铝及铝合金具有密度低、强度高、导热性好等优点,其微结构在微机电系统(MEMS)领域被广泛的应用。然而,由于铝的硬度较低,机械加工时容易变形,很难达到铝微结构的加工尺寸和精度。而微细电火花加工、激光加工等非接触加工方法存在加工表面质量较差,效率较低等缺点。本文采用微尺度线状工具,分别开展了铝微缝结构的微细电解切割加工、微细电解电火花复合切割加工以及钨丝切割加工试验研究。主要研究内容如下:(1)提出一种基于硝酸钠乙二醇溶液的铝微结构微细电解切割加工方法。分析了铝在硝酸钠水溶液和硝酸钠乙二醇溶液中的电化学溶解特性,发现硝酸钠乙二醇溶液能有效抑制铝在电解加工过程中的杂散腐蚀现象。试验研究了加工电压、脉冲频率和占空比三个参数对铝微缝结构加工质量的影响。采用直径200μm的微螺旋电极,以优化后的加工参数:电压10V、脉冲频率200k Hz、占空比20%、进给速度0.2μm/s,在0.1mm厚的铝箔上加工出了平均宽度283.1μm的铝微缝结构。(2)提出一种基于硝酸钠乙二醇溶液的铝微结构微细电解电火花复合切割加工方法,该方法能有效提高铝微结构的加工效率并保证加工质量。本文分析了其加工原理及加工过程,包括气膜形成过程和材料去除过程。试验研究了工作液浓度、工具电极转速、脉冲频率、进给速度四个参数对复合加工状态和加工效果的影响。试验研究表明,较高的工具电极转速是稳定复合加工状态的关键因素。采用直径200μm的微螺旋电极,以优化后的参数:工作液浓度1mol/L、工具电极转速30krpm、脉冲频率200k Hz、进给速度1.4μm/s,在1mm厚的铝片上加工出了平均宽度175.9μm,表面粗糙度0.192μm铝微缝结构以及铝的复杂微结构。(3)提出一种采用钨丝作为工具的铝微缝结构切割加工方法,该方法能加工更小尺度的铝微缝结构。为了提高该加工方法的稳定性及加工效率,本文提出第一/第二进给速度顺序进给的加工方法,首先用较低的第一进给速度在铝箔边缘加工出切口,然后用第二进给速度完成微缝结构的高速切割,其最大进给速度能达到500μm/s。试验研究了不同的第一/第二进给速度对缝宽一致性和表面粗糙度的影响。试验结果表明使用较为接近的第一/第二进给速度能加工出表面粗糙度较低的铝微结构。最终采用直径50μm的钨丝在0.1mm厚的铝箔上加工出了长度达5mm且具有良好的缝宽一致性和表面粗糙度的铝微缝结构。