精密和超精密加工技术的新进展

精密和超精密加工技术的新进展一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展，精密和超精密加工技术在现代制造业中的地位日益凸显。这些技术不仅关乎产品质量和性能，更在很大程度上决定了产品的竞争力和市场地位。本文旨在全面概述精密和超精密加工技术的最新进展，包括其定义、应用领域、主要技术方法以及面临的挑战和未来的发展趋势。通过深入剖析这些技术的核心原理和应用实例，我们期望能为相关领域的科研工作者和工程师提供有价值的参考，共同推动精密和超精密加工技术的进一步发展。二、精密和超精密加工技术的现状随着科技的不断进步和制造业的飞速发展，精密和超精密加工技术在全球范围内受到了广泛的关注。这种关注主要源于其在航空、汽车、半导体、光学、医疗等领域中的广泛应用。精密和超精密加工技术不仅提高了产品的精度和质量，还降低了生产成本，推动了相关产业的快速发展。目前，精密和超精密加工技术已经取得了显著的进步。在材料去除方面，超精密磨削、超精密车削、超精密铣削等技术得到了广泛的应用。这些技术能够在微米甚至纳米级别上精确地去除材料，实现高精度的加工。非传统加工技术，如激光加工、离子束加工、电子束加工等也在精密和超精密加工领域发挥了重要作用。在表面处理技术方面，精密和超精密加工技术也取得了重要突破。例如，原子层沉积（ALD）、化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等技术，能够在纳米尺度上精确地控制材料表面的结构和性质，从而满足各种特定应用的需求。精密和超精密加工技术的发展还离不开先进的测量和检测设备。现代的光学干涉仪、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等设备，为精密和超精密加工提供了精确的检测手段，保证了加工质量的稳定性和可靠性。然而，尽管精密和超精密加工技术已经取得了显著的进展，但仍面临着许多挑战。例如，如何进一步提高加工精度、如何降低加工成本、如何扩大应用范围等，都是当前和未来一段时间内需要解决的关键问题。因此，我们需要不断地进行研究和创新，推动精密和超精密加工技术的进一步发展。三、精密和超精密加工技术的新进展近年来，精密和超精密加工技术取得了显著的进展，这些进步不仅拓宽了加工领域的边界，还极大地提升了产品质量和生产效率。特别是在新材料、新工艺和智能化技术的推动下，精密和超精密加工技术正向着更高精度、更高效率、更低能耗的方向发展。新材料的应用为精密和超精密加工技术带来了革命性的变革。例如，碳纳米管、石墨烯等新型纳米材料具有优异的力学性能和热学性能，使得加工过程中的切削力、切削热等问题得到有效解决。同时，这些新材料的高硬度、高强度特性也使得加工表面的质量和精度得到显著提升。新工艺的研发同样推动了精密和超精密加工技术的发展。干式切削、高速切削、复合加工等新型工艺技术的出现，使得加工过程更加高效、环保。这些新工艺不仅提高了加工精度，还降低了能源消耗和环境污染，对于实现绿色制造具有重要意义。智能化技术也为精密和超精密加工技术的发展注入了新的活力。通过引入、机器学习等先进技术，加工过程可以实现自适应控制、在线监测和预测维护等功能。这不仅提高了加工过程的稳定性和可靠性，还使得加工效率和质量得到了显著提升。精密和超精密加工技术在新材料、新工艺和智能化技术的推动下取得了显著的进展。未来，随着科技的不断进步和创新，我们有理由相信，精密和超精密加工技术将在更多领域发挥重要作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。