微细加工技术教学课件.ppt

1.激光快速成型技术 立体光刻（SLA， Stereolithography ）工艺 分层实体制造（LOM， Laminated Object Manufacturing ）工艺 熔融沉积制造（FDM， Fused Deposition Modeling ）工艺 选择性激光烧结（SLS， Selective Laser Sintering ）工艺 3.3 微制造中的材料沉积技术 SLA工艺过程 液槽中盛满液态光固化树脂，激光束在偏转镜作用下，能在液态表面上扫描，扫描的轨迹及光线的有无均由计算机控制，光点打到的地方，液体就固化。当一层扫描完成后，未被照射的地方仍是液态树脂。然后升降台带动平台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂，刮平器将粘度较大的树脂液面刮平，然后再进行下二层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕, 得到一个三维实体模型。 图4-4 SLA工作原理图 3.3 微制造中的材料沉积技术 LOM工艺过程 激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓用二氧化碳激光束对箔材沿轮廓线将工作台上的纸切割出轮廓线，并将纸的无轮廓区切割成小碎片。供料机构转动收料轴和供料轴，带动料带移动，使新层移到加工区域，工作台上升到加工平面，热压辊热压，工件的层数增加一层，高度增加一个料厚，再在新层上切割截面轮廓。如此反复直至零件的所有截面粘接、切割完，得到分层制造的实体零件。 图4-5 LOM工艺原理图 图4-6 FDM工艺过程 材料受到挤压成为半熔融状 态的细丝，通过送丝机构送 进热熔喷头，在喷头内被加 热融化，喷头沿零件轮廓作 填充轨迹运动（一般喷头可 沿着X轴方向移动，而工作 台则沿Y轴方向移动），同 时将半流动状态的材料按 CAD分层数据控制的路径挤 出并沉积在指定的位置凝固 成形，并与周围的材料粘 结，层层堆积成型。 FDM工艺过程 SLS工艺过程 图4-7 SLS工艺过程 SLS工艺过程 成型过程开始时，供粉缸内活塞上移一给定量，铺粉滚 筒将粉料均匀地铺在成型缸加工表面上，加热至恰好低 于该粉末烧结点的某一温度，激光束在计算机的控制下 以给定的速度和能量对第一层截面信息进行扫描。材料 粉末在高强度的激光照射下被烧结固化为给定厚度的片 层，未烧结的粉末被用来作为支撑，这样零件的第一层 截面便制作出来。此时，成型缸活塞下移一给定量，供 料缸活塞上移，铺粉滚筒再次铺粉，激光束再按第二层 信息进行扫描，所形成的第二片层同时也被烧结固化在 第一层上，如此逐层叠加，一个三维实体零件就制作出 来了(如图4-7)。 3.3 微制造中的材料沉积技术 2.激光诱导化学气相沉积 化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，VCD）是通过化学反应的方式，利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术。 Laser Chemical Vapor Deposition，简称LCVD ，分光LCVD和热 LCVD。 概述 军事领域 信息领域 航空、航天 生物、医疗 汽车 工业控制 环境保护 消费类、玩具 4.MEMS的应用 MEMS对21世纪的科学 技术，人类生产和生活方式将产生革命性影响，并在未来高科技战争中扮演着举足轻重的角色，是关系国民经济发展和国家安全保障的关键技术。利用MEMS技术，可以制成准确检测病变的基因芯片、比手掌还小的飞行器、重量仅有几十克的微小卫星…… 4.1 MEMS在军事领域的应用 军事领域是MEMS技术的最早应用点，对推动MEMS技术的进步起到了很大作用 引信安全、炮弹弹道修正、子母弹开仓控制、 侵彻点控制 单兵携带 雷达 战场毒气检测和救护 侦察：小飞机 后勤保障 用于武器制导和个人导航的惯性导航组合 用于超小型、超低功率无线通讯（RF 微米/纳米和微系统）的机电信号处理 用于军需跟踪、环境监控、安全勘察和无人值守分布式传感器 用于小型分析仪器、推进和燃烧控制的集成流量系统 武器安全、保险和引信 用于有条件保养的嵌入式传感器和执行器 用于高密度、低功耗的大量数据存储器件 用于敌友识别系统、显示和光纤开关的集成微光学机械器件 用于飞机分布式空气动力学控制和自适应光学的主动的、共型表面。 4.1 MEMS在军事领域的应用 4.2信息领域 全光通信网：光开关和开关阵列、光可变衰减器、光无源互连耦合器、可调滤波器、光相干探测器、光功率限幅器、微透镜、光交叉连接器OXC、光分插复用器OADM和波分复用器 无线电话； MEMS电容、电感、传输线、RF MEMS滤波器、RF MEMS振荡器、MEMS移相器、微波收发机MEMS集成化射频前端 计算机；摄像头、鼠标