隨著納米技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)品不斷向微型化方向發(fā)展，特征尺寸為微米級的微機(jī)電系統(tǒng)越來越受到人們的高度重視。 |@]`" k
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微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS， Micro-Electro-Machanical Systems）包括微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器和相應(yīng)的處理電路等幾部分，MEMS已相繼應(yīng)用于精密機(jī)械、光電通訊、影像傳輸、生化醫(yī)療和信息儲存等領(lǐng)域，如微齒輪、插頭式光纖連接器、醫(yī)學(xué)用微量泵、導(dǎo)光板、微透鏡、內(nèi)窺鏡零件、微流控芯片、細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器，以及旋轉(zhuǎn)傳感器中的衍射光柵等都需要微型模具。國際MEMS市場近年來獲得迅速發(fā)展，中國的MEMS市場增速也將加快，據(jù)有關(guān)資料預(yù)測，至2011年我國MEMS的增速有望達(dá)到29.2%。 UC)- Fd
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所謂微型模具，如果從尺寸和制造精度上加以限定，則微型模具具有以下特征：成形制件尺寸微小，一般來說體積為1mm3左右；成形的微觀尺寸從幾微米到幾百微米，模具表面粗糙度Ra≤0.1μm，模具的制造精度≤1.0μm。 kETu@la}
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微型模具不一定指體積微小的模具，在大體積的模具上有微結(jié)構(gòu)特征的部分，這一部分也可稱作微型模具，這種模具結(jié)構(gòu)的微小型腔部分，可在一個小體積的模塊上加工，然后把小模塊作為一個模塊嵌入大模具中，這不僅便于微小模具的微細(xì)加工，而且可以進(jìn)行鑲塊更換，以提高整體模具的壽命。 jrGVC2*rD
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微型模具的制造難點在于微小型腔或微小凹凸結(jié)構(gòu)的加工，一般機(jī)械加工方法不能加工尺寸太小的零件，也就是說很難加工微結(jié)構(gòu)尺寸的微型模具，而且尺寸精度和表面粗糙度都達(dá)不到微型模具的要求，特別是機(jī)械加工的應(yīng)力對微型模具加工影響較大。雖然目前已開發(fā)了微細(xì)車削機(jī)床、微細(xì)銑削機(jī)床和微細(xì)磨削機(jī)床，但都有其局限性，很難適合微型模具的微型腔加工。而適合微型模具加工的主要是特種加工技術(shù)，包括光制作技術(shù)、微細(xì)電火花加工技術(shù)等。近年來發(fā)展的新型光制作技術(shù)——LIGA技術(shù)，是深度X射線刻蝕、電鑄成型和塑料鑄模等技術(shù)的結(jié)合，是一種高精度微結(jié)構(gòu)的零件加工技術(shù)，但LIGA只能加工柱狀的微結(jié)構(gòu)，作為微型模具的加工手段也有一定的局限性。 $okGqu8z.O
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微細(xì)電火花加工在微細(xì)加工領(lǐng)域被廣泛采用，已成為微型模具加工方面一個重要的發(fā)展方向。微細(xì)電火花加工微型模具具有一系列優(yōu)點： L`%v#R
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1.低應(yīng)力。這一點對微型模具及微細(xì)結(jié)構(gòu)件加工特別重要，由于微細(xì)電火花加工是用微脈沖能量加工，所以比一般電火花加工的應(yīng)力更小，更適合于微型模具加工。 [:geDk9O#'
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2.能加工高硬材料。這一點具有特殊的優(yōu)勢，可能是其他加工方法無法比擬的，它對提高微型模具的壽命具有重要意義。 =6Dz<Lq
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3.能加工復(fù)雜微型腔模具。加工復(fù)雜微型腔取決于電極形狀，不像LIGA只能加工柱狀微結(jié)構(gòu)件，微細(xì)車削只適合加工回轉(zhuǎn)類微零件，微細(xì)磨削只適合加工溝槽類微結(jié)構(gòu)件等。 D }1Z TX_
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4.無毛刺。微型模具的微型腔不允許有毛刺，有了毛刺要去毛刺也十分困難。 |kL^k{=zV
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微細(xì)電火花加工目前已有相當(dāng)高的技術(shù)水平，微能量脈沖電源、微進(jìn)給系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等都在電火花微孔加工中得到開發(fā)應(yīng)用。微細(xì)電火花加工的表面粗糙度Ra可達(dá)0.05μm，在微型腔或微型結(jié)構(gòu)件的加工中，其加工精度可以達(dá)到≤1μm，可以滿足微型模具的加工要求。 hm=E~wv 'L
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但微細(xì)電火花加工的一個關(guān)鍵問題是微型電極的制作。到目前為止，日本東京大學(xué)增澤隆久教授開發(fā)的線電極電火花磨削法（WEDG）迄今還是制作微細(xì)電極的有效方法，它是建立在電火花反拷貝加工基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種微型電極制作方法。WEDG的主要特點： %UuV^C
①線電極與工件（微型電極）為點接觸，故工件的加工形狀僅與成形運動有關(guān)，因此圓柱體工件只需單軸數(shù)控，利用2軸或3軸數(shù)控可以加工多種復(fù)雜形狀。 wV- kB4^4
②由于線電極是回轉(zhuǎn)的（移動的）加工量又很小，故線電極損耗極小，有利于提高加工精度；而加工精度主要取決于成形運動精度。 -AUdBG
③放電部位為點區(qū)域，放電過程中對工件的振動或造成彎曲的影響極小，適合微型電極（工件）加工，并能達(dá)到很高的精度。 _Y '+E
④因放電是點接觸相對反拷貝而言效率較低。以加工微細(xì)圓柱工件為例，應(yīng)用WEDG方法可以加工?70μm的銅、?20μm及?13μm的鎢，甚至可以進(jìn)行更小直徑的加工。
