微成型技术
微成形领域的基本问题
我们可以将微成形领域中的 问题分为四个部分：材料， 工艺，工具和设备。
尺寸效应
随着尺寸的变化而带来的一系列问题我们称 为尺寸效应，在微成形领域中这个效应越发 显著。
我们大致可以将尺寸效应分为两大类：流动 应力尺寸效应和摩擦尺寸效应。
LIGA技术的三个基本步骤：
借助同步辐射X光实现的厚 胶曝光、将样品结构浸入 电解液中在凹槽处电镀金 属和实现微复制的注塑成 形。
1.随着传统小型化的发展和MST的应用领域渐 渐增加，机械组件和金属微型零件将会有一个 很大的市场前景。
2.成型技术能够很好的满足市场的要求，作为 一种技术补充，在经济和生态因素、高准确性、 良好的机械性能和可靠性上有着很大的潜力。
流动应力尺寸效应
国内外学者在微成形领域的研究中发现，随着尺 寸的变小，材料成形的流动应力，延伸率，屈服 强度等都出现了不同程度的减少。
摩擦尺寸效应
摩擦是金属塑性成形中至关重要的一个因素。擦力随着尺寸的不断减少 反而不断增大。而其变化的原因是因为摩擦因 子会随着尺寸的不断减少而不断增大。
摩擦力对拉伸成形的影响十分大，对制品进 行润滑可以改善制品的成形性能。
微细电火花技术
微细电火花加工技术概述
微细电火花加工可用于加工所有导电材料而不 考虑材料的硬度等机械性能。
常用的微细电火花加工技术有：深等离子蚀刻 技术；微细超声加工；微细电解加工等。
微细电火花加工技术的基本原理
LIGA技术与准LIGA技术
3.微成型技术方面目前仍然没有很大突破。
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微成形技术
微成形技术大致可分为微体积成形和微薄板成形 两类。
微体积成形包括：挤压，墩粗，胀形，锻造等。 微薄板成形包括：拉伸，冲裁，弯曲等。
微薄板成形之微拉深
4.2.1 拉伸成形概念 利用模具将平板毛坯变成开口空心零件的冲压加工方法
称为拉伸
拉伸成形示意图各区受力
微拉伸
微拉伸成形过程中，由于尺寸的影响导致流 动应力和摩擦力的变化，所以极易出现起皱 和拉裂的现象。
金属塑性加工理论
——陈真
微成形简介 微成形的应用 微成形的主要问题 微细加工技术 微成形技术展望
随着微机电系统（MEMS）和电子工业的兴起，微成 形技术在电子行业得到了广泛的应用。比较典型的 应用是电子产品以及医疗器械的零部件生产，如： 电视机电子枪的微杯形件；引线框架等。
微成形的定义：材料的塑 性变形生产至少有两个维 度在亚毫米级以下的零件 成形。
高质量低成本的MuCell微发泡注塑成形技术.总结
高质量低成本的MuCell微发泡注塑成形技术简介MuCell微发泡注塑成形技术是一种高质量低成本的塑料注塑成形工艺，它通过对塑料熔体进行微型泡沫化来减少材料用量、缩短生产周期、提高产品性能。
该技术可以广泛应用于汽车、电子、医疗和家电等相关工业领域。
MuCell微发泡注塑成形技术优势材料节约MuCell技术可以将聚合物内部充分发泡，从而达到减少材料使用的目的。
研究表明，MuCell技术能够节省30%至50%的原材料。
生产效率提高MuCell技术不仅可以减少原材料使用，还可以缩短生产周期。
在压入模中的熔料中注入气体后，泡沫化的熔料可以更快地流动，并且工艺参数的精确性和可重复性大大提高，加速了生产效率。
组织结构细致化由于MuCell技术能够通过空气气泡使材料结构更加细致，所以产品的物理性能也得到了极大的提高。
改善产品外观通过泡沫化的表面与非泡沫化的内部的界面、表面纹理的变化，MuCell技术可以产生表面平整、外观精美的产品。
环保可持续由于使用MuCell技术不仅可以减少材料用量，还可以减少能源的消耗、二氧化碳排放、废物和回收率的提高，因此MuCell技术对环境具有积极影响。
应用领域汽车行业在汽车制造中，MuCell技术可以应用于制动系统、内饰、外饰、悬挂和照明系统中。