四、精密和超精密加工技术的应用案例精密和超精密加工技术在多个领域都有广泛的应用，从精密机械制造业到微电子产业，从航空航天到生物医疗，其影响深远而广泛。以下，我们将详细介绍几个具体的应用案例。精密和超精密加工技术在半导体制造业中发挥着至关重要的作用。在半导体芯片的制造过程中，需要用到纳米级的加工精度来制作电路图案和微结构。通过精密的切割、研磨和抛光等工艺，可以制造出高质量的芯片，从而推动电子产品的性能和稳定性的提升。精密加工技术在航空航天领域也有广泛的应用。飞机和航天器的关键部件，如发动机叶片、涡轮盘等，都需要通过精密加工技术来制造。这些部件的精度和性能直接影响到飞机和航天器的运行效率和安全性。超精密加工技术在光学元件的制造中也有重要的应用。例如，激光器的反射镜、透镜以及光栅等，都需要极高的表面光洁度和精度来保证激光的稳定性和效率。超精密加工技术的发展，为光学元件的制造提供了更强大的支持。精密和超精密加工技术在医疗领域也有广泛的应用。例如，人工关节、牙科植入物等医疗设备的制造，需要保证极高的精度和生物相容性。通过精密加工技术，可以制造出更符合人体工学、更舒适、更耐用的医疗设备，为患者提供更好的治疗效果。精密和超精密加工技术的应用案例丰富多样，其在各个领域的应用都推动了科技进步和社会发展。随着技术的不断进步，精密和超精密加工技术的应用将会更加广泛，对人类生活的影响也将更加深远。五、精密和超精密加工技术的未来发展趋势随着科技的飞速发展和制造业的不断进步，精密和超精密加工技术将持续引领制造业的创新和变革。展望未来，精密和超精密加工技术的发展趋势将主要体现在以下几个方面：技术集成化将成为主流。精密和超精密加工技术将与信息技术、自动化技术、新材料技术等领域深度融合，形成集成化的制造技术体系。这种集成化不仅将提高加工精度和效率，还将提升整个制造过程的智能化和柔性化水平。加工设备的高端化和智能化将成为重要趋势。随着人工智能、大数据等先进技术的应用，精密和超精密加工设备将具备更高的自动化、智能化水平。设备将能够根据加工任务自动调整参数、优化工艺，实现加工过程的自我监控和自我调整。再次，加工材料的多样化和新型化将推动精密和超精密加工技术的发展。随着新材料技术的突破，越来越多的新型材料将应用于精密和超精密加工领域。这些新材料往往具有优异的物理、化学和力学性能，对加工技术提出了更高的要求，同时也为精密和超精密加工技术的发展提供了更广阔的空间。环保和可持续发展将成为精密和超精密加工技术发展的重要方向。随着全球环保意识的提升，精密和超精密加工技术将更加注重环保和可持续发展。通过优化工艺、减少能耗、提高资源利用率等措施，精密和超精密加工技术将为制造业的绿色发展贡献力量。精密和超精密加工技术作为现代制造业的核心技术之一，将持续引领制造业的创新和变革。未来，随着技术集成化、设备高端化和智能化、材料多样化和新型化以及环保和可持续发展的推动，精密和超精密加工技术将迎来更加广阔的发展前景。六、结论随着科技的不断进步，精密和超精密加工技术在现代制造业中的地位日益凸显。本文综述了近年来精密和超精密加工技术的最新进展，包括新型加工方法、材料应用、设备创新以及智能化和自动化技术的发展。这些新进展不仅提高了加工精度和效率，还扩展了精密和超精密加工技术的应用领域，为制造业的转型升级提供了强有力的技术支撑。新型加工方法如纳米压印、飞秒激光加工等，以其独特的加工原理和优异的加工性能，为精密和超精密加工领域带来了新的突破。同时，新型材料和复合材料的出现，为精密和超精密加工提供了更广阔的应用空间。在设备创新方面，高精度机床、超精密测量仪器以及智能化控制系统的研发和应用，显著提升了精密和超精密加工的稳定性和可靠性。