在超精密車床上用經(jīng)過精細研磨的單晶金剛石車刀進行微量車削,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900毫米的非球面反射鏡,最高精度可達0.2微米,表面粗糙度為Rz0.03微米。
當CNC精密零件加工精度以納米,甚至最終以原子單位(原子晶格距離為0.1~0.3納米)為目標時,切削加工方法已不能適應(yīng),需要借助特種加工的方法,即應(yīng)用化學(xué)能、電化學(xué)能、熱能或電能等,使這些能量超越原子間的結(jié)合能,從而去除工件表面的部分原子間的附著、結(jié)合或晶格變形,以達到超精密加工的目的。
不銹鋼零件加工屬于這類加工的有機械化學(xué)拋光、離子濺射和離子注入、電子束曝射、激光束加工、金屬蒸鍍和分子束外延等。這些方法的特點是對表面層物質(zhì)去除或添加的量可以作極細微的控制。但是要獲得超精密的加工精度,仍有賴于精密的加工設(shè)備和精確的控制系統(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掩膜上的光致抗蝕劑(見光刻)進行曝射,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的或未聚合過的部分溶解掉,制成掩膜。電子束曝射制版需要采用工作臺定位精度高達±0.02微米的超精密加工設(shè)備。