由于采用了Microcell技术，这些零部件的重量减轻、刚度更高、生产周期缩短、噪音和振动降低。
电子和家电行业在电子和家电制造业中，Microcell技术可以用于生产更轻、更细节、更高性能的产品。
例如，通过Microcell技术，可以生产更轻、更细节化的电脑外壳，增加了生产效率和热释放效率。
医疗行业在医疗行业，Microcell技术的应用轻质化各种手术器械、生产更浅薄、更精细的医疗器械等都可以得到很好的应用。
MuCell微发泡注塑成形技术发展趋势目前，该技术的研究和应用一直在不断发展。
在未来，随着人们对环境保护和材料利用率的更高要求，该技术必将得到更广泛和深入的应用。
激光微成形技术的研究及应用
效应 ， 已经成为微塑性成形领域 的研究热点。 目前 ， 激光技术在板
料微 成形领域 的应用研究 主Байду номын сангаас包括 ： 激光微弯 曲成形、 激光微冲
加工和装配校形 中显得尤为重要。 而传统微成形领域 中无法避免 击成形和激光辅助加热微成形。 的尺度效应（ 如零件的尺寸和形状 、 晶粒的大小和位置取 向、 摩擦 外学者正在致力于开展新型微成形技术的探索 ， 以满足高精度成 形和新型材料 的加工 。
机 械 设 计 与 制 造
Ｍ ａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉ ｎ ｃ ｉｅ ｙ ｓｇ 文 章编 号 ：０ １ ３９ （０ ０ １－ ０ ６ ０ １０ — ９ ７ ２ １ ） １０ ４ — ３ ＆ Ｍａ ｕａ ｔ ｅ ｎ ｆ ｃｕｒ
第 １ 期 １
２１ ０ ０年 １ １月
激 光微 成 形技 术 的研 究及 应 用 术
；成形精度的主要因素， 介绍了国内外激光微成形技术在精密成形和精确校形方面的应用研究进展 ， 最后展 ；望了 激光微成形技术的发展前景。 ９
：
关键词 ： 激光技术； 激光微弯曲； 激光微冲击成形； 激光辅助加热 ； 尺寸效应
；
【ｂｔ ｃ】 ａ ｒ ｉｏｏ ｉ ａ ｅｂ ｒ ｉ ｎ ｎｈ ｇｅｈｏｇ，ｈ ｈ ａｂ ｎ ｆ ｕ ｉ ｌ Ａ ｓａｔＬｓ ｃ ｆｒ ｎ ｉ ｆｘ ｌｐｅｓ ｆ ｉ ｉ ｃｎｌｙ ｉ ｓ ｅ ｏ ｓｎ ｒ ｅｍ ｒ ｍ ｇｓ ｌ ｉｅ ｃｉ ｉ ｓｎ ｔ ｏ ｗ ｃ ｈ ｅ ａ ｃ ｏ
ｉｃｓｅ．ｈｎｔｅａｐｉａｏ ｅｆｒ ｉｇａｄｌ ｅｆｎ ｄｕｔ ｎ ａ ｉｔ ｄ ｃｄ ｔａｔｈ ｒｓｅｔ ｕｓｄ ｅ ｐ ｌ ｔ ｎｏ ｌ ｒ ｏｍｎ ｎ ｒ ｅａｊｓ Ｔ ｈ ｃｉ ｆ ａ ｓ ｓ ａ ｉ ｍｅｔ ｓ ｎｒ ｕｅ． ， ｅ ｏ ｃ Ｗ ｏ Ａ ｌ ｔ ｐ ｐ ｓ
塑性微成形技术的发展
铸 、 塑 ３个词 的缩 写 ） 注 和激光 加工 的非 硅加 工技 术 已经难 以满足 微型 零 件 批 量 生产 的需 求 ， 是 人 们 于
纷纷 探索 新 的 ＭＥ ＭＳ制 造技 术 ， 极 大地促 进 了塑 这
性 微成形 技术 的发 展 。 在 当前 的 国际形 势下 ， 性 微 成形 技 术 面 临着 塑 前 所未有 的发 展机 遇 。正 是 由于这一 技术 诸多 的优 势（ 如生 产 率高 、 成本 低 、 环境 污染 少 、 对 材料损 失 少 等） 和广 泛 的应 用 领域 （ 如航 空 航 天 、 医疗 器 械 、 生 物、 军事 ， 至渗 透到 人们 的 日常生 活 中来 ）世 界 上 甚 ， 许 多 工业发 达 的 国家 ， 如美 国 、 日本 及欧 洲各 国都 投 入 了大量 资金 进 行 研 究 ］ 。美 国 国会 已把 微 电 子 机械 和纳 米 技 术 列 为 ２ １世 纪 重 点 发 展 学 科 之 一 。 日本 政府从 １ ９ ９ １年起 也把 微 机 械 研 究 作 为 国家 重 大科 研项 目。英 国政府 在财 政 困难情况 下极 力 支持
