淺談微米和中間尺度的機(jī)械制造

康 健

（太原學(xué)院，太原 030000）

微米是非常小的距離單位，即0.001mm，這種尺寸的工件在日常生活中往往不被廣泛應(yīng)用，但在軍事領(lǐng)域等特殊領(lǐng)域，微米工件和中間尺度工件又不可或缺，因此對(duì)其制造工藝、面臨的問題、解決的思路進(jìn)行探討十分必要，有利于該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

1 微米和中間尺度機(jī)械制造的現(xiàn)有技術(shù)

1.1 激光加工技術(shù)

激光加工技術(shù)是目前微米和中間尺度機(jī)械制造的主要技術(shù)之一，由于微米和中間尺度機(jī)械制造所涉及的部件、數(shù)據(jù)較為精密，傳統(tǒng)技術(shù)往往難以進(jìn)行加工，激光技術(shù)具有精密度高的特征，而且其控制通常是智能化的，因此被應(yīng)用于微米和中間尺度機(jī)械制造中。

1.2 超聲波加工技術(shù)

超聲波加工技術(shù)主要用于脆性材料加工，包括玻璃、陶瓷、硅、石墨等，超聲波能量可以實(shí)現(xiàn)微蜂巢等小零件的微細(xì)加工，其原理是共振系統(tǒng)等，脆性破損去除材料加工是超聲波加工的主要對(duì)象。

1.3 磨料流動(dòng)加工技術(shù)

磨料流動(dòng)加工技術(shù)，是指利用帶有研磨劑微粒的介質(zhì)，通常是流動(dòng)介質(zhì)，進(jìn)行加工，其具體流程是在一定壓力下使介質(zhì)流經(jīng)工件的表面，通過細(xì)微磨損去除表面的毛刺等。因此，磨料流動(dòng)加工技術(shù)主要用于銳邊修整和毛刺去除工作，主要針對(duì)工件的表面[1]。

2 微米和中間尺度機(jī)械制造面臨的問題

2.1 商業(yè)化水平問題

通常，大部分的民用領(lǐng)域、商用領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域用不到微米和中間尺度這種微小工件，只有包括軍事領(lǐng)域等一些特殊行業(yè)有需求，而我國軍事工業(yè)幾乎都是由獨(dú)資國企負(fù)責(zé)，這即是說，微米和中間尺度機(jī)械目前幾乎沒有商業(yè)價(jià)值。

需要注意的是，現(xiàn)有技術(shù)的交流層面、范圍也是極其有限的，部分科研團(tuán)體無法接觸到這些技術(shù)，尤其是民間科研團(tuán)體，這也給微米和中間尺度機(jī)械制造的發(fā)展帶來了困難。

2.2 工藝問題

工藝問題是限制微米和中間尺度機(jī)械制造發(fā)展的核心問題，總體來說，現(xiàn)有的制造工藝雖然能夠完成工件、機(jī)械制造工作，但受限于加工方式，很難做到量產(chǎn)，而且破損的可能性也是較大的。同時(shí)，社會(huì)是持續(xù)進(jìn)步的，很多從前被認(rèn)為是不可能應(yīng)用在民間的科技已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了普及，比如最初只用于軍事領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)。微米和中間尺度工件將來是否會(huì)應(yīng)用到民用領(lǐng)域，誰也無法預(yù)知，但可以確定的是，現(xiàn)有工藝水平很可能無法滿足未來的大規(guī)模需求。

2.3 理論層面的問題

事物的發(fā)展離不開實(shí)踐，但也離不開理論的指導(dǎo)，成熟的理論可以極大程度提升事物發(fā)展的速度，就如地心引力理論、經(jīng)典力學(xué)理論、牛頓三大定律的出現(xiàn)可以迅速提升物理學(xué)水平一樣，微米和中間尺度機(jī)械制造理論，目前主要還停留在激光加工、超聲波加工、磨料流動(dòng)加工階段，對(duì)于新的加工工藝、材料，或者沒有認(rèn)識(shí)到其可行性，或者可行性較差，無法應(yīng)用。總體來說，理論層面的問題在短時(shí)間內(nèi)無法解決，這很大程度上制約了微米和中間尺度機(jī)械制造的發(fā)展[2]。

