20世紀(jì)60年代為了適應(yīng)核能、大規(guī)模集成電路、激光和航天等技術(shù)的需要而發(fā)展起來(lái)的精度的加工技術(shù)。超精密加工的精度比傳統(tǒng)的精密加工提高了一個(gè)以上的數(shù)量級(jí)。到20世紀(jì)80年代,加工尺寸精度可達(dá)10納米(1×10-8米),表面粗糙度達(dá)1納米。
超精密切削加工
主要有超精密車削、鏡面磨削和研磨等。在超精密車床上用經(jīng)過(guò)精細(xì)研磨的單晶金剛石車刀進(jìn)行微量車削,切削厚度僅1微米左右,常用于加工有色金屬材料的球面、非球面和平面的反射鏡等高精度、表面高度光潔的零件。例如加工核聚變裝置用的直徑為800毫米的非球面反射鏡,精度可達(dá)0.1微米,表面粗糙度為Rz0.05微米。
這些方法的特點(diǎn)是對(duì)表面層物質(zhì)去除或添加的量可以作極細(xì)微的控制。但是要獲得超精密的加工精度,仍有賴于精密的加工設(shè)備和的控制系統(tǒng),并采用超精密掩膜作中介物。例如超大規(guī)模集成電路的制版就是采用電子束對(duì)掩膜上的光致抗蝕劑(見光刻)進(jìn)行曝射,使光致抗蝕劑的原子在電子撞擊下直接聚合(或分解),再用顯影劑把聚合過(guò)的或未聚合過(guò)的部分溶解掉,制成掩膜。電子束曝射制版需要采用工作臺(tái)定位精度高達(dá)±0.01微米的超精密加工設(shè)備。
傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法(普通加工)與精密和超精密加工方法一樣。隨著新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備以及新的測(cè)試技術(shù)和儀器的采用,其加工精度都在不斷地提高。
加工精度的不斷提高,反映了加工工件時(shí)材料的分割水平不斷由宏觀進(jìn)入微觀世界的發(fā)展趨勢(shì)。隨著時(shí)間的進(jìn)展,原來(lái)認(rèn)為是難以達(dá)到的加工精度會(huì)變得相對(duì)容易。因此,普通加工、精密加工和超精密加工只是一個(gè)相對(duì)概念?其間的界限隨著時(shí)間的推移不斷變化。精密切削與超精密加工的典型代表是金剛石切削。