第十六屆中日超精密加工國際會議主題報告速覽

姚 鵬，屈碩碩，褚東凱

（山東大學）

3月25日至27日，第十六屆中日超精密加工國際會議在山東濟南召開，線上參會專家、學者近2 000 人。本次會議共邀請到11 位專家學者進行主題報告，分別展示了精密與超精密加工領(lǐng)域的最新發(fā)展和學術(shù)成果。

西安交通大學蔣莊德院士在報告中分析比較了世界各國制造業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢，介紹了我國制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀。蔣院士指出：智能制造是新一輪產(chǎn)業(yè)革命的核心，是制造業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動的主要方向；在智能制造的發(fā)展中，先進的傳感技術(shù)作為關(guān)鍵的核心技術(shù)之一，將在各個領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。報告結(jié)合課題組的研究方向，重點介紹了高端設備和先進傳感技術(shù)的研究進展。

日本理化學研究所大森整教授報告了一種新的鏡面磨削方法。采用樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪和離子噴丸研磨液修整系統(tǒng)對SUS304 進行鏡面磨削，重點研究了幾種離子噴丸研磨液的電導率和pH 值。研究表明：使用選擇的天然泉水作為離子噴丸研磨液，可獲得表面粗糙度Ra為9.0 nm 的工件，且工件表面無毛刺。

廣東工業(yè)大學王軍教授概述了磨料水射流研究的最新進展，包括對射流和沖擊過程的新理解，分享了磨料水射流加工復合材料的研究工作、材料分層機理以及實現(xiàn)復合材料無損傷加工的方法，最后討論了該技術(shù)的未來前景。

日本東北大學廚川常元教授介紹了Pico Precision Advanced Process（PPAP）和功能生成加工的復合加工工藝，在混合工藝中引入了復合振動加工、超聲振動輔助電解磨削、超聲振動輔助等離子體放電磨削和激光輔助微切削。

日本慶應義塾大學閻紀旺教授報告了廢硅粉再生利用技術(shù)和激光誘導納米顆粒/納米線的生成技術(shù)。將廢硅粉、聚酰亞胺和炭黑的混合層沉積在銅箔上，并用激光照射，可生成與銅箔緊密結(jié)合的硅微柱陣列。通過改變激光的注量、入射角、掃描速度以及混合漿料的成分和沉積層厚度，可以控制柱的大小、形狀和方向。所制備的箔上柱結(jié)構(gòu)用作鋰離子電池的陽極，能夠有效地適應離子存儲引起的硅體積膨脹，獲得了優(yōu)異的放電容量和循環(huán)特性。

浙江工業(yè)大學袁巨龍教授介紹了剪切流變拋光技術(shù)。這是一種新型非接觸超精密拋光方法，利用剪切應力作用下非牛頓流體的非線性流變特性進行材料去除。通過控制拋光液的流變特性和流場參數(shù)，調(diào)整拋光液和被拋光表面之間的界面剪切應力，在被拋光表面上形成拋光液的流變層，從而使柔性夾持磨料實現(xiàn)高效、均勻的材料去除。剪切流變拋光法具有無輔助物理場、對復雜表面擬合度高、磨料粒度對材料去除率和表面質(zhì)量影響小等特點，實現(xiàn)了對玻璃、陶瓷、金屬等材料的平面、旋轉(zhuǎn)面和復雜表面的高效超精密拋光，具有廣闊的應用前景。

湖南大學尹韶輝教授闡述了非球面和微結(jié)構(gòu)玻璃透鏡等光學元件的超精密模壓成型技術(shù)的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及未來趨勢，介紹了高精度非球面和微結(jié)構(gòu)玻璃透鏡成型研究的新進展，如模具材料、模具加工技術(shù)、光學玻璃熱黏彈性特性測試計算方法、成型過程模擬、透鏡成型輪廓偏差預測與補償技術(shù)、新型成型工藝和專用成型設備以及玻璃鏡片表面質(zhì)量檢測技術(shù)，分析了成型技術(shù)存在的技術(shù)問題及未來的發(fā)展趨勢。