3 微米和中間尺度機(jī)械制造的可行思路

3.1 加強(qiáng)商業(yè)化建設(shè)

將微米和中間尺度機(jī)械制造推向商業(yè)化，是推動(dòng)其發(fā)展的有效有段，具體措施包括擴(kuò)大微米和中間尺度機(jī)械應(yīng)用的范圍、加強(qiáng)技術(shù)交流、對(duì)相關(guān)機(jī)械進(jìn)行推廣普及三個(gè)方面。

擴(kuò)大微米和中間尺度機(jī)械應(yīng)用的范圍，是指在現(xiàn)有應(yīng)用的基礎(chǔ)上，設(shè)法尋求其他可以應(yīng)用微米和中間尺度機(jī)械的領(lǐng)域。通常來說，軍事的進(jìn)步離不開高新技術(shù)，因此，高新技術(shù)行業(yè)很可能需要微米和中間尺度機(jī)械，如移動(dòng)電話、單片機(jī)等，移動(dòng)電話、單片機(jī)的智能化趨勢是其發(fā)展的一大特征，但其體積不可能隨著功能的提升不斷加大，部件小型化是其發(fā)展的未來特色，可以以此作為研究方向，嘗試使用微米和中間尺度機(jī)械。

加強(qiáng)技術(shù)交流，是指各地的科研團(tuán)體應(yīng)該在技術(shù)有所突破的情況下，進(jìn)行廣泛的溝通交流，取長補(bǔ)短，共同推進(jìn)技術(shù)發(fā)展。目前，由于對(duì)專利的看重，很多技術(shù)缺乏交流，致使發(fā)展停滯不前，在微米和中間尺度機(jī)械制造方面，各相關(guān)單位、團(tuán)體可以采取合作的方式，共同推進(jìn)其進(jìn)步[3]。

對(duì)相關(guān)機(jī)械進(jìn)行推廣普及，可以有效拓寬其市場、增加客戶群，當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)微米和中間尺度相關(guān)機(jī)械能夠?yàn)樯睢⑸a(chǎn)帶來便利，其商業(yè)化水平會(huì)自然提高。

3.2 加強(qiáng)工藝研究

加強(qiáng)工藝研究，有賴于科技的進(jìn)步和商業(yè)化推廣。科技進(jìn)步可以提升工業(yè)制造和生產(chǎn)水平，其中包括精密工件和設(shè)備加工，其具體方式可以包括提升激光加工、超聲波加工的精度等，尤其重要的是，通過科技進(jìn)步，設(shè)法使微米和中間尺度機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，這是目前該技術(shù)最主要的發(fā)展難題。

商業(yè)化推廣可能從客觀需求和經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面刺激微米和中間尺度機(jī)械制造相關(guān)工業(yè)，通常，現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展離不開對(duì)經(jīng)濟(jì)利益的追逐，正如絲綢之路、新航路的開辟一樣，商業(yè)化手段的刺激有利于微米和中間尺度機(jī)械制造工藝的進(jìn)步。

3.3 進(jìn)行理論研究

理論源于實(shí)踐，又可以反指導(dǎo)于實(shí)踐，在微米和中間尺度機(jī)械制造相關(guān)研究中，工藝的進(jìn)步、商業(yè)化水平的提升固然是重要的，但理論研究可以起到事半功倍的效果，理論研究包括可行的加工手段、可用的材料兩個(gè)方面[4]。

加工手段的理論研究是指在現(xiàn)有手段的基礎(chǔ)上，能否發(fā)現(xiàn)新的可行辦法，比如通過對(duì)材料活性的研究，通過化學(xué)方式制作工件等。可用材料的理論研究，是指在現(xiàn)有材料的基礎(chǔ)上，尋求可用的新型材料，如復(fù)合材料等。

4 結(jié)語

微米和中間尺度機(jī)械制造的出現(xiàn)，是工業(yè)發(fā)展的成果，也是社會(huì)發(fā)展的需要，目前尚存在商業(yè)化水平不高、工業(yè)不夠完善、理論知識(shí)缺乏等問題。人們應(yīng)進(jìn)行針對(duì)性的處理，促進(jìn)微米和中間尺度機(jī)械制造理論和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。