超精密納米制造技術(shù)體現(xiàn)了一個(gè)國家制造業(yè)的綜合實(shí)力。近年來,納米機(jī)械加工由于具有效率高、可靠性好、成本低等特點(diǎn),被認(rèn)為是最有發(fā)展?jié)摿Φ募{米精度制造方法之一。但由于材料去除是在納米尺度,傳統(tǒng)加工理論不再完全適用,發(fā)展受到了限制。
近日,國際生產(chǎn)工程科學(xué)院(International Academy for Production Engineering - CIRP)公布了于2012年8月開展的歷時(shí)一年的國際精密制造技術(shù)比對結(jié)果。其微工程工作委員會(Micro Engineering Working Group)對通過初選的11個(gè)研究小組提出了具體的比對樣件及指標(biāo),各研究小組完成指定的樣件制備后,隱去樣件來源信息,由德國物理技術(shù)研究院會同愛爾蘭根大學(xué)進(jìn)行測量和評估。最終,僅有兩個(gè)研究小組加工試件滿足全部5項(xiàng)評價(jià)指標(biāo),天津大學(xué)微納制造實(shí)驗(yàn)室房豐洲教授研究小組位列其一。
房豐洲領(lǐng)導(dǎo)的研究小組長期從事微納米加工、復(fù)雜形面加工、超精密加工與檢測的基礎(chǔ)理論研究及新方法的探索。他們深入研究了材料納米級去除表面的形成機(jī)理,揭示了材料在納米尺度切削過程的推擠去除機(jī)制,在國際上首次通過切削技術(shù)獲得粗糙度為1nm的單晶硅表面。研究小組提出的粒子注入輔助納米加工(Nanometric machining of ion implanted materials?NiIM)方法,通過粒子注入輔助方式改變被加工材料表層的可加工性能,實(shí)現(xiàn)硬脆材料平面及復(fù)雜形面的高效切削加工,解決了以往硬脆材料無法采用切削技術(shù)制造光學(xué)自由曲面的難題(CIPR Annals,2011,Vol.60/1, pp 527-530)。CIRP精密工程委員會原主席威克曼教授認(rèn)為, NiIM方法是復(fù)雜形面納米精度加工中最具發(fā)展前景的新方法。
基于微納制造領(lǐng)域的深入研究與貢獻(xiàn),今年在哥本哈根舉行的第63屆CIRP大會上,房豐洲受邀做了題為“光學(xué)自由曲面制造與檢測”的會議主題報(bào)告(Keynote paper)。這是自CIRP成立以來,國內(nèi)學(xué)者第一次以第一作者身份發(fā)表主題報(bào)告。CIRP的主題報(bào)告是制造領(lǐng)域最權(quán)威的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)之一,對相關(guān)領(lǐng)域的研究具有重要的指導(dǎo)意義。
相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃“納米制造的基礎(chǔ)研究”重點(diǎn)支持項(xiàng)目(項(xiàng)目資助號:90923038)等的資助。
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