微机 械研 究 。德 国研究 技术 部也将 微 型机 械 系统 工
程列 为新 开发 的重 点项 目。我 国塑性 微成 形 的研究
ｌｙｒｍｏ ｅ） 解释 这种 “ 寸效 应” 象 ： ａ ｅ ｄ １来 尺 现 材料 在 塑
性微 成形 过程 中 ， 随着 工件 尺寸 降低 ， 面积 与体 积 表 的比值增 大 ， 使得 工 件 表 面 上 的 晶粒 数 目与 工 件 内
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塑性微 成形 技 术 的 发展 ＊
张 庆 丰 ， 旭 东 ， 涤 心 周 杨
（ 南科 技 大 学 材 料 科 学 与 Ｘ 程 学 院 ， 南 洛 阳 ４ １ ０ ） 河 － 河 ７ ０ ３
位错密度晶体塑性模型及在微成形模拟中的应用
Evers等人、 Cheong 和 Busso、Ma等人采用高阶位错密度晶体塑性模型，分别研究了晶格 错配引起的GNDs强化效应、Hall-Petch效应以及宏观非均匀塑性变形过程中梯度强化效应
据本文所知： 当前尚未报道可同时描述塑性微成形工艺一阶尺度效应和二阶尺度效应的研究成果
上海交通大学工学博士论文答辩
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选题意义及背景
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微成形研究现状 课题研究现状 拟解决的关键问题和技术
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选题意义及背景
微成形工艺的应用
塑性微成形的优点: 大批量、低成本、 高精度、高效率、 短周期、无污染、 净成形
微型硬盘(Toshiba)
微型齿轮传动器(Sandia)
微挤压集成电路引脚(LFT)
微拉深电子枪圆杯(Philip)
● FCC晶体有12个滑移系
● 每个滑移系由滑移面的 法线 和滑移方向
组成
位错滑移引起的分切应变张量
Schmid张量
上海交通大学工学博士论文答辩
2-2
有限变形晶体塑性理论
现象学晶体塑性流动模型和硬化模型
● 塑性功等效原理
● 滑移系分切应力 ● 现象学率相关流动方程
● 现象学硬化方程
滑移系交互系数
（自硬化、潜硬化）
上海交通大学工学博士论文答辩 2-4
基于超弹性框架的准隐式积分算法
次弹性晶体塑性模型数值缺点
● 需要考虑增量客观性，晶粒相对于材料的旋转 ● 需要逐步更新晶粒取向、滑移系矢量、Schmid张量
本文准隐式积分算法的特点
● 对流动方程进行一阶Taylor展开，提高数值稳定性 ● 基于超弹性框架，在晶粒未发生旋转的中间构型进行本构计算，无需更考虑 晶粒相对于材料的旋转和增量客观性 ● 无需逐步更新晶粒取向、滑移系矢量和Schmid张量 ● 便于在主流的动力显式有限元软件中实现
304不锈钢薄板微塑性成形尺寸效应的研究
304不锈钢薄板微塑性成形尺寸效应的研究孟庆当;李河宗;董湘怀;彭芳;王倩【摘要】针对五种厚度304不锈钢薄板进行了单向拉伸试验和微弯曲试验,测得的屈服应力和回弹角均随板厚减薄而增大,表现出“越薄越强”的尺寸效应现象.通过在Hall-Petch公式中引入相对厚度项对公式进行修正,使得对屈服应力的预测与试验结果更吻合.采用修正的Nix-Gao应变梯度强化模型预测了回弹角与板厚的关系,预测结果与试验结果吻合.