由于各種微型，高精密器械的需求，微型模具及時得到了發(fā)展。本文介紹了微型零件的應(yīng)用實例及其制造方法。
在產(chǎn)品組合中，零件可按尺寸大小分為微型、小型、中型、大型及超大型五種。目前，中間尺寸零件，即小型、中型和大型的零件，通過各種加工方法基本上都能完成，至于其它兩個極端的尺寸零件，即微型和超大型的零件，在加工成形、檢驗尺寸和傳送運輸方面都存在著各種各樣的問題。越來越精密化的巿場趨勢，對生產(chǎn)企業(yè)進一步提出了更高的技術(shù)要求。
微型零部件的應(yīng)用實例
綜合國內(nèi)外資料報道，已在微機電、通信、電子、攝像機、醫(yī)療儀器及裝置、宇航及軍工等領(lǐng)域中，不斷地從設(shè)計、試制，直到完成產(chǎn)品。微型零部件的應(yīng)用介紹如下：
微型齒輪
直齒圓柱齒輪尺寸是：
模數(shù)：m = 0.2
齒數(shù)：z = 6
分度圓直徑：d = m×z = 0.2×6 = 1.2mm
齒頂高：ha = m = 0.2mm
齒根高：hf = 1.25 m = 1.25×0.2 = 0.25mm
齒高：h = 2.25 m = 2.25×0.2 = 0.45mm
齒頂圓直徑：da = m（z +2） =0.2（6+2） =1.6mm
齒根圓直徑：df = m（z-2.5） = 0.2（6-2.5）= 0.7mm
圖2所示為1mm微馬達的照片，右邊是一粒芝麻來作大小比較，旋轉(zhuǎn)時最大轉(zhuǎn)速為18,000 rpm，僅為12.5 mg 。
圖3所示為2mm微減速器的照片，齒輪模數(shù)為 0.03，減速比為4.42。該減速器是目前國際上模數(shù)最小的行星齒輪減速器。
美國某國家實驗室研制出由六個微細密碼齒輪組成的微型電腦密謀鎖，齒輪直徑僅是300μm，齒輪是由電磁動力推動，外形尺寸（長、寬）為9mm×4mm，目前是世界上最小、最牢固的微型電腦密碼鎖。
微型汽車
圖4所示為外形尺寸2 mm×2 mm×3mm （高、寬、長 ）的微型汽車照片，以2個直徑2mm微馬達作為驅(qū)動器，能負重170 mg行駛。
圖5所示為微型泵照片，用直徑2mm微馬達作為驅(qū)動源，最大流量達12.6 ml/min， 泵體直徑為4 mm。
荷蘭最新研制出世界上最小的微型攝影飛機，翼展長4英寸（10cm），重量僅3 g，它看上去更像是一只蜻蜓，尤其是拍打翅膀飛行時的樣子。它可以攜帶微型攝影儀，將實時觀測到視頻景象傳輸?shù)降孛媛?lián)絡(luò)站。
微型直升飛機
圖6所示為目前世界上重量最輕的微型直升機外形照片，右上角用一顆長生果來作大小比較，機長18mm，高度5mm，重量100mg，以二個直徑作為2mm微馬達作為驅(qū)動器，能離地垂直飛行。
它由納米晶體制成的活性復合材料制作，可放置微型攝像機，集成電腦芯片，裝在人體頭腦上部，通過這兩個部件將攝像信號轉(zhuǎn)化成電脈沖來刺激大腦的振葉神經(jīng)，完成實現(xiàn)可視功能。 當前，因單件制作的成本昂貴，若通過模具進行生產(chǎn)，其加工成本明顯下降。
微型零件的制造方法
眾所周知，我們在精密、復雜、組合、多功能復合模和高速多工位級進模，連續(xù)復合精沖模，高強度厚板精沖模，子午線輪胎活絡(luò)模具等方面已有很大的進展和成就；對于航空航天、高速鐵路、電子和通信、城巿軌道交通、船舶、導彈及火箭等領(lǐng)域要求的高溫、高速、高壓、高強度、高韌度、高耐磨性材料的新的成形工藝及模具制造也已有重大的突破。據(jù)國內(nèi)外資料報道，微型零件的制造方法主要有：
