精密和超精密加工技術(shù)簡介

就先進制造技術(shù)的技術(shù)實質(zhì)性而論，主要有精密和超精密加工技術(shù)與制造自動化兩大領(lǐng)域。前者包括了精密加工、超精密加工、微細加工，以及廣為流傳的納米加工，它追求加工上的精度和表面質(zhì)量的極限，可統(tǒng)稱為精密工程；后者包括了設(shè)計、制造和管理的自動化，它不僅是快速響應(yīng)市場需求、提高生產(chǎn)率、改善勞動條件的重要手段，而且是提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效方式。電容測微儀可以測量一般的長度，也可測量振動、壓力、介質(zhì)的溫度等多種參數(shù)。兩者密切聯(lián)系，許多精密和超精密加工要靠自動化技術(shù)才能達到預期目標，而不少制造自動化則有賴于精密加工才能達到設(shè)計要求。

由于超精密加工的精度等級和表面質(zhì)量都很高，因此，一定要有相應(yīng)的檢測手段，才能驗證工件是否達到了相應(yīng)的技術(shù)要求。在精密超精密加工和測量中，對測量技術(shù)提出了更為嚴格的要求，即要求測量誤差比加工誤差高一個數(shù)量級。目前，超精密測量儀正向高分辨力、高準確度和高可靠性的方向發(fā)展。光學干涉顯微鏡測量技術(shù)，包括外差干涉測量技術(shù)、超短波長干涉測量技術(shù)、基于F-P(Febry-Perot)標準的測量技術(shù)等。公司發(fā)展了分辨率均可以達到1?nm的測量元件；美國HP、zygo、英國Taylor等公司的測量儀器均可以滿足納米測量的需求。

1981年美國IBM公司研制成功的掃描隧道顯微鏡(STM)，將人們帶到了微觀世界。STM具有極高的空間分辨率(平行和垂直于表面的分辨率分別達到0.1?nm和0.01?nm，即可分辨出單個原子)，廣泛應(yīng)用于表面科學、材料科學和生命科學等研究領(lǐng)域，在一定程度上推動了納米技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。該方法已應(yīng)用于某高精度精密離心機主軸回轉(zhuǎn)誤差精密測試中,實測表明,轉(zhuǎn)速在300rpm內(nèi)精密離心機純回轉(zhuǎn)誤差測量結(jié)果為0。與此同時，基于STM相似原理與結(jié)構(gòu)，相繼產(chǎn)生了一系列利用探針與樣品的不同相互作用來探測表面或界面在納米尺度上表現(xiàn)出來性質(zhì)的掃描探針顯微鏡(SPM)，用來獲取通過STM無法獲取的有關(guān)表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的各種信息。