随着和大数据技术的不断发展，精密和超精密加工技术的智能化和自动化水平也在不断提高，为制造业的智能化转型提供了有力支持。然而，精密和超精密加工技术的发展仍面临诸多挑战，如加工精度和效率的进一步提高、新型材料和复合材料的加工难题、以及智能化和自动化技术的进一步完善等。未来，我们需要在不断深入研究的基础上，加强技术创新和产业升级，推动精密和超精密加工技术的持续发展和广泛应用，为制造业的转型升级和高质量发展做出更大贡献。参考资料：随着科技的快速发展，超精密加工技术已经成为现代制造业中不可或缺的重要组成部分。超精密加工技术是指在制造过程中，通过采用非常先进的工艺方法和技术手段，实现高精度、高效率和高速度的加工。本文旨在综述超精密加工技术的特点、应用和发展趋势，为相关领域的研究和实践提供参考。超精密加工技术具有高精度、高效率和高速度的特点，能够在非常小的区域内实现复杂的三维形状和表面粗糙度的加工。超精密加工技术的应用范围非常广泛，涉及到航空航天、军事、医疗、光学、微电子等领域。超精密加工技术的实现需要先进的机床设备、工具和工艺方法，以及高度的技术水平和严格的质量控制。超精密切削加工：通过采用非常锋利的切削刃和极高的切削速度，实现高精度、高效率和高速度的加工。超精密切削加工主要用于各种材料的切割、铣削和车削等。超精密磨削加工：通过采用先进的磨削方法和砂轮，实现高精度、高效率和高速度的加工。超精密磨削加工主要用于各种材料的表面磨削和切割等。超精密光整加工：通过采用非常细的研磨粒子和抛光方法，实现高精度、高效率和高速度的表面光洁度加工。超精密光整加工主要用于各种材料的表面光洁度和镜面加工等。超精密特种加工：通过采用非常特殊的加工方法和工艺，实现高精度、高效率和高速度的加工。超精密特种加工包括激光加工、水射流加工、电火花加工等技术。下面以超精密光学元件加工为例，说明超精密加工技术的应用。在光学元件加工中，超精密加工技术需要实现对光学元件表面的高精度、高效率和高速度的加工，以满足光学元件的精度和光洁度要求。在实际应用中，超精密光学元件加工需要采用先进的机床设备、工具和工艺方法，如超精密切削、超精密磨削和超精密光整等。通过对光学元件表面进行超精密加工，可以提高光学元件的成像质量和透光率，从而在军事、航空航天和医疗等领域得到广泛应用。随着科技的不断发展，超精密加工技术也在不断创新和进步。未来，超精密加工技术将面临以下趋势和挑战：精度提高：随着制造业的发展，对超精密加工技术的精度要求越来越高。未来，需要研发更先进的工艺方法和设备，以实现更高精度的加工。复合加工：为了满足复杂形状和表面粗糙度的加工需求，需要发展复合加工技术，将超精密切削、磨削、光整和特种加工等方法相结合，实现高效、高精度和高速度的加工。智能化加工：利用人工智能和物联网技术，实现超精密加工技术的智能化，提高生产效率、降低成本、优化工艺流程，以满足不断变化的市场需求。绿色制造：在追求高效率和高精度的同时，需要考虑环保和节能问题。因此，需要研究绿色制造技术，减少超精密加工过程中的材料浪费和环境污染。跨领域合作：超精密加工技术的应用范围广泛，涉及到多个领域。未来，需要加强不同领域之间的合作，共同推动超精密加工技术的发展和应用。结论本文对超精密加工技术进行了综述，介绍了其特点、应用范围和发展趋势。通过对超精密加工技术的分类讨论和具体应用实例的分析，表明超精密加工技术在现代制造业中的重要地位和作用。展望了超精密加工技术的未来发展趋势和挑战，提出了未来研究方向的建议。本文对超精密加工技术的综合分析和综述，有助于对该领域有更深入的认识和理解，对相关领域的研究和实践具有一定的参考价值。超精密加工技术是指利用先进的制造工艺和机床，实现对工件进行极高精度加工的技术。随着科技的不断进步，超精密加工技术已经成为现代制造业中不可或缺的关键技术之一。