在科技迅速发展的今天,压电电机作为一种重要的精密驱动技术,广泛应用于多个领域,其精度和性能的提升为许多行业带来了革命性变化。从微型医疗设备到高精度制造乃至光刻机、半导体芯片等国之重器,压电电机在推动创新和技术进步方面发挥着至关重要的作用。在合肥工业大学,有这样一支研发团队,微纳驱动团队,他们针对国家高精尖的痛点,瞄准压电电机领域,研发出新一代微型电机,走出了年轻一代创新创业的风采。
压电电机以其优异的高频响应和精密控制能力,已经成为许多领域不可或缺的核心组件。与传统的电磁电机相比,压电电机具有更高的精度、更小的体积以及更强的动态响应能力,这些特性使得它们在微型化设备、精密仪器以及自动化控制系统中展现出无可替代的优势。
微纳驱动团队在研发前查阅相关课题文献资料百余篇,走访国内十余家精密制造企业和研究所,深入了解当下微型驱动控制领域的痛点,为实验室研发打下了坚实的基础。在合肥工业大学仪器科学实验室中,团队通过细致入微的实验和优化,创新出微型驱动控制、频率追踪、螺纹摩擦面微织构设计三大技术,实现了对传统工艺的全方位升级,成功研发出L1-B2电机,其尺寸突破1mm。此外,团队的另一款研发产品微步电机更是突破了纳米分辨率,展现了团队在精密驱动领域的自我高标准要求和高水平技术。
图 电机螺纹锁紧程度测试
为突破技术瓶颈,团队成员紧盯压电陶瓷功率密度特性,聚焦螺纹结构、表面涂层加工等关键方向,在跨越200kHz频率寻优、摩擦面微织构设计的复杂科研里摸索。46次设计加工的反复试错,1270余天实验室的坚持,团队在一次次失败中打磨方案,用行动诠释高校科研人攻坚克难、追求真理的执着。
图 项目研发人员探讨螺纹解决方案
图 团队成员正在实验室进行电机性能测试
合肥工业大学仪器学院微纳团队是国内最先做出此类电机的团队,与行业内其他现有产品相比多项指标遥遥领先。项目负责人周同学作为第一发明人申请多项技术专利和发表多篇学术论文并已完成科技查新,进一步丰富项目技术成果和提高技术壁垒。2025年,团队与精密仪器领域专家尤政院士就研发电机进行深入交流,并获得了范光照教授和中国科学技术大学冯志华教授的高度推荐!
“顺应时代需求,把握高精密驱动产业蓬勃发展的巨大机遇是我们创新故事的闪光点。微纳驱动团队始终致力于创新与实践的并行,师生合力,结合合肥工业大学仪器学院深耕多年的精密测量方案,研发出全新的微型电机,力求在市场的激烈竞争中脱颖而出。”项目团队指导老师夏豪杰介绍道,“我们团队研发的这项技术已经通过中试并成功实现产业化落地,能够量产并应用于半导体制造和精密测量等需要高精度位移驱动的场景。”
微纳驱动团队目前已与上海微电子研究所、南京天光所等多家研究所达成合作,将研发电机应用在EUV光刻机六自由度台物镜系统中,携手致力于突破国产光刻机技术封锁,助力破解难题,并开展与见行科技、中科创微有限公司以及某著名手机终端等高端精密制造厂商的合作,为在消费电子领域高精密驱动技术提供核心方案。
“专于精工,卓于未来,聚焦创新,坚持中国制造”。未来,微纳驱动团队将继续砥砺前行,深入压电电机领域的研发,为中国高端精密制造业的发展保驾护航。