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1、目前微纳米中心拥有是实验室面积5800m2,超净间600m2,仪器设备价值近2000余万元。直接从事微结构与微系统的设计、制造、检测等方面研究的工作人员40人，其中90%为中青年研究人员和博士学位获得者。2006年建立了微系统与微结构制造教育部重点实验室2007年建设了国防科工委“精密与微纳制造”国防紧缺学科2007年建设了国防科技工业超精密机械加工技术研究应用中心微纳米先进测试与基础研究平台微纳米制造工艺与装备研究平台微结构与微系统设计及集成技术平台微纳米技术研究高水平人才培养基地特色研究方向：特色研究方向：微结构的超精密及纳米加工工艺与装微结构的超精密及纳米加工工艺与装备技术备技术微细特种
2、加工工艺与装备技术微细特种加工工艺与装备技术微塑性成型工艺与装备技术微塑性成型工艺与装备技术微铸造成型技术微铸造成型技术微检测及微操作与微装配技术微检测及微操作与微装配技术微小型机器人技术微小型机器人技术微型传感器及微型传感器及MEMS集成技术集成技术模具与微模具与微模具与微模具与微结结构制造构制造构制造构制造微微微微结结构件构件构件构件的批生的批生的批生的批生产产微系微系微系微系统统集成集成集成集成 根据本领域目前国内外的科学根据本领域目前国内外的科学研究现状和发展趋势，结合国研究现状和发展趋势，结合国家现有学科布局的特点，围绕家现有学科布局的特点，围绕我国制造业中长期发展规划中我国制造业中
3、长期发展规划中的优先发展主题，以国防工业的优先发展主题，以国防工业和国民经济相关领域对微结构和国民经济相关领域对微结构与微系统的需求为牵引，面向与微系统的需求为牵引，面向国民经济主战场，充分发挥哈国民经济主战场，充分发挥哈工大相关学科的研究实力、优工大相关学科的研究实力、优势与特色，形成了以势与特色，形成了以非硅微纳非硅微纳制造工艺与装备为主线制造工艺与装备为主线的鲜明的鲜明研究特色。研究特色。3）微塑性成形技术课题组在国家自然基金和国家课题组在国家自然基金和国家“863”MEMS重大专项重大专项资金、以及哈工大校基金的资助下率先在国内开展了资金、以及哈工大校基金的资助下率先在国内开展了微型零
4、件精密微塑性成形技术和分子动力学模拟等方微型零件精密微塑性成形技术和分子动力学模拟等方面的研究，建立了精密微塑性成形研究平台面的研究，建立了精密微塑性成形研究平台。哈尔滨工业大学在哈尔滨工业大学在MEMSMEMS和微纳米制造，尤其是和微纳米制造，尤其是非硅微结构制造等方面，非硅微结构制造等方面，已经形成了从设计仿真、已经形成了从设计仿真、器件与模具微制造到低器件与模具微制造到低成本批量制造和系统装成本批量制造和系统装配与集成的整体配套制配与集成的整体配套制造能力。造能力。哈工大承担的微细加工课题及取得的主要成果近近5 5年来已完成微纳米制造及年来已完成微纳米制造及MEMSMEMS方向的国家方向
5、的国家863863项目项目1515项；国防项；国防973973项目项目1 1项；国家自然科学基金项目项；国家自然科学基金项目7 7项；项；国防及其他国家级项目国防及其他国家级项目9 9项。总经费项。总经费36003600余万元。余万元。目前正在承担的微纳米制造及目前正在承担的微纳米制造及MEMSMEMS方向的国家方向的国家863863项项目目1515项；国家自然科学基金项目项；国家自然科学基金项目1111项；国防及其他国项；国防及其他国家级项目家级项目1111项。在研经费项。在研经费50005000余万元。余万元。获国家技术发明获国家技术发明2 2等奖等奖1 1项，省部级奖项，省部级奖8 8项