%Uniaxial tension and microbending tests were conducted using 304 stainless steel foils with varied thicknesses from l0μm to 200μm. In the tests, the yield stress and springback angle increased with decreasing foil thickness,showing the size effects of "the thinner the stronger". The Hall - Petch equation was modified by introducing the influence of foil relative thickness, and applied to calculate yield stress with better agreement with test results. The modified Nix-Gao strain gradient hardening model was used to predict the relationship between springback angle and foil thickness, which agree with the test results.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2013(024)002【总页数】4页(P280-283)【关键词】304不锈钢;屈服应力;应变梯度;回弹角【作者】孟庆当;李河宗;董湘怀;彭芳;王倩【作者单位】上海交通大学,上海,200030;河北工程大学,邯郸,056038;上海交通大学,上海,200030;上海交通大学,上海,200030;上海交通大学,上海,200030【正文语种】中文【中图分类】TG3010 引言随着现代工业的快速发展，微型化制造技术得到了迅速发展，进而对加工材料、加工工艺和加工设备等提出了新的要求。
微脉冲激光小梁成形术原理
微脉冲激光小梁成形术原理
微脉冲激光小梁成形术是一种先进的激光加工技术，其原理是利用高能的微脉冲激光束对物体表面进行加工和改性。
这项技术在制造业、材料科学、医疗美容等领域都有广泛的应用。
微脉冲激光小梁成形术的原理可以简单地解释为：通过控制激光束的能量和工作时间，使其在微米尺度上与材料表面发生相互作用，从而实现对材料的精细加工。
这种激光束的能量非常高，可以在极短的时间内将材料表面的原子和分子激发、离解甚至蒸发，从而实现对材料的切割、焊接和打孔等加工操作。
微脉冲激光小梁成形术的优势在于其高精度和高效率。
由于激光束的直径非常小，可以达到亚微米甚至纳米级别，因此可以进行精细加工和微纳加工。
同时，微脉冲激光小梁成形术的加工速度非常快，可以在极短的时间内完成复杂的加工任务。
微脉冲激光小梁成形术的应用领域非常广泛。
在制造业中，它可以用于制造微型零件、电子元件和光学器件等。
在材料科学中，它可以用于改善材料的表面性能，如提高硬度、耐磨性和抗腐蚀性等。
在医疗美容领域，微脉冲激光小梁成形术可以用于纹身去除、痤疮疤痕修复和皮肤再生等。
微脉冲激光小梁成形术的发展前景非常广阔。
随着科学技术的不断进步，激光设备的性能不断提高，微脉冲激光小梁成形术将在更多
领域得到应用。
同时，随着人们对高精度、高效率加工技术的需求日益增加，微脉冲激光小梁成形术也将成为制造业的重要工具。
微脉冲激光小梁成形术是一种先进的激光加工技术，具有高精度、高效率的特点。
它在制造业、材料科学和医疗美容等领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，相信微脉冲激光小梁成形术将在未来发展中发挥更加重要的作用。
高性能金属功能材料表面质量及微观组织控制成形新技术
高性能金属功能材料表面质量及微观组织控制成形新技术摘要：当今社会的快速发展，各行业对金属材料的性能要求越来越高，而高性能金属功能材料由于表面质量及性能受微观组织形态的影响，具有非常良好的节能、降耗、高效以及优质的性能特点。
