微型化加工和超精密加工機床行業(ye) 是一個(ge) 雖然不大但是很精細的行業(ye) 。在德國，大約有5~6家企業(ye) 可以提供這種在成形精度和表麵質量方麵達到納米級的高精密機床。據位於(yu) Salem的Kugler有限責任公司股東(dong) 總經理Lothar Kugler估計，在德國，微型化和超精密機床按價(jia) 值計算的市場容量大約為(wei) 1500萬(wan) 歐元。在爭(zheng) 取客戶的過程中，外國的競爭(zheng) 者，特別是美國的製造商們(men) 扮演著非常重要的角色。Kugler在論述其原因時說道：“從(cong) 傳(chuan) 統意義(yi) 上講，美國製造商在超精密切削加工方麵要領先一步，因為(wei) 是他們(men) 在軍(jun) 事技術中開發了這種高科技的機器，他們(men) 在此中進行了許多投資並不斷地進行開發工作。”德國的製造廠商們(men) 在軍(jun) 事技術的應用方麵過於(yu) 保守，並因此錯失了在金剛石車削和銑削方麵和先進技術接軌的機會(hui) 。但是他認為(wei) ，這並不涉及微型化加工。“我認為(wei) ，在這方麵，我們(men) 要比美國企業(ye) 先進得多。日本企業(ye) 也是我們(men) 應當認真對待的競爭(zheng) 者。”

Kugler有限責任公司股東總經理Lothar Kugler說：

“能夠進行切削加工和激光加工(laser oem)的組合機床是發展的趨勢。”

在談到增長率方麵的問題時，Kugler認為(wei) ：“在可以用微型化和超精密機床加工的產(chan) 品以兩(liang) 位數的增長率增加的同時，機床的增長率卻是一位數。”按照他的觀點，此中原因在於(yu) 一些沒有解決(jue) 的問題。“例如，如果涉及到要將一個(ge) 30mm的銑刀進行可重複地裝夾，同時具有很高的同心性精度的話，那麽(me) 對目前可使用的主軸來說要求就過高了。”另一個(ge) 問題是主軸升溫的問題，這個(ge) 問題目前還不能按照使用所謂的“納米銑刀”進行超精密加工的要求進行控製。Aachen的Frauenhof 生產(chan) 技術研究所的超精密機床組組長Christian Wenzel也認為(wei) ：“熱穩定性問題是最困難的課題之一。”他把對超精密加工機床的要求歸結為(wei) 以下幾點：“特別高的定位和重複精度，非常高的軸的相互位置精度以及很好的減振性能。”因此靜液壓或加預應力的氣體(ti) 靜力導向裝置是不可放棄的標準設備，或根據應用情況采用直線電動機等等。#p#分頁標題#e#

帶有轉矩電動機的旋轉－擺動裝置有一個(ge) 360°的旋轉軸和一個(ge) ±100°的擺動軸

可以達到4～5nm的表麵光潔度

在加工中幾乎全部使用單晶體(ti) 金剛石的切削刀具。這種切削材料的優(you) 點是其硬度特別高，而且可以產(chan) 生出具有原子狀態銳度的切削刃。隻有具備在亞(ya) 微米範圍的切削刃銳度，才可以製造出具有光學質量的隻有幾個(ge) 納米的光潔度表麵。Wenzel說：“使用一個(ge) 很好的協調的係統是可以達到4～5nm的表麵光潔度的。”形狀精度取決(jue) 於(yu) 要製造的工件的外部形狀。他說：“平麵加工的形狀精度約為(wei) 100nm～100mm之間。”

Wenzel說：“采用超精密加工主要為(wei) 了直接製造光學鏡組，如接觸透鏡和激光鏡組等，或者為(wei) 了製造注塑模具。並可以普遍地對塑料和有色金屬材料進行切削加工，如黃銅、銅、鋁、鎳等。” 令超精密加工廠商遺憾的是，因為(wei) 金剛石和碳有著很高的親(qin) 和性，因此它不能用於(yu) 加工鋼材。Kugler說道：“目前這是不可能的。當然，研究人員正在著手解決(jue) 這個(ge) 問題。例如，使用金剛石刀具進行超聲波支持的鋼材加工。”目前仍在采用替代技術，如研磨、激光加工(laser oem)或鋼材塗層等。

TDM －1150型超精密車床可以對直徑最大為(wei) 300mm、長度最大為(wei) #p#分頁標題#e#1500mm、

晶體(ti) 結構尺寸為(wei) 3～200mm的成形輥筒進行結構加工

組合機床是發展趨勢

激光加工(laser oem)可以作為(wei) 獨立的工藝方法使用，也可以和研磨結合采用，在此種情況下用激光打平工件表麵上的磨紋。據Kugler估計，能夠進行切削加工和激光加工(laser oem)的組合機床是發展的趨勢。

在微型化加工時，工件和刀具的裝卸輸送可以實現自動化，與(yu) 此不同的是，超精密加工機床的裝卸輸送還是人工作業(ye) 。預計這一點正在補救解決(jue) ，Kugler說：“我們(men) 正在和生產(chan) 技術研究所合作，設法用機器人自動並可重複地更換直徑為(wei) 微米範圍的刀具。”目前使用的最小刀具直徑在30mm之下。

其他研究項目的宗旨在於(yu) 加強德國製造商的競爭(zheng) 能力。例如，一個(ge) 課題小組在“微型結構”項目的框架內(nei) 正在研製一台對輥筒進行超精密加工的機床。想要加工直徑為(wei) 200~600mm、長度為(wei) 500~2000mm，晶體(ti) 結構尺寸為(wei) 5~150mm的輥筒。機床需配備高精密度的金剛石刀具測量裝置，以便實現自動化更換刀具。該項目執行單位Karlsruhe研究中心的Michael Petzold 說：“該項目進展很快，已經可以製造和試驗一台展示型機器了。”Kugler在他的產(chan) 品目錄中已經列上了一種輥筒車床：TDM －1150型超精密車床，可以對直徑最大為(wei) 300mm、長度最大為(wei) 1500mm、晶體(ti) 結構尺寸為(wei) 3~200mm的輥筒進行結構加工。研製小組的最新產(chan) 品是一個(ge) 能滿足超精密加工要求的小型旋轉－擺動裝置，該裝置帶有能產(chan) 生高動能的高轉矩電動機。“我認為(wei) ，我們(men) 是世界上惟一能提供這種產(chan) 品的廠家。”#p#分頁標題#e#