6、；取得国家项；取得国家发明专利发明专利2020余项。余项。特种加工的产生及发展传统机械加工传统机械加工:18时世纪时世纪70年代年代蒸汽机的发明，蒸汽机的发明，但是直到汽缸镗床的创造与改进引但是直到汽缸镗床的创造与改进引起了第一次产业革命。起了第一次产业革命。在二战前的在二战前的150年里一直是机械切年里一直是机械切削加工。削加工。特种加工：特种加工：二战后，尤其二战后，尤其20世纪世纪50年代，随着年代，随着生产的发展和科学实验的需要对机生产的发展和科学实验的需要对机械制造提出了新的要求，尤其是国械制造提出了新的要求，尤其是国防工业部门。防工业部门。对机械制造提出的要求1.解决各种难加工材料
7、的加工问题解决各种难加工材料的加工问题如硬质合金、钛合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金如硬质合金、钛合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、宝石、石英以及锗、硅等各种刚石、宝石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强高硬度、高强度、高韧性、高脆性度、高韧性、高脆性的金属与非金属材料的加工。的金属与非金属材料的加工。2.解决各种特殊复杂表面的加工问题解决各种特殊复杂表面的加工问题喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、锻压模、喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣、锻压模、注射模的注射模的立体成型表面立体成型表面各种冲模、冷拔模上的各种冲模、冷拔模上的特殊截面的型孔特殊截面的型孔炮管内膛线、喷油嘴、栅网、喷丝
8、头上的小孔、窄缝炮管内膛线、喷油嘴、栅网、喷丝头上的小孔、窄缝等等特殊零件特殊零件3.3.解决各种超精、光整或具有特殊要解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题求的零件的加工问题航天、航空陀螺仪、伺服阀等航天、航空陀螺仪、伺服阀等表面质量和精度要表面质量和精度要求较高的零件求较高的零件细长轴、薄壁零件、弹性零件等细长轴、薄壁零件、弹性零件等低刚度零件低刚度零件传统加工的本质和传统加工的本质和特点特点1 依靠刀具材料比工件材料硬依靠刀具材料比工件材料硬2 靠机械能把工件上多余的金属材靠机械能把工件上多余的金属材料切除。料切除。当当工工件件材材料料愈愈来来愈愈硬硬，加加工工表表面面愈愈来来
9、愈愈复复杂杂的的情情况况下下，传传统统加加工工就就显显得得的的无无能能为为力力了了。这这是是特种加工产生与发展的外因。特种加工产生与发展的外因。特种加工的产生特种加工的产生 20世纪世纪40年代，前苏联拉扎林科夫妇年代，前苏联拉扎林科夫妇研究研究开关触点腐蚀的原因开关触点腐蚀的原因时发现时发现:利用利用工具工具和和工件工件之间不断的之间不断的脉冲性火花放脉冲性火花放电电产生的局部、瞬时的高温把金属蚀产生的局部、瞬时的高温把金属蚀除下来。由于加工过程中可以看到火除下来。由于加工过程中可以看到火花，故称电火花加工。花，故称电火花加工。电火花加工电火花加工Electrical Discharge M
10、achining(EDM)又称放电加工（日本又称放电加工（日本/英国英国/美国等）美国等）又称电蚀加工（前苏联及俄罗斯）又称电蚀加工（前苏联及俄罗斯）电火花加工产生的电火花加工产生的意义意义拉扎林科夫妇拉扎林科夫妇用铜丝在淬火钢上加用铜丝在淬火钢上加工出小孔工出小孔。意义：意义：摆脱了传统加工方法的束缚摆脱了传统加工方法的束缚用软的工具加工任何硬度的金属用软的工具加工任何硬度的金属材料材料利用电能热能来去除金属利用电能热能来去除金属为其他加工方法提供了新的思路为其他加工方法提供了新的思路特种加工概念特种加工概念 到目前特种加工的方法很多，采用到目前特种加工的方法很多，采用的能量有：热能、化学能
