1、电火花加工在微结构制造中的应用与研究

电火花加工在微结构制造中的应用与研究

在制造业不断发展的今天，电火花加工（EDM）作为一种重要的加工技术，在微结构制造领域展现出了独特的优势。本文将深入探讨电火花加工的原理、从宏观到微观加工的转变，以及不同电火花加工变体在微结构制造中的应用。

电火花加工简介

电火花加工是一种用于精确加工导电材料的技术，无论材料的强度和硬度如何，它都能发挥作用。其工作原理是通过工具和工件电极之间产生的火花，将电能转化为热能，使材料熔化和蒸发，从而实现材料的去除。在加工过程中，工具和工件之间存在间隙，这使得加工过程无接触，避免了传统加工中常见的振动和颤振问题。

传统的电火花加工主要用于模具制造，工具的尖端作为加工型腔的负模。此外，它还可用于加工零件、复杂组件、精细形状的部件以及钻微/纳米孔等。随着时间的推移，电火花加工衍生出了多种变体，如模具成型、线切割、块电火花磨削（BEDG）、铣削和反向加工等。这些变体虽然加工方式不同，但都基于相同的加工原理，即工具向工件移动，在介电流体存在的情况下，工具和工件之间产生火花，材料从两个电极上被去除。

从宏观到微观加工的转变

电火花加工的材料去除现象取决于加工间隙中释放的能量。在电火花加工中，电压以脉冲形式交替施加，电压施加时产生火花，使材料熔化和汽化；电压中断时，加工区域形成压力冲击波，将材料排出，在工件和工具上留下凹坑。整个过程在介电流体中进行，介电流体还用于冲走加工产生的碎屑。

在宏观加工中，放电能量较高，形成的凹坑较大；而在微观加工中，需要供应较低的放电能量，以实现材料的微级去除。这种利用低放电能量进行微观加工的能力被称为微电火花加工（µEDM）。与宏观电火花加工相比，µEDM在等离子通道直径