尋道而行促進我國微小型機械制造技術的飛躍

張之敬，北京理工大學機械與車輛學院教授，博士生導師，國防科技工業微細結構加工技術研究應用中心主任。長期從事機械制造及自動化、航空宇航制造工程領域科研教學工作，在微機械制造技術、精密數控加工設備與工藝技術和監控檢測技術等方面具有一定造詣。

每一項先進技術的發展與應用，都會在印證“科技是第一生產力”正確性的同時，勾起社會發展和產業進步對它的更大渴望。微小型機械制造就是一項被無限“渴望”的技術。

作為先進制造技術的重要發展方向，微小型機械制造技術的發展水平決定于微小型器件與系統的研發水平，而后者則是航空航天、兵器裝備、醫療器械、新能源以及機電等多個重大領域取得高精度、輕量化、微小型化、智能化、信息化發展的關鍵所在。

為滿足這種需求，找到適合我國國情的技術和產業發展路線，最大化地激發微小型機械制造技術對相關行業現代化發展所具有的“正能量”，國防科技工業微細結構加工技術研究應用中心（以下簡稱“中心”）于2008年1月成立。

中心主任張之敬介紹，我國微小型制造技術的研究和發展、特別是在國防和民用領域的應用較國外先進國家還有較大差距。為了解決這個問題，在原國防科工委和有關部門的支持下，決定成立國防科技工業微細結構加工技術研究應用中心。中心由國內十幾家單位合作創立，旨在建立一個高端平臺，通過自主創新，大力推動微小型機械制造領域的重大、關鍵、共性和實用技術的研究與應用，滿足相關領域的高尖端戰略發展需求，推動科技工業現代化的快速發展。

運行近五年來，中心承擔了多項國家和省部級科研項目，在精密微小型機械加工技術、微小型系統裝備技術和微小型系統仿真與實驗技術領域取得了多項具有完全自主知識產權的科研成果。

精密微小型車銑復合加工技術是微小型機械加工技術近年的主要發展方向。它的出現，解決了微小型結構件傳統加工方法加工質量差、效率低的難題，能夠實現精密微小型結構件的一次裝夾完成全部機械加工工序。經過多年精心研究、反復實踐，中心成功研制出了精密微小型五軸車銑復合加工中心（CXKM25-III）。該加工中心可實現四軸聯動；能夠進行車、銑、車銑復合、鉆、鏜、磨等多種加工工序；具有主軸可重配置、空間軟定位、系統精度補償等功能；加工精度高、加工效率高、易形成批量生產，已在多種精密復雜微小型結構件加工中得到了應用。

同時，中心成功研制出了國內首臺高轉速、大扭矩、具有自動換刀功能的機械加工用電主軸，目前已經投入生產使用；為配合高速電主軸加工微小型零件，又設計出了具有自主知識產權的32把刀的微小型自動換刀刀庫，替代手動換刀的傳統工法，提升了加工效率，提高了加工精度，滿足了快速高效加工的需求；突破微小型復合加工技術與準LIGA工藝相結合研究應用關鍵技術，會同國內有關單位設計并加工出了國內最小的某微小型機構，體積僅為傳統方法設計的七分之一；開展了基于制造特性的接觸力學建模、裝配分析與建模、誤差傳遞模型建立等研究工作，并取得突破，成功開發出了基于制造特征的性能預測軟件PreMesys，大大提高了系統運行精度仿真預測的準確性，減少了系統試制和試驗時間，提高研究效率的同時，降低了研究成本。

國防科技工業微細結構加工技術研究應用中心的不斷壯大，推動了我國微制造技術的迅速發展，并取得了一定的成果。但總體來看我國仍處于跟蹤研究狀態，自主研究需求仍然十分迫切。激發微小型機械制造技術的“正能量”，需要更多專家學者和行業科技人員參與，也需要社會各界的大力支持和幫助。