与宏观冲压成形相比，薄板微成形过程产生了明显的尺度效应，材料的成形极限产生了明显变化，比如常规拉深工艺成形的拉深件质量良好，而利用等比例缩小的微拉深模具成形的微拉深件法兰部位产生轻微起皱，成形窗口缩小，传统的微冲压工艺不能通过等比例缩小直接应用到薄板微成形中。没有专门的微冲压工艺规范和设计手册，主要参照传统的冲压工艺设计规范通过试验法确定。薄板微成形技术以高精度、高效率、低成本、大批量和无污染等优点在微电子、医疗以及新能源领域具有广泛的前景。

薄板微成形主要包括微冲裁、微弯曲以及微拉深等工艺方法。

利用具有尖锐刃口微型凸、凹模使材料发生剪切变形至分离的分离工序。微冲裁变形区域主要集中在冲裁间隙区域狭窄的环形区域内，与普通冲裁相比，微冲裁中材料的各变形区域很小，特征尺寸一般在亚毫米甚至微米量级，与冲裁间隙、薄板内部的晶粒尺寸在同一尺度范围内，产生了明显的尺度效应。微冲裁过程中各晶粒之间应力状态相差很大，导致微冲裁的变形过程比普通冲裁更加复杂。常规冲裁的合理相对冲裁间隙（单边冲裁间隙与薄板厚度之比）为14%～24%，微冲裁工艺设计中相对冲裁间隙更小，一般为7.5%～15%，而且必须考虑材料内部微观结构的影响，相对变化量（单边冲裁间隙与晶粒尺寸之比）成为薄板微冲裁重要工艺参数（图1）。

图1 微冲裁过程晶粒尺寸模型（晶粒尺寸 d）

在微冲裁模具制造与装配方面，由于受到模具间隙的限制，凸凹模装配精度成为影响微冲裁工艺稳定性的重要因素。基于微细电火花的模具原位制造方法、无模/软膜微冲裁方法以及超声振动辅助微冲裁新方法等逐步应用于微冲裁工艺，明显提高了薄板微冲裁工艺稳定性和断面质量，成为薄板微冲裁技术未来的发展趋势。 

把金属薄板弯成具有一定角度、一定曲率和一定形状微型零件的重要工序。与常规弯曲工艺相比，微弯曲工艺可分为V形弯曲、U形弯曲和侧向弯曲等，薄板微弯曲过程中也存在明显的尺度效应。

微弯曲回弹尺度效应与薄板厚度方向的晶粒数、晶粒取向和晶界分布密切有关（图2）。微弯曲工艺中，由于弯曲薄板试样尺寸小，弯曲过程的弯曲力和力矩较小，常规的薄板弯曲测试方法难以满足测量精度的要求。薄板微弯曲测试需要借助高精密微型压力传感器、激光传感器和高速摄像机等实现原位测量。

图2 微弯曲回弹

一种利用模具，使平板毛坯成形微杯形件、微盒形件或者其他断面形状微型壳体件的工序。与宏观拉深相比，微拉深的极限拉深比较小，一般小于2.0，这主要是因为在微拉深过程中存在复杂的摩擦尺度效应，微拉深的摩擦力占成形力的比例更大，这给微拉深工艺和模具设计带来诸多问题。

如果采用干摩擦进行试验，微拉深件表面质量较差，极限拉深较低，难以满足微成形的需求。如果采用液体润滑，摩擦系数随试样尺寸的减小而显著增加，微拉深摩擦尺度效应会显著影响零件的成形极限和精度。采用类金刚石薄膜对微拉深模具表面进行改性，获得的微拉深件不仅表面质量好，成形精度高，更重要的是提高了极限拉深比，且成形件不需对润滑剂进行清理便可直接使用，特别适合薄板微拉深工艺。为了解决微拉深中坯料定位问题，微拉深模具一般采用落料拉深复合成形方法（图3）。由于在板材微成形过程中，外界环境对模具稳定性影响较大，为了保证微拉深工艺稳定性和成形精度，微拉深成形最好在恒温和洁净的环境中进行。 

图3 微落料拉深复合模具