本文将介绍超精密加工技术的现状、展望、应用前景以及未来研究方向。目前，超精密加工技术已经广泛应用于航空、航天、军事、汽车、电子等领域。常见的超精密加工技术包括超精密切削、超精密磨削、超精密抛光、纳米加工等。这些技术手段都能够实现对工件进行高精度、高效率的加工，但是也存在一定的局限性。比如，超精密切削需要使用高精度机床和刀具，加工过程复杂，成本较高；超精密磨削和抛光则需要耗费大量的时间和精力，加工效率低下。未来，超精密加工技术将朝着更高的精度、更广的应用领域和更低的成本方向发展。一方面，随着纳米技术的发展，超精密加工技术的精度将达到纳米级别，实现更小尺寸的加工；另一方面，随着人工智能、机器学习等技术的引入，超精密加工技术的自动化程度将得到提高，降低对人工操作的依赖，提高生产效率。新材料和新工艺的应用也将为超精密加工技术的发展带来新的机遇和挑战。超精密加工技术的应用前景非常广泛。在航空航天领域，超精密加工技术可以用于制造高精度的航空发动机和航天器部件，提高性能和可靠性；在汽车领域，超精密加工技术可以用于制造燃油喷射系统、缸体、曲轴等高精度零部件，提高汽车的动力性和燃油经济性；在电子领域，超精密加工技术可以用于制造集成电路、微电机系统等高精度元器件，提高电子设备的性能和可靠性。除了以上领域，超精密加工技术还可以应用于生物医学、光学、量子等领域。比如，在生物医学领域，超精密加工技术可以用于制造人工关节、血管等高精度医疗器械，提高医疗水平和治疗效果；在光学领域，超精密加工技术可以用于制造高精度的光学元件和镜头，提高光学设备的性能和稳定性；在量子领域，超精密加工技术可以用于制造高精度的量子芯片和量子器件，推动量子科技的发展。超精密加工技术是现代制造业中不可或缺的关键技术之一，具有极高的战略意义和经济价值。本文通过对超精密加工技术的现状和展望进行分析，阐述了其重要性和发展前景。未来，超精密加工技术将朝着更高精度、更广应用领域和更低成本方向发展，同时还将面临新材料和新工艺的应用所带来的挑战。因此，我们需要加强研发投入，提高自主创新能力，推动超精密加工技术的不断发展，为我国制造业的高质量发展提供强有力的技术支撑。20世纪60年代为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要而发展起来的精度极高的一种加工技术。到80年代初，其最高加工尺寸精度已可达10纳米（1纳米=001微米）级，表面粗糙度达1纳米，加工的最小尺寸达1微米，正在向纳米级加工尺寸精度的目标前进。纳米级的超精密加工也称为纳米工艺(nano-technology)。超精密加工是处于发展中的跨学科综合技术。20世纪50年代至80年代为技术开创期。20世纪50年代末，出于航天、国防等尖端技术发展的需要，美国率先发展了超精密加工技术，开发了金刚石刀具超精密切削——单点金刚石切削(Singlepointdiamondturning，SPDT)技术，又称为“微英寸技术”，用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面、非球面大型零件等。20世纪60年代为了适应核能、大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要而发展起来的精度极高的加工技术。超精密加工的精度比传统的精密加工提高了一个以上的数量级。到20世纪80年代，加工尺寸精度可达10纳米(1×10-8米)，表面粗糙度达1纳米。超精密加工对工件材质、加工设备、工具、测量和环境等条件都有特殊的要求，需要综合应用精密机械、精密测量、精密伺服系统、计算机控制以及其他先进技术。