精密體積塑性成形技術的現狀和發展趨勢。
現狀
隨著高新技術的迅猛發展，微機電系統（micro-electro-mechanicalsystems，MEMS）和微系統技術（micro-system technology，MST）等由於具有節省空間、節約能源、易於重組、便攜輕巧等優點，在民用和軍用諸多領域備受青睞。這些技術的興起和廣泛套用，增大了對微型零件的需求量，對微型零件的製造成本和效率提出了更高要求。傳統的微型零件製造工藝，如IC工藝和LIGA技術等，無法滿足實際生產中對加工材料的種類和生產效率的需要，從而促進了微型零件製造新工藝的發展，微塑性成形技術就是其中最重要的加工工藝之一。
微型零件的加工技術在MEMS和微系統等技術中占有重要地位。現有的微細加工技術是在微電子積體電路工藝（IC）的基礎上發展起來的，加工微型零件主要使用矽材料。IC工藝適合於微細化和批量生產，工藝已實現了自動化。但是其生產周期長，成本高，可加工的材料種類較少，並且只能加工準平面的微型零件，從而制約了它在微型零件加工方面的發展。隨後，出現了多種新的微細加工技術，其中具有代表性的有以下幾種：
LIGA（Lithograthie Galvanoformung Abformung）技術是X射線深層光刻、微電鑄和微塑鑄三個工藝的組合。該技術的優點是能夠製造出複雜的三維微型零件，成形的零件有較大的深寬比，最大可達100以上，厚度為幾百到上千微米，並且沿深度方向的直線性和垂直性非常好，表面質量高。使用該技術可以加工有機高分子材料、各種純金屬和陶瓷等，並且可以利用微複製工藝進行微型零件的大批量生產。德國美茵茨微技術研究所（Institutfür Mikrotechnik Mainz）將LIGA技術和精加工技術相結合，成功製造出齒高80μm、總高約為550μm的二階微型齒輪組。該所還使用LIGA技術研製出微型齒輪行星減速器，成功地將微型齒輪用於液體的精確調控。中國科學技術大學國家同步輻射實驗室利用LIGA技術成功製造出直徑為400μm的微型齒輪活動部件。此外，上海交通大學等單位也在LIGA製造技術方面開展了較多的研究工作。然而，由於採用光刻技術使得LIGA技術很難套用於傾斜面、複雜三維曲面的微細三維加工，並且使用的同步輻射X射線源比較昂貴，因而極大地限制了該項技術的套用範圍。
為了避免使用昂貴的同步輻射X射線，出現了DEM（Deepetching，Electro-forming，Microreplication）技術。DEM使用深層刻蝕工藝來代替同步輻射X射線深層光刻，然後進行後續的微電鑄和微複製工藝。採用該技術可以製造非矽材料高深寬比的微型零件，並且成本低，有望成為一項全新的三維加工技術。一些傳統的加工技術通過尺寸縮小可以用來加工微型零件，如電火花加工、雷射加工、車削和磨削等加工技術。微細電火花加工技術是利用工件與微電極間脈衝放電產生的瞬時高溫使工件材料局部熔化和汽化，來達到加工的目的，使用該技術可以加工出幾十微米甚至更小的微型零件。哈爾濱工業大學趙萬生、王振龍教授等人在微型零件的微細電火花加工工藝和加工設備方面開展了大量的研究工作，加工出?4.5μm的微細軸和?8μm的微細孔，達到了世界先進水平。該技術的不足之處是加工效率較低。雷射加工可以加工尺寸很小的型腔，並可以用於易碎和難加工材料的加工，只是加工後的表面需要再處理。在機械加工方面，哈爾濱工業大學精密工程研究所梁迎春教授將微細銑削技術套用到微型零件加工中，孫濤教授等人使用原子力顯微鏡實現微齒輪的加工，並成功刻畫出微齒輪。
此外，化學各向異性刻蝕技術等也可以用於微型零件的加工和製造，但是其套用的範圍有限。上述微型零件微細加工技術可以加工出尺寸非常小的零件，但在加工效率、製造成本等方面存在不同程度的不足。因而開展效率高、成本低的微塑性成形技術研究就顯得尤為必要。
發展趨勢
與傳統的塑性成形工藝相比，微塑性成形中微型零件的幾何尺寸等可以按比例縮小，而有一些材料參數卻保持不變，如材料的微觀晶粒度和表面粗糙度等，從而導致材料的塑性變形性能發生改變，使得傳統的成形工藝方法不能通過等比例縮小套用到微塑性成形領域。因而，研究微觀尺度下材料的塑性變形規律，揭示微塑性成形機理，成為微塑性成形技術的重要研究方向之一。同時，微塑性成形中塑性變形區的尺寸接近晶粒尺寸，材料微觀組織的不均勻性導致微塑性成形的不均勻性更為突出，也成為一項重要的研究。
同時微塑性成形技術不是傳統塑性成形工藝的簡單等比例縮小，而是一個嶄新的研究領域。微塑性成形是在亞毫米或微米量級發生的，塑性變形區的大小接近晶粒尺寸，材料的微觀組織結構對材料微塑性成形性能的影響比對巨觀塑性變形的影響顯著，建立在巨觀連續介質力學基礎上的塑性變形理論不能對微塑性成形中出現的現象如尺寸效應等給予很好的解釋。同時，零件尺寸的微小化給微塑性體積成形裝置、模具製造和裝配以及成形件的分析和測試等提出了更高要求，傳統的塑性成形設備和工藝方法已經不能滿足微塑性成形的需要。因而，開展微塑性體積成形裝置和成形機理方面的研究就顯得尤為迫切。
