Thomas Weisener博士 德國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會（VDMA）微技術(shù)專業(yè)組主席 微系統(tǒng)技術(shù)有著光明的未來。這是因為微米或納米級小型結(jié)構(gòu)的微型部件和金銀絲細(xì)品越來越受到歡迎。如生物技術(shù)人員就希望能夠獲得帶有微型導(dǎo)液槽的部件或在生物芯片里加入微型泵；汽車工業(yè)希望汽油發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)能夠獲得更小型化的噴油嘴；傳感器的生產(chǎn)廠家也正在把微型化技術(shù)向前推進(jìn)。“盡管所預(yù)測的經(jīng)濟(jì)狀況正在走弱，但是微技術(shù)的發(fā)展還是會高于平均水平的，其增長會達(dá)到20%~30%。”位于Parchim的HNP微系統(tǒng)有限公司的總經(jīng)理和德國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會（VDMA）微技術(shù)專業(yè)組主席Thomas Weisener博士這樣認(rèn)定。 在加工某些微型部件時，加工力度或毛刺會對微型部件的功能帶來負(fù)面影響，因此機(jī)械加工工藝往往會遇到其應(yīng)用極限。此外，對帶有深型腔的工件外形，機(jī)械加工工藝也無能為力。在此情況下，非接觸式切削加工工藝，如激光切割以及近年來興起的所謂電化學(xué)銑削就可以發(fā)揮出極大的優(yōu)勢。 激光可通過各種合適的光源 實現(xiàn)對所有材料的加工 “規(guī)格在100nm以下的極細(xì)微的結(jié)構(gòu)在如今采用飛秒（10-15s）激光裝置，可優(yōu)先被運(yùn)用在陶瓷材料、半導(dǎo)體和玻璃上。”斯圖加特大學(xué)流體工具學(xué)院激光研發(fā)和激光光學(xué)技術(shù)系主任Andreas Vo?博士揭示出了激光微型加工的優(yōu)勢。激光非常靈活，精度很高，并可以（在合適的光源下）加工所有材料。這與要求材料具備導(dǎo)電性的微型蝕刻技術(shù)相比，具有很大的優(yōu)越性。 在“納秒（10-9s）和皮秒（10-12s）范圍內(nèi)的圍脈沖寬度的固體激光技術(shù)基本上都可用于微型加工場合。”Vo?博士解釋說。因此，可以優(yōu)先把2~200ns脈沖寬度和典型的1~200kHz重復(fù)頻率的激光用于要求生產(chǎn)效率較高的場合。“這不僅在于簡單、便宜和成熟的技術(shù)，而且還在于每個激光脈沖可以達(dá)到10μm的切割深度。”缺點是很高的熔化比，使得加工精度受到限制。 皮秒激光可以用于需要高精度和細(xì)微結(jié)構(gòu)以及需要一次加工完成的場合。但是，典型的切割深度大約為每脈沖1μm。 飛秒激光技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用尚未普及，這是因為這種工藝在幾年前才出現(xiàn)可使用的形式，使用成本還很高。這種激光工藝可以用于非金屬材料，如玻璃、陶瓷、半導(dǎo)體加工上，實現(xiàn)真正無熔化、超精密和無損傷的切割作業(yè)。 采用微激光裝置進(jìn)行加工能夠達(dá)到何種質(zhì)量，這還要取決于加工材料、加工深度、鏤空形狀、切割效率和光源等，因此無法實現(xiàn)普及化。Mittweida大學(xué)項目負(fù)責(zé)人Robby Ebert列舉了通常只有在某些特定材料，如鈦，所能達(dá)到的鉆孔和厚度為30μm的激光鉆孔：“我們已經(jīng)為一個客戶實現(xiàn)了直徑為27±1μm的鉆孔加工。” 工具制造業(yè)中的電化學(xué)銑削 在加工極小鉆孔、溝槽或隔板時，成熟的微加工技術(shù)有時也會遭遇競爭對手——所謂的電化學(xué)銑削。2001年柏林Max-Planck研究院Fritz-Haber研究所研發(fā)的這種新型加工工藝已經(jīng)走出實驗室，應(yīng)用在了工業(yè)制造加工領(lǐng)域。位于Holzgerlingen的ECMTEC 公司在2008年秋天推出了成熟的Mikro電化學(xué)銑床。“電化學(xué)微型銑削的優(yōu)點在于刀具無磨損、無接觸、無毛刺和所有金屬材料的無熱應(yīng)力切削。”公司總經(jīng)理Thomas Gmelin解釋說。同時他也作了限定，“但是，幾乎每一種材料都需要一種合適的電解質(zhì)。”目前刀具直徑范圍是2~500μm、進(jìn)刀速度大約為1μm/s的設(shè)備可以對CrNi鋼、工具鋼和純金屬如銅、鎳、金和鎢等進(jìn)行加工。 針對注塑模具制造，該方法也是很有效的。“在此種場合中，型腔通過電腐蝕和銑削進(jìn)行準(zhǔn)備工序。”Gmelin說道：“出于所需的精度或結(jié)構(gòu)細(xì)微程度的考慮，不能采用其他加工方法，而只能采用電化學(xué)銑削。”他列舉了另一個重要的應(yīng)用場合，即是為避免因采用熱載荷而導(dǎo)致部件結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，或所產(chǎn)生的應(yīng)力造成部件過早磨損而采用電化學(xué)加工。