臺北醫(yī)學大學沈永康教授研究了導光板（light guide plate，LGP）照度場分布的均勻性。首先設計了LGP 表面的微結(jié)構(gòu)圖案，然后采用光刻的方法制作了具有最佳微結(jié)構(gòu)設計的LGP 模具并通過微注射成型（micro injection molding，μIM）技術(shù)制備成型的LGP。最后，通過光場測量得到了不同微結(jié)構(gòu)LGP 的光場分布照度值。沈永康教授在初步設計和優(yōu)化設計中比較了不同設計和結(jié)構(gòu)（包括無微結(jié)構(gòu)和有微結(jié)構(gòu)的LGP）的LGP 的照度場分布。結(jié)果表明模具溫度是影響μIM制備的模壓LGP 照度場分布的最重要工藝參數(shù)。優(yōu)化設計和制備的微結(jié)構(gòu)LGP 具有良好的照度場分布均勻性。

日本九州大學土肥俊郎教授報告了2 種獨特的GaN 和SiC 襯底的CMP 方法：氣控化學機械拋光和等離子體化學機械拋光。前者可以控制CMP 過程進行的環(huán)境；后者有一個特殊的壓板，其中嵌入了許多微小的電極，允許在CMP 過程中通過特定氣體（如氧氣、SF6等）產(chǎn)生大氣等離子體。與傳統(tǒng)CMP 工藝相比，土肥俊郎教授提出的CMP 工藝在GaN 和SiC 的CMP去除率方面都有顯著的進步。

中國工程物理研究院黃明所長介紹了高性能制造技術(shù)的發(fā)展。在高性能制造設備方面，他介紹了超精密機床，如飛行切削機床、多軸金剛石切削車床、滾柱車床和小型臺式機。相關(guān)機床可實現(xiàn)大尺寸平面光學元件、自由曲面光學元件、微結(jié)構(gòu)壓印模具、微光學元件的加工。此外，黃明所長還介紹了關(guān)鍵功能部件的最新發(fā)展，如靜液壓主軸、導軌和轉(zhuǎn)臺。面向性能的超精密加工是當前國防工業(yè)和國民經(jīng)濟的迫切需要，也是引領(lǐng)制造技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的重要途徑。因此，有必要進一步深化面向性能的超精密加工研究。

卡迪夫大學Rossi Setchi 教授討論了當前人工智能和統(tǒng)計機器學習的局限性，以及對更先進的類人機器人的需求。Rossi Setchi 教授解釋了如何利用計算語義學和智能傳感技術(shù)的進步來創(chuàng)造類似人類的人工智能和機器人，并提高其生產(chǎn)力、創(chuàng)造力、情境感知、直觀交互。未來發(fā)展方向是開發(fā)先進的智能制造人機協(xié)作系統(tǒng)，確保安全的物理和社會互動以及與人類工人的高效協(xié)作。最后，Rossi Setchi 教授討論了需要更多可接受、可預測和可解釋的人工智能和機器人的研究挑戰(zhàn)。

大會次日安排了62 個分會場報告，分會場主題包括精密切削與刀具裝備、精密磨削加工、精密拋光與表面檢測、特種加工工藝與裝備等。

會議閉幕式上，授予廚川常元教授、森脇俊道教授終身成就獎，授予大森整教授、林偉民教授、尹韶輝教授、陳明教授、孫濤教授、趙波教授、黃傳真教授特別貢獻獎，授予久慈千栄子、荒川龍之介、于世孟、張仙朋等最佳論文獎及最佳報告獎。另對主題報告、邀請報告和會場主席的專家及學者進行了表彰。

本次會議由中國機械工程學會生產(chǎn)工程分會、日本精密工學會納米機械加工委員會主辦，山東大學承辦，燕山大學、齊魯工業(yè)大學協(xié)辦，中國機械工程學會生產(chǎn)工程分會精密工程與微納技術(shù)專委會、中國機械工程學會生產(chǎn)工程分會磨料技術(shù)專委會、中國機械工業(yè)金屬切削刀具技術(shù)協(xié)會切削先進技術(shù)研究分會、日本理化學研究所大森素形材工學研究室作為合作單位，奇石樂精密機械設備（上海）有限公司作為贊助單位，哈爾濱工業(yè)大學、浙江工業(yè)大學、湖南大學、上海交通大學、天津大學、國防科技大學、日本磨粒技術(shù)學會（JSAT）、日本機械工程學會（JSME）、日本電氣機械工程學會（JSEME）、新/納米生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)協(xié)會（NPS）作為支持單位。