În fabricația de precizie, în testarea cercetării științifice și în alte cerințe de precizie din domeniu, platforma plutitoare cu presiune statică de precizie joacă un rol esențial. Alegerea bazei platformei, la fel ca așezarea pietrei de temelie a clădirii, este direct legată de performanța platformei. Baza de precizie din granit și baza din turnare minerală sunt două opțiuni populare, fiecare având propriile avantaje; mai jos găsiți o comparație detaliată.
Stabilitate: Diferența dintre cristalizarea naturală și compozitul artificial
După milioane de ani de schimbări geologice, cuarțul, feldspatul și alte minerale din interior au devenit cristaline, structura fiind extrem de densă și uniformă. În fața interferențelor externe, cum ar fi vibrațiile generate de funcționarea echipamentelor mari din jur, baza de granit este ca un scut solid, care poate bloca și atenua eficient și poate reduce amplitudinea vibrațiilor platformei plutitoare de aer cu presiune statică de precizie cu peste 80%, oferind o bază solidă și stabilă pentru mișcarea de înaltă precizie a platformei. În atelierul de fabricație a cipurilor semiconductoare, procesul de litografie are cerințe ridicate pentru stabilitatea platformei, iar baza de granit asigură funcționarea precisă a echipamentului de litografie a cipurilor, ajută la gravarea precisă a modelului cipului și îmbunătățește considerabil randamentul de fabricație a cipurilor.
Baza turnată mineral este fabricată din particule minerale amestecate cu un liant special. Structura sa internă este uniformă și are anumite caracteristici de amortizare a vibrațiilor. Atunci când se confruntă cu vibrații generale, aceasta poate oferi un mediu de lucru relativ stabil pentru platformă. Cu toate acestea, în fața vibrațiilor de intensitate ridicată și continuă, capacitatea de atenuare a vibrațiilor a bazei turnate mineral este ușor insuficientă în comparație cu baza din granit, ceea ce poate duce la o ușoară deviere a mișcării platformei și poate afecta precizia funcționării de ultra-precizie.
Reținerea preciziei: echilibrul dintre avantajele naturale și controlul artificial al expansiunii reduse
Granitul este cunoscut pentru coeficientul său foarte scăzut de dilatare termică, în general de 5-7 ×10⁻⁶/℃. Într-un mediu cu temperaturi fluctuante, dimensiunea bazei de precizie din granit se modifică foarte puțin. În domeniul astronomiei, platforma de precizie cu aer sub presiune statică 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 schimbările subtile ale corpurilor cerești îndepărtate.
În proiectarea formulării materialelor de turnare minerală, caracteristicile de dilatare termică pot fi optimizate și controlate, iar coeficientul de dilatare termică poate fi apropiat sau chiar mai bun decât cel al granitului prin ajustarea proporției de minerale și lianți. În unele echipamente de măsurare de înaltă precizie, sensibile la temperatură, baza turnată minerală poate menține o dimensiune stabilă atunci când temperatura se schimbă, asigurând acuratețea mișcării platformei. Cu toate acestea, baza turnată minerală este afectată de factori precum îmbătrânirea liantului, iar stabilitatea preciziei pe termen lung trebuie respectată în continuare.
Durabilitate: Caracteristicile pietrei naturale de înaltă duritate și ale materialelor compozite rezistente la oboseală
Duritatea granitului este ridicată, duritatea Mohs poate ajunge la 6-7, cu o bună rezistență la uzură. În laboratorul de știință a materialelor, platforma flotantă cu presiune statică de precizie, frecvent utilizată, are o bază de granit care poate rezista eficient pierderilor prin frecare pe termen lung, comparativ cu baza 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 se rupe ușor atunci când este lovit accidental.
Baza turnată mineral are caracteristici anti-oboseală excelente, care pot rezista eficient la deteriorarea prin oboseală și pot menține integritatea structurală în timpul mișcării alternative de înaltă frecvență pe termen lung a platformei plutitoare cu aer sub presiune statică de precizie. În același timp, are o anumită rezistență la substanțele chimice generale, iar în medii cu risc ușor de coroziune chimică, este mai durabilă decât baza de granit. Cu toate acestea, în medii extreme, cum ar fi umiditatea ridicată, liantul din baza turnată mineral poate fi afectat, reducându-i durabilitatea.
Costul de fabricație și dificultatea procesării: Provocările pietrei naturale și pragurile de turnare artificială
Extracția și transportul materiilor prime de granit sunt complexe, 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, ceea ce duce la costuri de fabricație ridicate.
Fabricarea bazei de turnare minerală necesită o matriță și un proces specific, iar costul inițial de dezvoltare a matriței este ridicat, dar odată ce matrița este formată, se poate realiza producția în masă, iar costul unitar poate fi redus. Procesul său de prelucrare este relativ ușor în comparație cu granitul și poate atinge cerințe de precizie mai mari prin mijloace de prelucrare mecanică, având un potențial rentabil în scenarii de aplicații la scară largă.
Data publicării: 10 aprilie 2025