În construcția unei platforme plutitoare cu presiune statică de precizie, alegerea bazei joacă un rol decisiv în performanța generală a platformei. Baza de precizie din granit și baza din fontă au propriile caracteristici și există diferențe evidente în ceea ce privește dimensiunile cheie, cum ar fi stabilitatea, menținerea preciziei, durabilitatea și costul.
În primul rând, stabilitate: structură naturală densă și metalică
După milioane de ani de schimbări geologice, granitul este strâns combinat cu cuarțul, feldspatul și alte minerale pentru a forma o structură foarte densă și uniformă. În fața interferențelor externe, cum ar fi vibrațiile puternice generate de funcționarea echipamentelor mari din atelierul fabricii, baza de granit poate bloca și atenua eficient vibrațiile bazându-se pe structura sa cristalină complexă, care poate reduce amplitudinea vibrațiilor platformei plutitoare cu aer sub presiune statică de precizie cu peste 80%, oferind o piatră de temelie stabilă pentru funcționare a platformei, asigurând o mișcare lină în timpul procesării sau detectării de înaltă precizie. De exemplu, în procesul de fotolitografie al fabricării cipurilor electronice, este garantată caracterizarea precisă a modelelor de cipuri.
Baza din fontă este turnată dintr-un aliaj fier-carbon, iar grafitul intern este distribuit în foi sau sfere. Deși are o anumită capacitate de amortizare a vibrațiilor, uniformitatea sa structurală nu este bună în comparație cu granitul. Atunci când se confruntă cu vibrații de intensitate ridicată și continue, este dificil pentru baza din fontă să reducă interferențele vibrațiilor la același nivel scăzut ca baza din granit, ceea ce poate duce la mici abateri în mișcarea platformei plutitoare cu aer sub presiune statică de precizie, afectând performanța de precizie a platformei în operațiuni de ultra-precizie.
În al doilea rând, menținerea preciziei: avantajele naturale ale expansiunii reduse și provocarea schimbării termice a metalului
Granitul este cunoscut pentru coeficientul său foarte scăzut de dilatare termică, de obicei de 5-7 ×10⁻⁶/℃. În medii cu fluctuații de temperatură, dimensiunea bazei de precizie din granit se modifică foarte puțin. În domeniul astronomiei, platforma de precizie cu aer hidrostatic pentru reglarea fină a lentilei telescopului este asociată cu baza din granit, chiar dacă diferența de temperatură dintre zi și noapte este semnificativă, aceasta poate asigura menținerea preciziei de poziționare a lentilei la nivel submicronic, ajutând astronomii să surprindă dinamica subtilă a corpurilor cerești îndepărtate.
Coeficientul de dilatare termică al fontei este relativ ridicat, în general 10-20 ×10⁻⁶/℃. Când temperatura se schimbă, dimensiunea bazei din fontă se modifică evident, ceea ce poate provoca o deformare termică ușoară a platformei plutitoare cu aer sub presiune statică de precizie, rezultând o scădere a preciziei de mișcare a platformei. În procesul de șlefuire a lentilelor optice sensibile la temperatură, deformarea bazei din fontă sub influența temperaturii poate provoca o abatere a preciziei de șlefuire a lentilei dincolo de intervalul admis și poate afecta calitatea lentilei.
În al treilea rând, durabilitate: duritatea ridicată a pietrei naturale și oboseala metalelor
Duritatea granitului este ridicată, duritatea Mohs poate ajunge la 6-7, având o bună rezistență la uzură. În laboratorul de știință a materialelor, platforma flotantă cu presiune statică de precizie, utilizată frecvent, are baza de granit care poate rezista eficient pierderilor prin frecare pe termen lung, comparativ cu o bază obișnuită, putând prelungi ciclul de întreținere al platformei cu peste 50%, reducând costurile de întreținere a echipamentelor și asigurând continuitatea activității de cercetare științifică. Cu toate acestea, materialul granit este relativ fragil și există riscul de rupere în cazul impactului accidental.
Baza din fontă are o anumită rezistență și nu se rupe ușor atunci când suportă o anumită forță de impact. Cu toate acestea, în procesul de mișcare alternativă de înaltă frecvență a platformei plutitoare cu aer sub presiune statică de precizie pentru o perioadă lungă de timp, fonta este predispusă la deteriorări prin oboseală, ceea ce duce la modificări ale structurii interne, afectând precizia mișcării și stabilitatea platformei. În același timp, fonta este predispusă la rugină și coroziune în medii umede, reducându-i durabilitatea. În schimb, baza din granit are o rezistență mai bună la coroziune.
În al patrulea rând, costul de fabricație și dificultatea procesării: provocările legate de exploatarea și prelucrarea pietrei naturale și pragul procesului de turnare a metalelor
Extracția și transportul materiilor prime de granit sunt complexe, iar prelucrarea necesită echipamente și tehnologie foarte avansate. Datorită durității ridicate, fragilității, tăierii, șlefuirii, lustruirii și altor procese sunt predispuse la colaps, fisuri și o rată mare de deșeuri, ceea ce duce la costuri de fabricație ridicate.
Baza din fontă este fabricată printr-un proces de turnare matur, cu o sursă largă de materii prime și un cost relativ scăzut. Prin intermediul matriței se poate realiza producția de masă și o eficiență ridicată a producției. Cu toate acestea, pentru a obține aceeași precizie și stabilitate ridicate ca baza din granit, procesul de turnare și cerințele post-procesare sunt extrem de stricte, necesitând prelucrare de precizie și tratament de îmbătrânire etc., iar costul va crește, de asemenea, semnificativ.
În concluzie, baza de precizie din granit are avantaje semnificative în scenariile de aplicare ale platformei de flotație cu presiune statică de precizie, care necesită precizie ridicată, stabilitate și rezistență la uzură; baza din fontă are anumite avantaje în ceea ce privește costul și rezistența și este potrivită pentru situațiile în care cerințele de precizie sunt relativ scăzute, urmărirea eficienței costurilor, iar mediul de vibrații și temperatură este relativ stabil.
Data publicării: 09 aprilie 2025