20世紀60年代為了適應核能、大規(guī)模集成電路、激光和航天等技術的需要而發(fā)展起來的精度的加工技術。超精密加工的精度比傳統(tǒng)的精密加工提高了一個以上的數(shù)量級。到20世紀80年代,加工尺寸精度可達10納米(1×10-8米),表面粗糙度達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800毫米的非球面反射鏡,精度可達0.1微米,表面粗糙度為Rz0.05微米。
這些方法的特點是對表面層物質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±0.01微米的超精密加工設備。
傳統(tǒng)的機械加工方法(普通加工)與精密和超精密加工方法一樣。隨著新技術、新工藝、新設備以及新的測試技術和儀器的采用,其加工精度都在不斷地提高。
加工精度的不斷提高,反映了加工工件時材料的分割水平不斷由宏觀進入微觀世界的發(fā)展趨勢。隨著時間的進展,原來認為是難以達到的加工精度會變得相對容易。因此,普通加工、精密加工和超精密加工只是一個相對概念?其間的界限隨著時間的推移不斷變化。精密切削與超精密加工的典型代表是金剛石切削。