飞秒激光切割结合微细电阻滑焊制备三维金属微结构的工艺过程主要包括:(1)通过三维建模软件对所需要的三维微结构进行建模，并通过切片软件将三维微结构模型进行逐层切片，获得每层二维结构的轮廓数据。(2)依照每层轮廓数据，飞秒激光在0Cr18Ni9不锈钢箔上进行切割获得二维金属微结构。(3)通过微细电阻滑焊的多次放电将多层二维金属微结构进行热扩散焊接，最终获得三维金属微结构。该工艺是以分层实体制造工艺(LOM)为基础，分为飞秒激光切割和电阻滑焊两个工位，因此将其命名为微型化双工位金属箔叠层制造方法 。

Micro-DLOM的具体工艺过程:(1)将模具基体安装于工作台夹具上，然后将工作台移动至电阻焊工位。在电阻焊工位通过点焊8个稳控点将钢箔固定在模具基体上，稳控点应尽量靠近飞秒激光切割的边缘，目的在于防止钢箔的水平窜动，提高水平尺寸精度;(2)将工作台移至飞秒激光工位，由聚焦后的飞秒激光束切割不锈钢箔，获得单层二维金属微结构。(3)通过胶带将飞秒激光切割所产生的废料粘除，而后钢箔和模具基体下降一个步距。该步距主要是由钢箔的厚度和钢箔之间的间隙所决定，考虑到钢箔的厚度为10μm，各层钢箔之间的间隙均值为10μm，因此该步距设为20μm。(4)钢箔和模具基体移动至电阻焊工位并重复上述工艺过程，逐渐获得初步叠层的三维微结构。(5)将初步叠层获得的三维微结构再次移动至电阻焊工位，利用微细电阻滑焊的多次放电将其进行焊接，最终实现钢箔之间的完全连接。上述工艺将多层二维微结构进行近似叠加拟合，从而获得所需的三维金属微结构。与UV-LIGA工艺相比，Micro-DLOM工艺可以加工出深宽比不受限制、具有复杂结构形式的微结构，并且单层钢箔越薄，成形精度也就越高;与用飞秒激光进行分层大面积逐行扫描烧蚀工艺相比，仅需切割每层二维结构的轮廓，成形效率大为提高 。

采用5层10μm 厚的0Cr18Ni9不锈钢箔进行实验， 制 备 一 组 高 度 尺 寸 为50μm 的 微 型 腔。首先的 工 艺 路 线 初 步 叠层出一组三维微型腔试样， 然后进行高度测量。初步叠层的三维微型腔的最大高度为93.33μm， 最小高度为65.79μm， 远大于设计高度。造成上述误差的原因是: 在飞秒激光切割之前仅对微型腔的各层钢箔点焊了8个稳控点， 其目的是防止钢箔的水平窜动， 以保证切割精度， 但这8个稳控点不可能实现整个微型腔实体区域范围内、 不锈钢箔之间的完全连接， 因此各层不锈钢箔之间不可避免地会存在间隙， 而这种间隙是造成上述误差的主要原因 。

为了保证微型腔高度方向上的尺寸精度，需要继续依工艺路线将初步叠层的微型腔再次移至电阻焊工位，通过电阻滑焊的方式消除不锈钢箔之间的间隙。采用的滑焊工艺与传统的电阻焊工艺中的缝焊类似，缝焊工艺通过圆盘形电极的滚动以及数千安培的焊接电流作用下完成较厚钢板的焊接，而滑焊则是通过细微棒电极的滑动完成钢箔的连接。在滑焊过程中，当焊接电流过大时，焊接件之间会形成熔核，并且在熔核的周围会产生严重变形，这种变形会大大地影响焊接件高度方向上的尺寸精度。所以，在Micro-DLOM工艺中，为了保证微型腔高度方向上的尺寸精度，要避免熔核的产生。通过上述分析，所采用的焊接方式为:在尽量小的焊接电流作用下，通过细微棒电极的多次放电滑焊、以热扩散的方式完成不锈钢箔之间连接 。