微擠壓成形法
20 世紀 90 年代出現(xiàn)了應(yīng)用傳統(tǒng)塑性加工工藝制備微型零件的微塑性成形技術(shù)，可用于生產(chǎn)至少在兩維方向上尺寸處于1 mm以下的零件，利用這一技術(shù)制備的微型零件具有高精度、高生產(chǎn)效率、低成本、凈成形等優(yōu)點，并已大量應(yīng)用于微電子、微機械等行業(yè)當中。因此，微塑性成形已成為微器件制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。
微成形模具（見圖7）主要由凸模與凹模組成。設(shè)計時借鑒了傳統(tǒng)模具的設(shè)計方法，并結(jié)合微成形裝置的尺寸和結(jié)構(gòu)特點，在保證微成形模具具有足夠強度的前提下，選擇適合裝置的模具尺寸。凹模與裝置本體采用六角螺栓固定，為便于擠出件的退出，凹模采用橫向分割式，即將凹模分為上半凹模與下半凹模，為避免擠出時材料流入兩半凹模配合表面的間隙，應(yīng)對兩個配合表面進行磨光處理。通過改變凸模與凹模型腔的形狀，尺寸及結(jié)構(gòu)，還可以成形其他不同三維結(jié)構(gòu)的微型零件，從而擴大成形系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
在產(chǎn)品組合中，零件可按尺寸大小分為微型、小型、中型、大型及超大型五種。目前，中間尺寸零件，即小型、中型和大型的零件，通過各種加工方法基本上都能完成，至于其它兩個極端的尺寸零件，即微型和超大型的零件，在加工成形、檢驗尺寸和傳送運輸方面都存在著各種各樣的問題。越來越精密化的巿場趨勢，對生產(chǎn)企業(yè)進一步提出了更高的技術(shù)要求。
微型零部件的應(yīng)用實例
綜合國內(nèi)外資料報道，已在微機電、通信、電子、攝像機、醫(yī)療儀器及裝置、宇航及軍工等領(lǐng)域中，不斷地從設(shè)計、試制，直到完成產(chǎn)品。微型零部件的應(yīng)用介紹如下：
微型齒輪
直齒圓柱齒輪尺寸是：
模數(shù)：m = 0.2
齒數(shù)：z = 6
分度圓直徑：d = m×z = 0.2×6 = 1.2mm
齒頂高：ha = m = 0.2mm
齒根高：hf = 1.25 m = 1.25×0.2 = 0.25mm
齒高：h = 2.25 m = 2.25×0.2 = 0.45mm
齒頂圓直徑：da = m（z +2） =0.2（6+2） =1.6mm
齒根圓直徑：df = m（z-2.5） = 0.2（6-2.5）= 0.7mm
圖1 圓柱齒輪尺寸
圖2所示為1mm微馬達的照片，右邊是一粒芝麻來作大小比較，旋轉(zhuǎn)時最大轉(zhuǎn)速為18,000 rpm，僅為12.5 mg 。
圖2 微馬達
圖3所示為2mm微減速器的照片，齒輪模數(shù)為 0.03，減速比為4.42。該減速器是目前國際上模數(shù)最小的行星齒輪減速器。
圖3 微減速器（右為芝麻）
美國某國家實驗室研制出由六個微細密碼齒輪組成的微型電腦密謀鎖，齒輪直徑僅是300μm，齒輪是由電磁動力推動，外形尺寸（長、寬）為9mm×4mm，目前是世界上最小、最牢固的微型電腦密碼鎖。
微型汽車
圖4所示為外形尺寸2 mm×2 mm×3mm （高、寬、長 ）的微型汽車照片，以2個直徑2mm微馬達作為驅(qū)動器，能負重170 mg行駛。
微型汽車