11、、电化学、的能量有：热能、化学能、电化学、光能、声能等。光能、声能等。为了区别于原有的金属切削加工，为了区别于原有的金属切削加工，这些新的加工方法统称为特种加工，这些新的加工方法统称为特种加工，国外称作：国外称作：Non-Traditional Machining(NTM，非传统加工，非传统加工)Non-Conventional Machining(NCM，非常规加工，非常规加工)特种加工的本质特种加工的本质不是主要依靠机械能，而是用不是主要依靠机械能，而是用其他能量来去除金属材料；其他能量来去除金属材料；工具硬度可以低于被加工材料工具硬度可以低于被加工材料的硬度；的硬度；加工过程中工具和工件
12、之间不加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。存在显著的机械切削力。特种加工的特点特种加工的特点可以加工任何硬度、强度、韧可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属和非金属材料；性、脆性的金属和非金属材料；专长于加工复杂零件、微细表专长于加工复杂零件、微细表面零件和低刚度零件；面零件和低刚度零件；一般为非接触加工，无宏观作一般为非接触加工，无宏观作用力。用力。我国特种加工的发我国特种加工的发展展20世纪世纪50年代中期，我国已研制出电火花穿孔年代中期，我国已研制出电火花穿孔机床、电火花表面强化机。机床、电火花表面强化机。建立电加工研究室建立电加工研究室20世纪世纪50年代末期，开始批量生
13、产电火花成型年代末期，开始批量生产电火花成型机和电火花表面强化机机和电火花表面强化机20世纪世纪60年代初，仿形电火花线切割机年代初，仿形电火花线切割机20世纪世纪60年代末，高速走丝电火花线切割机，年代末，高速走丝电火花线切割机，及其数控系统及其数控系统20世纪世纪50年代末，电解加工和超声加工。原兵年代末，电解加工和超声加工。原兵器工业部，采用电解方法加工炮管膛线、喷气器工业部，采用电解方法加工炮管膛线、喷气发动机叶片等。发动机叶片等。20世纪世纪60年代末到年代末到90年代，特种加工技术快速年代，特种加工技术快速发展时期，主要体现在如下几个方面：发展时期，主要体现在如下几个方面：1.1.
14、特种加工方法和机理特种加工方法和机理2.2.特种加工工艺特种加工工艺3.3.特种加工设备特种加工设备4.4.特种加工智能化、自动化特种加工智能化、自动化5.5.实际应用实际应用特种加工的发展趋特种加工的发展趋势势自动化、柔性化自动化、柔性化高效率高效率精密化与微细化精密化与微细化新工艺方法及复合工艺新工艺方法及复合工艺进一步开拓特种加工技术进一步开拓特种加工技术自动化、柔性化自动化、柔性化 充分利用计算机技术对特种加工充分利用计算机技术对特种加工设备的控制系统、电源系统进行优设备的控制系统、电源系统进行优化化,加大对特种加工的基本原理、加大对特种加工的基本原理、加工机理、工艺规律、加工稳定性加
15、工机理、工艺规律、加工稳定性等深入研究的力度等深入研究的力度,建立综合工艺建立综合工艺参数自适应控制装置、数据库等参数自适应控制装置、数据库等(如超声、激光等加工如超声、激光等加工),进而建立特进而建立特种加工的种加工的CAD/CAM与与FMS 系统系统,使加工设备向自动化、柔性化方向使加工设备向自动化、柔性化方向发展发展,这是当前特种加工技术的主这是当前特种加工技术的主要发展方向。要发展方向。精密化与微细化精密化与微细化 高新技术的发展促使高新技高新技术的发展促使高新技术产品向超精密化与小型化方向术产品向超精密化与小型化方向发展发展,对产品零件的精度与表面对产品零件的精度与表面粗糙度提出更严格的要求。为适粗糙度提出更严格的要求。为适应这一发展趋势应这一发展趋势,特种加工的精特种加工的精密化研究已引起人们的高度重视密化研究已引起人们的高度重视,因此因此,大力开发用于超精加工的大力开发用于超精加工的特种加工技术已成为重要的发展特种加工技术已成为重要的发展方向。方向。