的加工技术。
应特别重视将宏观世界中的设计思想、加工技术、制作手段借鉴并移植到微型机械领域内、沟通宏观与微观之间的联系,为微型机械加工技术的改善与提高提供帮助。
总之,随着人类不断的开拓与进取,科学
技术的飞速发展,总有一天会使微型机械这门多学科的综合技术,广泛应用到各个领域,给人类的生活和生产带来巨大的影响。
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