滑焊工艺参数包括焊接电压、焊接压强、预压时间、放电时间、冷却时间以及放电次数。焊接电压是指在焊接过程中，棒电极和铜板电极之间所施加的电压，焊接电压越大，焊接电流就越大，也就越容易形成熔核。因此，焊接电压应越小越好，并将该值设为0.21V(低于这一电压很难形成牢固连接);焊接压强是棒电极压紧微型腔时的压强，过小的焊接压强会使焊接过程产生打火现象，而过大的焊接压强则会导致微型腔变形，通过实验将焊接压强确定为0.2MPa;放电时间为棒电极放电一次的时间，放电时间越大，越容易形成熔核，通过实验将其确定为10ms;预压时间是指从棒电极压紧微型腔到棒电极开始放电的时间，而冷却时间则是棒电极放电的间隔时间，这两个参数对滑焊工艺的影响不大，因此分别将其设为100ms和10ms;放电次数是棒电极焊接一次电阻焊机施加的电脉冲的个数，在上述参数设定的情况下，该值对滑焊的影响最大 。

微型制件已在微电子、微机械、精密仪器及生物医学等领域得到成功应用。由于微型制件的结构尺寸微小，重量极轻，并且其尺寸精度在微米量级以上，因此很难用普通加工方法成形。随着各国学者对该领域的研究，出现了一系列面向微型制件的现代制造技术:UV-LIGA技术、深反应离子蚀刻技术(DRIE)和3D-UV光刻技术。上述技术中以UV-LIGA技术最有代表性和应用前景。UV-LIGA技术主要由曝光、显影、电铸和去胶组成，由于其特定的曝光方式使得该技术通常情况下只能制作含有直壁特征的二维半微结构，难以制作含有复杂结构特征的微结构。因此，突破UV-LIGA的技术瓶颈是近年来研究者努力的方向，文献已做了大量有意义的工作 。

为获得三维微结构，Y.K.Yoon等对UV-LIGA工艺进行了部分改进，采用透明垫反向曝光、斜向曝光的多向曝光方式获得了三维微结构。由于该工艺中特定的曝光方向，使其仅能获得特定的三维微结构，难以制备具有任意形状的微结构。ManuelPfeiffer等人利用飞秒激光分层平面扫描烧蚀工艺，在硬质合金和不锈钢板上蚀刻出了深度为100μm的三维微结构。在该工艺方法中，飞秒激光在硬质合金板上获得了较为理想的微结构，在不锈钢板上的加工效果则较差。由于该工艺每层都进行大面积逐行扫描蚀刻来获得微结构，因此加工时间较长。文献则采用UV-LIGA和微细电火花加工技术相结合制备出了局部为梯形凸台和锥形凹槽的三维金属微结构，其微结构的表面粗糙度达0.08μm。微细电火花加工技术对于解决UV-LIGA的技术瓶颈做出了贡献。为获取复杂的三维曲面微结构，哈尔滨工业大学的赵万生、王振龙等以快速成型制造中分层制造原理为基础，运用微细电火花放电加工技术制备出了具有三维曲面特征的微结构;为提高微细电火花加工的效率，达到工业化运用的目的，清华大学的李勇等提出了三维微细电火花伺服扫描加工方法，并运用该方法在铜板上加工出了深度为300μm的三维微结构;为了获得大深径比的微孔结构，大连理工大学的贾振元等研发了一台用于快速加工大深径比微小孔的电火花机床，并通过该机床加工出了深径比超过10，直径为60~200μm的微小孔，但是该技术要针对不同尺寸的零件制作不同微细电极，而微细电极的制备较困难并且在电火花加工的过程中始终存在微细电极损耗，使得该技术不易获得大深宽比的微结构 。

Micro-DLOM是将多层二维微结构进行近似叠加拟合，从而获得所需的三维金属微结构，因此该工艺存在一个原理误差，也就是台阶效应。由于本文所制备的对象为微型腔模具，对Micro-DLOM的原理误差进行计算。d为相邻钢箔在水平方向上的尺寸差，h为钢箔厚度，α为微型腔相对于垂直方向的张角，δ为Micro-DLOM原理误差。应用三角函数，可得到δ的数学表达式。对δ的数学表达式进行分析可以知道:在0~90°内，α越小，Micro-DLOM的原理误差δ越小;钢箔的厚度越小，其原理误差δ也越小。以制作实例中的圆形微型腔为例，计算其原理误差δ，计算发现:随着钢箔高度位置的不同，所计算出来的圆形微型腔最大原理误差为2.14μm，最小原理误差为0.99μm，如果使用厚度为5μm甚至更薄的不锈钢箔来制备微型腔模具，则可将Micro-DLOM原理误差大幅减小，但这会以牺牲成形效率为代价 。