工件材质必须极为细致均匀，并经适当处理以消除内部残余应力,保证高度的尺寸稳定性,防止加工后发生变形。加工设备要有极高的运动精度，导轨直线性和主轴回转精度要达到1微米级,微量进给和定位精度要达到01微米级。对环境条件要求严格，须保持恒温、恒湿和空气洁净，并采取有效的防振措施。加工系统的系统误差和随机误差都应控制在1微米级或更小。这些条件是靠综合应用精密机械、精密测量、精密伺服系统和计算机控制等各种先进技术获得的。主要有超精密车削、镜面磨削和研磨等。在超精密车床上用经过精细研磨的单晶金刚石车刀进行微量车削,切削厚度仅1微米左右，常用于加工有色金属材料的球面、非球面和平面的反射镜等高精度、表面高度光洁的零件。例如加工核聚变装置用的直径为800毫米的非球面反射镜，最高精度可达1微米，表面粗糙度为Rz05微米。加工精度以纳米，甚至最终以原子单位(原子晶格距离为1～2纳米)为目标时，切削加工方法已不能适应，需要借助特种加工的方法，即应用化学能、电化学能、热能或电能等，使这些能量超越原子间的结合能，从而去除工件表面的部分原子间的附着、结合或晶格变形，以达到超精密加工的目的。属于这类加工的有机械化学抛光、离子溅射和离子注入、电子束曝射、激光束加工、金属蒸镀和分子束外延等。这些方法的特点是对表面层物质去除或添加的量可以作极细微的控制。但是要获得超精密的加工精度，仍有赖于精密的加工设备和精确的控制系统，并采用超精密掩膜作中介物。例如超大规模集成电路的制版就是采用电子束对掩膜上的光致抗蚀剂（见光刻）进行曝射，使光致抗蚀剂的原子在电子撞击下直接聚合(或分解)，再用显影剂把聚合过的或未聚合过的部分溶解掉，制成掩膜。电子束曝射制版需要采用工作台定位精度高达±01微米的超精密加工设备。传统的机械加工方法(普通加工)与精密和超精密加工方法一样。随着新技术、新工艺、新设备以及新的测试技术和仪器的采用，其加工精度都在不断地提高。加工精度的不断提高，反映了加工工件时材料的分割水平不断由宏观进入微观世界的发展趋势。随着时间的进展，原来认为是难以达到的加工精度会变得相对容易。因此，普通加工、精密加工和超精密加工只是一个相对概念?其间的界限随着时间的推移不断变化。精密切削与超精密加工的典型代表是金刚石切削。以金刚石切削为例。其刀刃口圆弧半径一直在向更小的方向发展。因为它的大小直接影响到被加工表面的粗糙度，与光学镜面的反射率直接有关，对仪器设备的反射率要求越来越高。如激光陀螺反射镜的反射率已提出要达到99%，这就必然要求金刚石刀具更加锋利。为了进行切极薄试验，目标是达到切屑厚度nm，其刀具刃口圆弧半径应趋近4nm。为了达到这个高度，促使金刚石研磨机改变了传统的结构。其中主轴轴承采用了空气轴承作为支承，研磨盘的端面跳动可在机床上自行修正，使其端面跳动控制在5μm以下。刀具方面，采用金刚石砂轮，控制背吃刀量和进给量，在超精密磨床上，可以进行延性方式磨削，即纳米磨削。即使是玻璃的表面也可以获得光学镜面。2精密加工和超精密加工的发展趋势从长远发展的观点来看，制造技术是当前世界各国发展国民经济的主攻方向和战略决策，是一个国家经济发展的重要手段之一，同时又是一个国家独立自主、繁荣昌盛、经济上持续稳定发展、科技上保持领先的长远大计。科技的发展对精密加工和超精密加工技术也提出了更高的要求。从大到天体望远镜的透镜，小到大规模集成电路线宽μm要求的微细工程和微机械的微纳米尺寸零件，不论体积大小，其最高尺寸精度都趋近于纳米;零件形状也日益复杂化，各种非球面已是当前非常典型的几何形状。微机械技术为超精密制造技术引来一种崭新的态势?它的微细程度使传统的制造技术面临一种新的挑战，促进了各种产品技术性能的提高，发展过程呈现出螺旋式循环发展，直接对科学技术的进步和人类文明作出贡献。