20世紀60年代為了適應核能、大規(guī)模集成電路、激光和航天等尖端技術的需要而發(fā)展起來的精度極高的一種加工技術。到80年代初，其最高加工尺寸精度已可達10納米（1納米=0.001微米）級，表面粗糙度達1納米，加工的最小尺寸達 1微米，正在向納米級加工尺寸精度的目標前進。納米級的超精密加工也稱為納米工藝(nano-technology) 。超精密加工是處于發(fā)展中的跨學科綜合技術。20 世紀 50 年代至 80 年代為技術開創(chuàng)期。20 世紀 50 年代末，出于航天、國防等尖端技術發(fā)展的需要，美國率先發(fā)展了超精密加工技術，開發(fā)了金剛石刀具超精密切削——單點金剛石切削(Single point diamond turning，SPDT)技術，又稱為“微英寸技術”，用于加工激光核聚變反射鏡、戰(zhàn)術導彈及載人飛船用球面、非球面大型零件等。
南京藝匠精密科技有限公司
如在加丁過程中對研拋工具形狀、工件支撐狀態(tài)以及加工參數(shù)等進行實時自適應控制，從而提高了加工精度和效率，發(fā)展成為“準確定性”超精密加工技術，這種方式是目前光學元件的主要加工方式，其中典型的準確定性超精密加工工藝包括小磨頭拋光、磁流變拋光、氣囊拋光、離子束拋光、應力盤拋光等，這些超精密加丁工藝可以通過控制駐留時間、壓力、工件轉速等參數(shù)確定去除函數(shù)，預知準確的材料去除量從而最終控制工件的面形(見圖1-6(b))。
超精密加工
與非確定性超精密加工技術相比，準確定性超精密加T技術具有以下特點：
①對加工設備精度要求較高：由于加工過程中需要控制加工點和丁具的相對位置精度，所以要求加工設備具有較高的重復定位精度，一般要求在0.01mm左右即可滿足使用要求；
②由于通過理論計算或試驗可以得到加工過程的去除函數(shù)，所以較為準確地控制每次加工的去除量，通過對去除函數(shù)收斂性的分析仿真可以大大縮短加工周期，這樣不僅提高了加丁精度，同時也縮短了加工效率、降低了生產成本；
③可以通過加工設備復雜的多軸運動控制工具的軌跡，進行包括非球面、自由曲面等復雜曲面超精密加工。
超精密切削加工
主要有超精密車削、鏡面磨削和研磨等。在超精密車床上用經過精細研磨的單晶金剛石車刀進行微量車削,切削厚度僅1微米左右，常用于加工有色金屬材料的球面、非球面和平面的反射鏡等高精度、表面高度光潔的零件。例如加工核聚變裝置用的直徑為800毫米的非球面反射鏡，最高精度可達0.1微米，表面粗糙度為Rz0.05微米。
超精密特種加工
加工精度以納米，甚至最終以原子單位(原子晶格距離為0.1～0.2納米)為目標時，切削加工方法已不能適應，需要借助特種加工的方法，即應用化學能、電化學能、熱能或電能等，使這些能量超越原子間的結合能，從而去除工件表面的部分原子間的附著、結合或晶格變形，以達到超精密加工的目的。屬于這類加工的有機械化學拋光、離子濺射和離子注入、電子束曝射、激光束加工、金屬蒸鍍和分子束外延等。這些方法的特點是對表面層物質去除或添加的量可以作極細微的控制。但是要獲得超精密的加工精度，仍有賴于精密的加工設備和精確的控制系統(tǒng)，并采用超精密掩膜作中介物。例如超大規(guī)模集成電路的制版就是采用電子束對掩膜上的光致抗蝕劑（見光刻）進行曝射，使光致抗蝕劑的原子在電子撞擊下直接聚合(或分解)，再用顯影劑把聚合過的或未聚合過的部分溶解掉，制成掩膜。電子束曝射制版需要采用工作臺定位精度高達±0.01微米的超精密加工設備。
