微納米加工及機理
研究亞微米級加工精度和納米級表面粗糙度的切削機理。針對超精密加工技術中單點金剛石車削的特點,結合超精密加工設備和不同材料被加工零件的精度要求進行分析研究,重點研究機床中最基本的加工原理,引入輔助加工設備及如何更好地利用超精密加工主機上的輔助設備。對加工機理也需要進行更多的分析和研究,這可爲後續的超精密加工優化提供理論依據。
超精密加工的先進工藝
研究超精密加工中的新工藝和技術,針對科研和産業發展中提出的新要求和新難點進行工藝和技術分析,包括針對不同被加工材料、不同表面形貌要求來選擇特定的加工策略,包括加工誤差精度分析、工件材料亞表面分析、刀具路徑生成及誤差補償等,采用自主研發的加工工藝或者同行發布的加工工藝,對難加工材料或複雜3D曲面進行技術研究,制定有效的切削策略和切削工藝。
自由曲面測量
超精密加工技術的成功在很大程度上依賴於精密檢測和自由曲面測量的相關技術,通過測量來驗證被加工表面的質量是否具有亞微米形狀精度和納米範圍內的表面粗糙度。實驗室對精密檢測和超精密表面测量的新工作原理、新方法、新儀器進行科學研究,以推動納米表面生成的表徵、複雜自由和結構表面測量的測量科學和技術。實驗室和各種國際檢測機構參與國際合作研究計劃,共同致力於制定測量結構 表面和自由曲面表徵的國際標準。
超精密加工設備
研發針對特定加工任務的超精密加工設備及其附件。雖然超精密加工技術已經獲得巨大進步,但目前超精密加工設備還有很多需要完善的地方,而且隨著科研和産品開發需求的提高,超精密加工設備需要改進或者改造的需求也會增加,實驗室針對科研和生産需要開發出滿足不同需求的設備附件甚至是完整的超精密加工設備。
先進光學製造及應用
開展跨學科研究,開發基于超精密加工技術的先進光學和功能表面的新應用和新精密製造技術。超精密加工技術可以直接製作光學元件和功能表面原型樣板,可以提供先進光學和功能表面的精密製造條件,爲設計者實現和驗證新設計和新技術提供技術可行性。這也爲光學和功能性表面元件大規模生産的精密製造工藝的研究和開發提供了便利條件。