对产品高质量、小型化、高可靠性和高性能的追求，使超精密加工技术得以迅速发展，现已成为现代制造工业的重要组成部分。高精度与高效率精密加工和超精密加工虽能获得极高的表面质量和表面完整性，但以牺牲加工效率为保证。探索能兼顾效率与精度的加工方法?成为超精密加工领球研究人员的目标。如半固着磨粒加工、电解磁力研磨、磁流变磨料流加工等复合加工方法的诞生。我国精密和超精密加工发展策略我国精密和超精密加工经过数十年的努力，日趋成熟。不论是精密机床、金刚石工具，还是精密加工工艺已形成了一整套完整的精密制造技术系统，为推动机械制造向更高层次发展奠定了基础。正在向纳米级精度或毫微米精度迈进，其前景十分令人鼓舞。随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈?越来越多的制造业开始将大量的人力、财力和物力投入先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。(1)20世纪50年代至80年代为技术开创期。20世纪50年代末，出于航天、国防等尖端技术发展的需要，美国率先发展了超精密加工技术，开发了金刚石刀具超精密切削——单点金刚石切削(Singlepointdiamondtuming，SPDT)技术，又称为“微英寸技术”，用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面、非球面大型零件等。从1966年起，美国的unionCarbide公司、荷兰Philips公司和美国LawrenceLivemoreLaboratories陆续推出各自的超精密金刚石车床，但其应用限于少数大公司与研究单位的试验研究，并以国防用途或科学研究用途的产品加工为主。这一时期，金刚石车床主要用于铜、铝等软金属的加工，也可以加工形状较复杂的工件，但只限于轴对称形状的工件例如非球面镜等。(2)20世纪80年代至90年代为民间工业应用初期。在20世纪80年代，美国政府推动数家民间公司MooreSpecialTool和PneumoPrecision公司开始超精密加工设备的商品化，而日本数家公司如Toshiba和Hitachi与欧洲的Cmfield大学等也陆续推出产品，这些设备开始面向一般民间工业光学组件商品的制造。但此时的超精密加工设备依然高贵而稀少，主要以专用机的形式订作。在这一时期，除了加工软质金属的金刚石车床外，可加工硬质金属和硬脆性材料的超精密金刚石磨削也被开发出来。该技术特点是使用高刚性机构，以极小切深对脆性材料进行延性研磨，可使硬质金属和脆性材料获得纳米级表面粗糙度。当然，其加工效率和机构的复杂性无法和金刚石车床相比。20世纪80年代后期，美国通过能源部“激光核聚变项目”和陆、海、空三军“先进制造技术开发计划”对超精密金刚石切削机床的开发研究，投入了巨额资金和大量人力，实现了大型零件的微英寸超精密加工。美国LLNL国家实验室研制出的大型光学金刚石车床(Largeopticsdiamondturningmachine，LODTM)成为超精密加工史上的经典之作。这是一台最大加工直径为1．625m的立式车床，定位精度可达28nm，借助在线误差补偿能力，可实现长度超过1m、而直线度误差只有士25nm的加工。(3)20世纪90年代至今为民间工业应用成熟期。从1990年起，由于汽车、能源、医疗器材、信息、光电和通信等产业的蓬勃发展，超精密加工机的需求急剧增加，在工业界的应用包括非球面光学镜片、Fresnel镜片、超精密模具、磁盘驱动器磁头、磁盘基板加工、半导体晶片切割等。