近年來(lái)，各種各樣的微加工技術(shù)被應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)上來(lái)，如表面微細(xì)加工，體微細(xì)加工，準(zhǔn)分子激光刻蝕，LIGA以及精密機(jī)械加工等等。

　　表面微細(xì)加工的實(shí)現(xiàn)方法較多，或從傳統(tǒng)精密加工改進(jìn)發(fā)展（如金剛石車(chē)床，微型鉆床，微型磨床等加工技術(shù)），或從特種加工技術(shù)衍生開(kāi)發(fā)（如激光加工，離子束加工等），但更多的是基于半導(dǎo)體制造技術(shù)；硅基體微細(xì)加工一般采用腐蝕（刻蝕）的方法，包括化學(xué)腐蝕，等離子體刻蝕和反應(yīng)濺射刻蝕等；LIGA技術(shù)是一種基于X射線光刻技術(shù)的三維微結(jié)構(gòu)制造工藝，包括：深刻蝕X射線光刻，電鑄及注塑復(fù)制等工序；準(zhǔn)分子激光刻蝕法是近幾年國(guó)際上出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，用來(lái)制作高深寬比聚合物材料的微機(jī)械結(jié)構(gòu)，用該技術(shù)制作的微結(jié)構(gòu)具有深寬比大，精度高及邊緣整齊等優(yōu)點(diǎn)；精密機(jī)械加工技術(shù)是利用刀具改變材料形狀或破壞材料表層，以切屑形式去除來(lái)達(dá)到所要求的形狀，如單晶金剛石刀具的車(chē)削與銑削，微細(xì)麻花鉆的微鉆孔技術(shù)和精微磨削技術(shù)等，超精密機(jī)加工的特點(diǎn)在于可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維形體的加工。由于以上各種微加工技術(shù)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，且需要制造的微結(jié)構(gòu)的形式，功能和應(yīng)用場(chǎng)合各不相同，因此需要在具體的生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)它們進(jìn)行分析，比較，以期*佳地選擇加工技術(shù)。

　　2微型熱泵的原理及特點(diǎn)

　　微型熱泵是根據(jù)傳統(tǒng)熱泵的工作原理，利用MEMS微加工技術(shù)生產(chǎn)出熱泵系統(tǒng)的各個(gè)部件，并將這些部件及其傳感器，控制器，電源等集成在一個(gè)微小體積范圍內(nèi)的微小機(jī)械。微型熱泵的微型化技術(shù)是基于液體在微通道內(nèi)流動(dòng)所引起的強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)，和傳統(tǒng)熱泵裝置相比，微型熱泵采用許多平行的微通道，這樣熱泵裝置的體積和重量可以從根本上得到縮小。

　　微型換熱器的影響微型熱泵的主要特點(diǎn)如下：

　?。?）由于液體在微通道內(nèi)流動(dòng)時(shí)具有良好的傳熱傳質(zhì)性能，使得微型熱泵的性能有明顯的提高。我們可以從傳熱系數(shù)的定義簡(jiǎn)單看出，a=C/d，在層流時(shí)C一般為常熟，因此特征尺寸d越小，傳熱系數(shù)越大。在三種水力學(xué)通道直徑不同的微型換熱器中流道水速（質(zhì)量流速）與加熱功率之間的關(guān)系，流體之間的熱傳遞功率隨通道水力學(xué)直徑的減小而升高。

　　（2）微型熱泵使分布式空調(diào)成為可能，且更容易調(diào)節(jié)。這樣就減少了管路和循環(huán)的損失。

　?。?）微型熱泵加工困難，對(duì)加工精度要求極高。但隨著當(dāng)前MEMS技術(shù)的發(fā)展，微型熱泵的生產(chǎn)已成為可能。

　　3基于MEMS技術(shù)的微型熱泵系統(tǒng)

　　微型蒸汽壓縮式熱泵系統(tǒng)主要包括以下部件：微型壓縮機(jī)，微型換熱器和節(jié)流裝置。節(jié)流裝置可以選用微型毛細(xì)管，因此，微型熱泵的制造主要是微型壓縮機(jī)和微型換熱器的制造。

　　3.1微型壓縮機(jī)

　　微型壓縮機(jī)多采用旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)沒(méi)有往復(fù)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，不需要吸氣閥，零部件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，成本較低，同時(shí)操作簡(jiǎn)便，不維修運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

　　為了滿足體積和重量的需求，ASPEN公司利用精密機(jī)械加工技術(shù)為他們的微型熱泵系統(tǒng)制造了微型轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，如圖2所示，該壓縮機(jī)在38的環(huán)境下可以產(chǎn)生300W的制冷量，直徑約2英寸，長(zhǎng)27英寸，重量13磅，制冷劑：R134a，電壓：24V或12VDC.

　　北京工業(yè)大學(xué)利用微細(xì)電火花加工技術(shù)制造微型旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)采用鑄鐵和鋁合金制造，重量為400g，在400的環(huán)境下可以產(chǎn)生300W的制冷量，制冷劑：R22，電壓：24V或12VDC.

　　3.2微型換熱器

　　美國(guó)西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）研制的微型蒸發(fā)器包括銅底層，圖形化硅層和硼硅酸玻璃頂層，硅層由刻蝕方法加工而成，包括翅片和微通道，以提高傳熱效率，微通道寬約50~80m，翅片高度約30m.

　　挪威皇家科學(xué)院（SINTEF）利用MEMS技術(shù)研制了微型冷凝器，該冷凝器的通道是用硅制成的，硅的導(dǎo)熱率和密度和鋁接近，它的抗拉強(qiáng)度卻比鋼還要強(qiáng)。微通道是用光刻蝕技術(shù)制成的，制作時(shí)，按照需要在硅晶片上覆蓋掩模，用氫氧化四甲基銨作蝕刻劑，硅層上下表面與硼硅酸玻璃板鍵合在一起，水通道的尺寸如圖5中C放大圖所示，上邊為1017m，底邊為500m，高為140m.

　　3.3微型熱泵系統(tǒng)

　　ASPEN公司為美國(guó)軍隊(duì)研制了一種蒸汽壓縮式微型熱泵。該系統(tǒng)在38的環(huán)境下可以產(chǎn)生300W的制冷量，制冷系統(tǒng)共計(jì)約6磅，制冷系統(tǒng)大小：241mm1778mm9398mm。

　　4結(jié)論與展望

　　當(dāng)前，微型熱泵還處于實(shí)驗(yàn)室研制階段，其中核心部件微型壓縮機(jī)的加工手段多局限于精密機(jī)加工技術(shù)，但目前已經(jīng)采用刻蝕技術(shù)加工出了微米數(shù)量級(jí)的微通道換熱器。隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展及其在機(jī)械產(chǎn)品上的不斷應(yīng)用，微型熱泵的制造將會(huì)更加完善，由于其高效，輕量化的性能優(yōu)勢(shì)，在軍事，航空航天，醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域微型熱泵必將顯示出廣闊的應(yīng)用前景，另外，MEMS技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品上的應(yīng)用也必定會(huì)帶動(dòng)MEMS技術(shù)的不斷進(jìn)步，使其更適合現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展需要。