圖5所示為微型泵照片，用直徑2mm微馬達作為驅(qū)動源，最大流量達12.6 ml/min， 泵體直徑為4 mm。
微型泵
荷蘭最新研制出世界上最小的微型攝影飛機，翼展長4英寸（10cm），重量僅3 g，它看上去更像是一只蜻蜓，尤其是拍打翅膀飛行時的樣子。它可以攜帶微型攝影儀，將實時觀測到視頻景象傳輸?shù)降孛媛?lián)絡(luò)站。
微型直升飛機
圖6所示為目前世界上重量最輕的微型直升機外形照片，右上角用一顆長生果來作大小比較，機長18mm，高度5mm，重量100mg，以二個直徑作為2mm微馬達作為驅(qū)動器，能離地垂直飛行。
圖6 微型直升飛機
它由納米晶體制成的活性復合材料制作，可放置微型攝像機，集成電腦芯片，裝在人體頭腦上部，通過這兩個部件將攝像信號轉(zhuǎn)化成電脈沖來刺激大腦的振葉神經(jīng)，完成實現(xiàn)可視功能。 當前，因單件制作的成本昂貴，若通過模具進行生產(chǎn)，其加工成本明顯下降。
微型零件的制造方法
眾所周知，我們在精密、復雜、組合、多功能復合模和高速多工位級進模，連續(xù)復合精沖模，高強度厚板精沖模，子午線輪胎活絡(luò)模具等方面已有很大的進展和成就；對于航空航天、高速鐵路、電子和通信、城巿軌道交通、船舶、導彈及火箭等領(lǐng)域要求的高溫、高速、高壓、高強度、高韌度、高耐磨性材料的新的成形工藝及模具制造也已有重大的突破。據(jù)國內(nèi)外資料報道，微型零件的制造方法主要有：
微擠壓成形法
20 世紀 90 年代出現(xiàn)了應(yīng)用傳統(tǒng)塑性加工工藝制備微型零件的微塑性成形技術(shù)，可用于生產(chǎn)至少在兩維方向上尺寸處于1 mm以下的零件，利用這一技術(shù)制備的微型零件具有高精度、高生產(chǎn)效率、低成本、凈成形等優(yōu)點，并已大量應(yīng)用于微電子、微機械等行業(yè)當中。因此，微塑性成形已成為微器件制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。
微成形模具（見圖7）主要由凸模與凹模組成。設(shè)計時借鑒了傳統(tǒng)模具的設(shè)計方法，并結(jié)合微成形裝置的尺寸和結(jié)構(gòu)特點，在保證微成形模具具有足夠強度的前提下，選擇適合裝置的模具尺寸。凹模與裝置本體采用六角螺栓固定，為便于擠出件的退出，凹模采用橫向分割式，即將凹模分為上半凹模與下半凹模，為避免擠出時材料流入兩半凹模配合表面的間隙，應(yīng)對兩個配合表面進行磨光處理。通過改變凸模與凹模型腔的形狀，尺寸及結(jié)構(gòu)，還可以成形其他不同三維結(jié)構(gòu)的微型零件，從而擴大成形系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
圖7 微成形模具
微擠壓成形作為一種近凈成形技術(shù)，在難加工材料及復雜構(gòu)件的加工中具有明顯的優(yōu)點。目前，國外對該技術(shù)的成形裝置研究已取得了突破性的成果。
照相腐蝕法
因微米與納米之間的零件尺寸，采用常規(guī)的機械加工方法是無法達到的，所以必需采用照相制板和化學腐蝕相結(jié)合的技術(shù)。即在模具型腔上均勻地噴涂上一層感光膠膜，膠膜經(jīng)曝光后發(fā)生化學變化，感光后的膠膜非但不溶于水，而且還增強了耐蝕性，而未感光的膠膜能溶于水，經(jīng)過水的清洗該部分金屬就裸露而無保護，在腐蝕液的侵蝕下，就獲得了所刻蝕的型腔。