在这一时期，超精密加工设备的相关技术，例如控制器、激光干涉仪、空气轴承精密主轴、空气轴承导轨、油压轴承导轨、摩擦驱动进给轴也逐渐成熟，超精密加工设备变为工业界常见的生产机器设备，许多公司，甚至是小公司也纷纷推出量产型设备。设备精度也逐渐接近纳米级水平，加工行程变得更大，加工应用也逐渐增广，除了金刚石车床和超精密研磨外，超精密五轴铣削和飞切技术也被开发出来，并且可以加工非轴对称非球面的光学镜片。世界上的超精密加工强国以欧美和日本为先，但两者的研究重点并不一样。欧美出于对能源或空间开发的重视，特别是美国，几十年来不断投入巨额经费，对大型紫外线、x射线探测望远镜的大口径反射镜的加工进行研究。如美国太空署(NASA)推动的太空开发计划，以制作1m以上反射镜为目标，目的是探测x射线等短波(O．1～30nm)。由于射线能量密度高，必须使反射镜表面粗糙度达到埃级来提高反射率。此类反射镜的材料为质量轻且热传导性良好的碳化硅，但碳化硅硬度很高，须使用超精密研磨加工等方法。日本对超精密加工技术的研究相对美、英来说起步较晚，却是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。日本超精密加工的应用对象大部分是民用产品，包括办公自动化设备、视像设备、精密测量仪器、医疗器械和人造器官等。日本在声、光、图像、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面，具有优势，甚至超过了美国。日本超精密加工最初从铝、铜轮毂的金刚石切削开始，而后集中于计算机硬盘磁片的大批量生产，随后是用于激光打印机等设备的多面镜的快速金刚石切削，之后是非球面透镜等光学元件的超精密切削。l982年上市的EastnlanKodak数码相机使用的一枚非球面透镜引起了日本产业界的广泛关注，因为1枚非球面透镜至少可替代3枚球面透镜，光学成像系统因而小型化、轻质化，可广泛应用于照相机、录像机、工业电视、机器人视觉、CD、VCD、DvD、投影仪等光电产品。因而，非球面透镜的精密成形加工成为日本光学产业界的研究热点。尽管随时代的变化，超精密加工技术不断更新，加工精度不断提高，各国之间的研究侧重点有所不同，但促进超精密加工发展的因素在本质上是相同的。这些因素可归结如下。(1)对产品高质量的追求。为使磁片存储密度更高或镜片光学性能更好，就必须获得粗糙度更低的表面。为使电子元件的功能正常发挥，就要求加工后的表面不能残留加工变质层。按美国微电子技术协会(SIA)提出的技术要求，下一代计算机硬盘的磁头要求表面粗糙度Ra≤0．2nm，磁盘要求表面划痕深度h≤lnm，表面粗糙度Ra≤0．1nmp。1983年TANIGUCHI对各时期的加工精度进行了总结并对其发展趋势进行了预测，以此为基础，BYRNE描绘了20世纪40年代后加工精度的发展。(2)对产品小型化的追求。伴随着加工精度提高的是工程零部件尺寸的减小。从1989～2001年，从6．2kg降低到1．8kg。电子电路高集成化要求降低硅晶片表面粗糙度、提高电路曝光用镜片的精度、半导体制造设备的运动精度。零部件的小型化意味着表面积与体积的比值不断增加，工件的表面质量及其完整性越来越重要。(3)对产品高可靠性的追求。对轴承等一边承受载荷一边做相对运动的零件，降低表面粗糙度可改善零件的耐磨损性，提高其工作稳定性、延长使用寿命。高速高精密轴承中使用的Si3N4。陶瓷球的表面粗糙度要求达到数纳米。加工变质层的化学性质活泼，易受腐蚀，所以从提高零件耐腐蚀能力的角度出发，要求加工产生的变质层尽量小。(4)对产品高性能的追求。机构运动精度的提高，有利于减缓力学性能的波动、降低振动和噪声。对内燃机等要求高密封性的机械，良好的表面粗糙度可减少泄露而降低损失。二战后，航空航天工业要求部分零件在高温环境下工作，因而