În domeniul controlului mișcării de ultra-precizie, performanța modulului de mișcare de ultra-precizie cu flotor pneumatic depinde în mare măsură de caracteristicile bazei sale. Baza de precizie din granit și baza ceramică sunt două opțiuni de profil înalt, fiecare având avantaje unice, existând diferențe evidente în ceea ce privește stabilitatea, menținerea preciziei, durabilitatea și alte dimensiuni cheie.
Stabilitate: compactitate naturală versus precizie artificială
Granitul, format după o lungă perioadă geologică, are o structură internă densă și uniformă, iar mineralele precum cuarțul și feldspatul sunt strâns legate între ele. În fața interferențelor externe, cum ar fi vibrațiile cauzate de funcționarea echipamentelor mari din atelier, baza de granit poate bloca și atenua eficient vibrațiile datorită structurii sale cristaline complexe, ceea ce poate reduce amplitudinea vibrațiilor modulului de mișcare de ultra-precizie transmis către flotorul de aer cu peste 80%, oferind o bază de funcționare stabilă pentru modul, asigurând o mișcare lină în procesul de procesare sau detectare de înaltă precizie.
Baza ceramică este fabricată printr-un proces sintetic avansat, iar uniformitatea structurii sale interne este, de asemenea, excelentă. Microstructura unor materiale ceramice de înaltă performanță este aproape perfectă, ceea ce poate forma un efect eficient de amortizare a vibrațiilor. În unele echipamente de inspecție optică extrem de sensibile la vibrații, baza ceramică poate suprima interferențele vibrațiilor într-un interval foarte mic pentru a asigura mișcarea de înaltă precizie a modulului de mișcare ultra-precis al plutitorului de aer, dar ca răspuns la vibrații la scară largă și intensitate mare, stabilitatea sa generală este ușor inferioară celei a bazei de granit.
Reținerea preciziei: avantajul natural al expansiunii reduse și miracolul artificial al stabilității la temperaturi ridicate
Granitul este cunoscut pentru coeficientul său foarte scăzut de dilatare termică, în general de 5-7 ×10⁻⁶/℃. În medii cu fluctuații de temperatură, dimensiunea bazei de precizie din granit se modifică foarte puțin. De exemplu, în domeniul astronomiei, modulul de mișcare ultra-precizie pentru reglarea fină a lentilei telescopului este asociat cu baza din granit, chiar și în mediile în care diferența de temperatură dintre zi și noapte este semnificativă, putând asigura menținerea preciziei de poziționare a lentilei la nivel submicronic, ajutând astronomii să surprindă schimbările subtile ale corpurilor cerești îndepărtate.
Materialele ceramice se comportă, de asemenea, bine în ceea ce privește stabilitatea la temperaturi ridicate și caracteristicile de dilatare redusă, iar coeficientul de dilatare termică al unor ceramice speciale poate fi chiar aproape de zero. În condiții de temperatură ridicată sau schimbări rapide de temperatură, baza ceramică poate menține o dimensiune stabilă pentru a asigura că precizia mișcării modulului de mișcare de ultra-precizie al flotorului de aer nu este afectată. În procesul de litografie al fabricării cipurilor semiconductoare, echipamentul de litografie trebuie să continue să funcționeze într-un mediu de înaltă precizie, iar baza ceramică poate menține precizia de poziționare a modulului în mediul de căldură ridicată generat de echipament, îndeplinind cerințele stricte ale fabricării cipurilor pentru precizia la scară nanometrică.
Durabilitate: Duritatea ridicată a minereurilor naturale și a materialelor sintetice rezistente la coroziune
Duritatea granitului este ridicată, duritatea Mohs poate ajunge la 6-7, cu o bună rezistență la uzură. În laboratorul de știința materialelor, modulul de mișcare ultra-precizie cu plutitor de aer utilizat frecvent, baza sa de granit poate rezista eficient la frecarea pe termen lung a cursorului cu plutitor de aer, comparativ cu baza de material obișnuită, putând prelungi ciclul de întreținere al modulului cu peste 50%, reducând considerabil costul de întreținere al echipamentelor, pentru a asigura continuitatea activității de cercetare științifică.
Materialele ceramice nu numai că au o duritate ridicată, dar au și o rezistență excelentă la coroziune. În unele medii industriale unde există riscul de coroziune chimică, cum ar fi modulul de mișcare ultra-precizie al flotorului de aer din echipamentele de testare a produselor chimice, baza ceramică poate rezista eroziunii gazelor sau lichidelor corozive, își poate menține integritatea suprafeței și proprietățile mecanice pentru o lungă perioadă de timp, iar durabilitatea sa este mai bună decât baza de granit în anumite medii dure.
Costul de fabricație și dificultatea procesării: provocările legate de exploatarea și prelucrarea pietrei naturale și pragul tehnic al sintezei artificiale
Procesul de extracție și transport al materiilor prime din granit este complex, iar prelucrarea necesită echipamente și tehnologie foarte avansate. Datorită durității și fragilității sale ridicate, este ușor să apară probleme precum prăbușirea muchiilor și fisuri în timpul tăierii, șlefuirii, lustruirii și altor procese, iar rata de rebut este relativ mare, rezultând costuri de fabricație ridicate.
Fabricarea bazelor ceramice se bazează pe tehnologii avansate de sinteză și prelucrare de precizie, de la pregătirea materiei prime, turnare până la sinterizare, fiecare etapă necesitând un control precis. Investițiile inițiale în dezvoltarea și producția de baze ceramice de înaltă performanță sunt uriașe, iar pragul tehnic este ridicat, dar odată ce se atinge producția la scară largă, se așteaptă ca costul să fie controlat eficient și are un potențial rentabil în aplicații de înaltă performanță.
Per total, bazele de precizie din granit au performanțe bune în ceea ce privește stabilitatea generală și durabilitatea convențională, în timp ce bazele ceramice au avantaje unice în ceea ce privește adaptabilitatea la temperaturi extreme și rezistența la coroziune. Alegerea bazei trebuie să se bazeze pe scenariul specific al aplicației, condițiile de mediu și bugetul de costuri al modulului de mișcare ultra-precizie cu flotor de aer.
Data publicării: 08 aprilie 2025