功能性三维微结构已广泛用于国防、航空航天、汽车模具等重大领域。通过微柱状电极的逐层扫描放电加工是获得上述三维微结构的主流工艺技术，但存在加工效率低、电极损耗严重等缺点，严重制约相关产品的研发周期和性能。项目组在国际上首次提出三维微电极叠层制备工艺并将其应用于电火花加工，以此减小电极损耗并提高三维微结构的加工效率。三维微电极叠层制备工艺是解决上述问题的核心工艺技术，项目组经过多年研究，取得以下创新成果：
    （1）提出了三维微电极的叠层制备工艺并将其应用于电火花加工。项目组将多层铜箔二维微结构进行叠加拟合从而获得三维叠层微电极，并首次将三维微电极用于电火花加工，解决了功能性三维微结构加工效率低的技术瓶颈。上述关键工艺技术填补了国际空白，使三维微细电火花加工进入产业化应用阶段，已用于卫星热管挤压模具的加工，其生产的热管已应用于遥感系列卫星。
    （2）提出了三维叠层圆盘电极电火花变损耗制备微沟槽工艺。该工艺以三维微电极制备工艺为基础，创造性地提出将不同损耗速率的箔材构成三维叠层圆盘电极，并将其应用于旋转电火花加工。通过精确控制各层圆盘电极的损耗量，制备出不同轮廓形状的微沟槽结构。该工艺彻底颠覆了电极损耗是不利因素这一传统观念，加工精度高（±2μm）。与主流技术相比，该工艺可同时加工多条微沟槽，加工效率至少提高1倍以上。该工艺已被用于微凹辊中微结构单元的加工。
    （3）提出了将反极性微细电火花加工用于提高微结构表面的加工质量。通过三维微电极微细电火花加工获得的零部件，其表面存在重铸层和微裂纹，这些加工缺陷严重影响了零部件的机械性能和使用寿命。本项目巧妙地利用电火花加工的极性效应去除零件表面的重铸层和微裂纹，工艺过程简单。目前，该工艺已被用于复合材料注塑模具中微结构的加工，应用结果表明：零部件表面的重铸层和微裂纹几乎不可见，表面粗糙度Ra=0.567μm。
    上述研究成果获得国家发明专利授权7项，实用新型2项，软件著作权2项，制定企业标准1项，发表SCI论文23篇。项目研究成果顺利通过科技成果鉴定，被专家组评价为：该项目取得显著的经济效益和社会效益，总体技术达到国际先进水平。三维叠层微电极已被上海卫星装备研究所、中国兵器工业第五九研究所、深圳市银宝山新科技股份有限公司等单位应用于卫星热管挤压模具、兵器冲压模具、复合材料注塑模具等领域。2017-2019年度，本项目关键工艺技术共产生销售收入84501万元，新增利润8303万元，新增税收2244万元。