因此高性能金属功能材料被广泛应用于电子信息、航空航天等多个领域，基于此，本文就高性能金属功能材料表面质量及微观组织控制成形的基础上进行深入的分析，有助于更好的提升高性能金属功能材料微观组织控制的水平，这对提升高性能金属功能材料的表面质量有着非常良好的推动效果，也能有效扩大高性能金属功能材料在各行各业中的应用范围。
关键词：高性能金属功能材料；表面质量；微观组织引言：在各行业对金属材料的广泛应用过程中，这些金属材料的性能通常受到加工阶段微观组织控制的影响，为了更好地使金属材料适应于各行业所需，就需要对高性能金属功能材料表面质量及微观组织控制成本技术进行全新的研究，才能实现对高性能金属功能的完美发挥，以此满足各行业的需求。
1.1.高性能金属功能材料表面质量及微观组织控制之间的关系在金属材料中，金属材料的微观组织通常对金属材料的功能性能具有很大的影响，同时这些金属材料的微观组织还会决定着金属材料表面的质量，因此在一定程度上，金属材料的表面质量很容易对制品的成型工艺产生决定性作用[1]。
为了避免金属材料在凝固时因为这种情况发生的极端现象，采取系统化的控制金属材料的表面微观组织，能够实现对金属材料表面质量的精准控制，也能有效提高金属材料功能的整体性能，这对金属材料的高效成型而言具有十分重要的意义。
然而当前受到热处理、塑性变形以及外加磁场热处理的影响下，想要更进一步的提高金属材料的功能，就需要对金属材料微观组织控制的形成质量和表面质量给予不断的成型技术创新支持，才能有效促使高性能金属功能材料在各行业中的应用。
2.高性能金属功能材料微观组织控制成像的全新技术要求2.1外加磁场热处理在高性能金属功能材料微观组织控制成像的技术中，外加磁场热处理组织的控制方式需要借助超导材料的方式，从而获取强大的磁场所需。
金属塑性微成形技术的理论探讨
摘 要 ： 绍 了塑性微 成形技 术 的发展 背景 及其基 本特 点 ， 介 阐述 了塑性 微 成形技 术的研 究现状 ，
综述 了尺 寸效应及 其 对 塑性微 成 形 工 艺的影响 ， 探讨 了塑性微 成 形 技 术 发展 过 程 中所 面临 的一 些 技术难点， 并对 其发展 趋 势进行 了预 测 。
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《 电加工与模具｝０６ 第 ４ ２０ 年 期
综述 ・ 稿 专
金 属 塑性 微 成 形 技 术 的理 论 探 讨
李凡 国 一，童 国权
（１ 南 京航 空航 天大 学机 电学 院 ， ． 江苏 南京 ２ ０ １ ； １ ０ ６
２ 青 岛港 湾 职业 技术 学院机 电工 程系 ， ． 山东青 岛 ２ ６ ０ ６ ５ ０）
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｒｓ ｎ ａ ｅ ， ｔ ｅ ｂ ｃ ｇ ｏ ｎ ｎ ａ ｉ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｓ ｏ ｔ ｌｍｉｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｐ ｐ ｒ ｈ ａ ｋ ｒ ｕ ｄ ａ ｄ ｂ ｓｃ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｆ ｍｅ ａ ｃ ｏ ｏ ｍｉ ｇ ｃ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｒ ｔｏ ｕ ｅ ａ ｄ ａ ｖ ｒ ｉ ｏ ｅ ｒｓ ａ ｃ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｆ ｃ ｏ ｏ ｍ ｉ ｇ ｉ ｇｖ ｎ． ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｅ ｉ ｒ ｄ ｃ ｄ， ｎ ｎ ｏ ｅ ｖ ｅ ｎ ｗ ｎ ｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｒ ｆ ｒ ｎ ｓ ｉ ｅ ｈ ｏ ｍｉ Ｔｈ ｉ ｆ ｃ ｎ ｔ ｅ ｍ ｉ ｏ ｏ ｍｉ ｇ ｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ｈ ｅ ｒ ｂ ｅ ｏ ｅ ｅ ｐ ｎ ｒ ｉ ｕ ｓ ｄ， ｅ ｓ ｅ ｅ ｆ ｔ ｈ ｃ ｆ ｒ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｋ ｙ ｐ ｏ ｌｍｓ ｆ ｒｄ ｖ ｌ ｍｅ ｔａ ｅ ｄ ｓ ｓ ｅ ｚ ｅ ｏ ｒ ｏ ｃ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｅ ｉ ｔ ｎ ｏ ｈ ｕ ｕ ｅ ｉ ｐ ｏ ｏ ｅａ ｌ． ｎ ｈ ｒ ｄ ｃ ｉ ｆｔ ｅ ｆ ｔ ｒ ｓ ｒ ｐ ｓ ｓｗｅ１ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ ｙｗｏ ｄ ：ｍｉｒ ｆ ｒ ｎ ｃ ｏ ｏ ｍｉ ｇ；ｓｚ ｆｅ ｔ ｒｃｉ ｎ；ｍａ ｅ ｉｌ ｅ ａ ｉｒ ｉｅ ｅｆ ｃ ；ｆ ｉｔ ｏ ｔｒａ ｂ ｈ ｖｏ
激光驱动飞片技术在微塑成形中的应用
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Ｆｎ ｌ， ｌ ｒｂ ｍ ａｅ－ ｒ ｅ ｆ ｅ ｃ ｎｑ ｅａｅ ｏ ｔｄｏ ｔ ｎ ｉａ ｙｓ ｌ ｐ ｏ ｌ ｓｏ Ｌ ｓｒ ｄｉ ｎ ｙ ｒｔ ｈ ｉｕ ｒ ｐ ｉ ｅ ｕ ｄ ｌ ｏＴ ， ｅ ｅ ｆ ｖ ｌ ｅ ｎ ａ
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２激光 技 术在 微 塑成 形 领域 的应 用
块体非晶合金微成形技术的研究进展及发展趋势
非 晶合 金是 一种 具有 长程无 序 而短程 有 序结 构 的 金属 材料 ， 在微 成 形 中不 存 在 晶粒 尺 寸 效 应［ １ 。因 此 ， 非
晶 材 料 是 一 种 比较 理 想 的微 成 形 材 料 。
塑 性变 形 十分有 限 ］ ， 这严 重 制约 着非 晶合 金作 为 高
点 以及 块 体 非 晶 微 成 形 技 术 的 最 新 研 究 进 展 ， 并 阐 述 了块 体 非 晶 合 金 微 成 形 技 术 的 发 展 趋 势 ， 指 出 了 新 的
发展 方 向。
等 领域 的研 究热 点 。随着 大规模 集成 电路制 造技 术 和 以计算 机为 代表 的微 电子 工 艺 的发 展 ， 越 来 越 多 的 电
李春燕 等 ： 块 体 非 晶 合 金 微 成 形 技 术 的研 究 进 展 及 发 展趋 势
文章 编 号 ： １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） １ ５ — ２ １ ３ ３ — ０ ５
块 体 非 晶 合 金微 成 形 技 术 的研 究 进 展 及 发 展 趋 势
李春 燕 ， 寇生中 ， 赵 燕春 。 ， 袁 小鹏 ， 袁 子 洲
子 元件 、 电器 组 件及 计 算 机 配 件 等相 关 零 件 开 始 采 用 微 成形技 术进 行生 产 。 目前 用 于微成 形 技 术 的材 料 主要 有 金 属 、 高 分 子
材料 和半 导体 材料 等 。材料 晶粒度 的大 小 是决 定 微 成 形能 力重要 参 数之一 。 日本学 者 曾研究 了晶粒 大 小 对 微 成 形 性 能 的 影 响 。多 晶 体 很 难 压 入 Ｖ 型 槽 （ 宽
综述 了近年 来块 体非 晶合 金微 成形 技术 领 域 的研 究 现 状及 发展 趋 势 ， 指 出 了块 体 非 晶合 金 微 成形 技 术 的发