目前，微切削加工已成为克服MEMS技术局限性的重要技术，微铣削技术因其高效、高柔性、能够加工复杂的三维形状和多种材料，成为非常活跃的研究热点。
微型铣刀及其制造技术
制造工艺和工具性能
磨削是铣刀制造的传统工艺，但对于直径仅为几十分之一毫米的微型铣刀而言，在磨削力的作用下，很难在不均匀的刀具材料上磨削出锋利的切削刃。这也成为微型铣刀发展的一个技术瓶颈。为此，从理论和实验角度来看，可以选择一种不产生切削力的加工方法（例如激光加工、聚焦离子束加工等）。
聚焦离子束加工方法原则上更适合制造微直径铣刀。Friedrich、Vasile等利用聚焦离子束加工技术制作了最小直径为22mm的微直径铣刀。利用微直径铣刀和定制的高精度铣床，在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）上加工出深度为89.5mm、槽间肋厚为62mm的8°直壁微槽结构。Adams等利用聚焦离子束加工技术制作了直径约为25μm的微直径铣刀，其轮廓形状包括二面体、四面体和六面体，切削刃分为2刃、4刃和6刃，刀具材料为高速钢和硬质合金。利用这些刀具对铝、黄铜、4340钢和PMMA四种工件材料进行微铣削加工。但由于采用微直径铣刀进行切削必须采用较小的进给量，且刀具磨损严重，加工毛刺较大，加工效果仍不理想。
立铣刀的刀片几何形状主要包括四种类型：直刃型、锥三角型（D型）、半圆型（D型）和商用螺旋刃型立铣刀。Fang等人通过实验和有限元分析，基于刀具刚度和加工性能，对上述四种立铣刀进行了研究和比较。结果表明，锥三角型立铣刀更适用于微加工，直径为0.1 mm的锥三角型立铣刀已成功用于加工特征尺寸小于50 μm的生物医学零件和特征尺寸小于80 μm的微压花模具。
但从实用角度和应用前景来看，应优先考虑商品化的螺旋叶片微直径立铣刀，目前对此类铣刀的研究也很多。目前，国外已将直径0.1mm的硬质合金立铣刀实现了商品化（国内也已将直径0.2mm的立铣刀实现了商品化），直径50μm的立铣刀也开始上市。目前，此类铣刀的制造仍然依赖于高性能的工具磨床。
欧洲采用微直径立铣刀（最小直径50μm）加工微型塑料部件注塑模具，模具硬度达到53HRC，铣削精度<5μm，表面粗糙度Ra<0.2μm。美国开发了一种专门针对模具及硬模加工的新型微直径铣刀，可对石墨、钢等高硬度材料进行高速切削加工（切削速度30m/min，最高可达150m/min）。瑞士研究人员进行了硬质材料高速切削实验，采用直径0.5mm的TiAlN涂层微直径铣刀切削316L不锈钢，切削深度0.1mm，切削速度80m/min，主轴转速50000r/min，进给速度240mm/min。实验结果表明，刀具寿命达到8小时（117m）。
微型铣刀刀具材料
作为刀具材料，金刚石、立方氮化硼、陶瓷等都有各自的优点和局限性，最常用的是硬质合金，目前国外90%以上的车刀和55%以上的铣刀都是用硬质合金制成的。在微直径铣刀领域，刀具材料也以硬质合金为主。硬质合金是由许多晶粒组成的烧结体，晶粒的大小决定了刀刃的微观锋利度。为了获得锋利的刀刃，通常采用钨钴型超细晶粒硬质合金。目前，超细晶粒硬质合金的晶粒尺寸约为0.5mm，切削刃圆弧半径为几个微米。
细晶粒和超细晶粒硬质合金材料的开发和应用是进一步提高刀具使用可靠性的发展方向。其特点是不断开发新牌号的刀具材料，使其更适合于被加工材料和切削工况，以达到提高切削效率的目的。刀具制造商采取“对症下药”的策略，不断开发具有加工特定特性的新牌号刀具。例如，美国肯纳金属公司推出的用于车削加工的新牌号包括：加工钢件的KC9110、加工不锈钢的KC9225、加工铸铁的KY1310、加工耐热合金的KC5410、加工淬硬材料的KC5510、加工有色金属材料的KY1615等。
与原有老牌号相比，新牌号平均可提高15%~20%的切削效率。其次，在新牌号的开发中，更加注重基体与涂层的优化组合，以更好地达到适用性开发的目的。此外，新牌号的开发通常还包括相应刀具槽型和几何参数的改进，以更好地适应被加工材料的特性和不同工艺对断屑的要求，并降低切削力和振动，从而使切削更轻便、更高效。
微型立铣刀涂层
涂层具有较高的硬度、耐磨性和化学稳定性，能够阻止刀具-切屑-工件材料之间的相互作用，起到热障作用，减少刀具的粘着磨损、溶解磨损、表面剥落磨损等，有效延缓刀具磨损的发生，因此涂层的应用可以大大提高刀具的使用性能。
涂层按其成分和功能可分为两类：一类是“硬”涂层，其特点是硬度高、耐磨性好。另一类是“软”涂层，主要起减少摩擦、降低切削力和切削温度的作用。涂层按结构可分为单层涂层、多层涂层、复合涂层、梯度涂层、纳米多层涂层、纳米复合结构涂层等。选择涂层时，应考虑涂层的厚度、光滑度以及与基体硬质合金的相容性。
刀具涂层的发展特点是多样化、系列化。纳米涂层、梯度结构涂层以及新型结构和材料涂层的开发应用，对提高刀具性能发挥了重要作用。在层出不穷的新型涂层产品中，有适用于高速切削、干切削和硬切削的耐磨、耐热涂层，有适用于断续切削的增韧涂层，还有适用于干切削并需要降低摩擦系数的润滑涂层。
金刚石涂层也得到了进一步的应用，以提高有色金属和铝合金等非金属材料的加工效率。各种纳米涂层（包括纳米结晶、纳米层厚度和纳米结构涂层）的实际应用，大大提高了涂层的性能。纳米涂层技术的最新成果是TiSiN和CrSiN涂层立铣刀的开发，这两种涂层的粒径均为5nm。此外，通过改善涂层的表面光洁度，可以提高涂层刀具的抗摩擦和抗粘连能力。
目前，在微铣削领域，对加工表面粗糙度的研究已取得不少成果，但对加工硬化、残余应力等问题的研究较少，对切削力的研究也不够成熟。为了提高微铣削的加工效果，可以综合研究切削力、加工质量、刀具磨损、加工振动等因素的影响。通过对微铣削技术的深入研究和开发，可以进一步提高微型机床的加工能力。随着精密三维微型零件市场需求的不断增长，微铣削技术必将拥有巨大的发展潜力。
