În domeniul fabricației de precizie și al cercetării științifice avansate, alegerea bazei pentru platformele plutitoare cu presiune statică de precizie este factorul cheie care determină performanța acesteia. Baza de precizie din granit și baza ceramică au propriile caracteristici, prezentând avantaje și caracteristici diferite în ceea ce privește stabilitatea, menținerea preciziei, durabilitatea și așa mai departe.
Stabilitate: Structură naturală versus sintetică
După o lungă tranziție geologică, granitul este strâns împletit cu cuarț, feldspat și alte minerale, formând o structură densă și uniformă. În fața interferențelor vibrațiilor externe, cum ar fi vibrațiile puternice generate de funcționarea echipamentelor de mari dimensiuni din atelierul fabricii, baza de granit poate bloca și atenua eficient vibrațiile, ceea ce poate reduce amplitudinea vibrațiilor platformei plutitoare de aer cu presiune statică de precizie cu peste 80%, oferind o bază de funcționare stabilă pentru platformă, asigurând o mișcare lină în procesarea sau detectarea de înaltă precizie. De exemplu, în procesul de litografie al fabricării cipurilor semiconductoare, o bază stabilă de granit poate asigura funcționarea precisă a echipamentelor de litografie a cipurilor și poate realiza o caracterizare de înaltă precizie a modelelor de cipuri.
Baza ceramică este realizată prin sinteză artificială și tehnologie avansată, iar structura sa internă este uniformă și are caracteristici bune de amortizare a vibrațiilor. Atunci când se confruntă cu vibrații generale, poate crea un mediu de lucru stabil pentru o platformă plutitoare cu presiune statică de precizie. Cu toate acestea, în fața rezistenței ridicate și a vibrațiilor susținute, capacitatea sa de atenuare a vibrațiilor este ușor inferioară celei a bazei de granit și este dificil să se reducă interferențele vibrațiilor la același nivel scăzut, ceea ce poate avea un anumit impact asupra mișcării ultra-precise a platformei.
Reținerea preciziei: extindere redusă a avantajelor naturale și control artificial al preciziei
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 presiune statică și aer plutitor 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.
Materialele ceramice sunt excelente în ceea ce privește stabilitatea termică, iar coeficientul de dilatare termică al unor ceramici de înaltă performanță poate fi aproape de zero și poate fi reglat cu precizie prin formulare și proces. În unele echipamente de măsurare de înaltă precizie sensibile la temperatură, baza ceramică poate menține o dimensiune stabilă atunci când temperatura se schimbă, asigurând precizia mișcării platformei plutitoare de aer cu presiune statică de precizie. Cu toate acestea, stabilitatea sa pe termen lung în aplicații practice este afectată de factori precum îmbătrânirea materialului și trebuie verificată în continuare.
Durabilitate: Piatră naturală de înaltă duritate și materiale sintetice rezistente la coroziune
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 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, granitul este relativ fragil, existând riscul de rupere în caz de impact accidental.
Baza ceramică nu este doar dură, ci are și o rezistență excelentă la coroziune. În mediile industriale unde există riscul de coroziune chimică, cum ar fi platformele de flotație hidrostatică de precizie din echipamentele de inspecție a produselor chimice, bazele ceramice rezistă la gaze sau lichide corozive, menținând integritatea suprafeței și proprietățile mecanice pentru o perioadă lungă de timp. În medii extreme, cum ar fi umiditatea ridicată, stabilitatea performanței bazei ceramice este mai bună decât cea a bazei de granit.
Costul de fabricație și dificultatea procesării: provocarea minieră a pietrei naturale și pragul tehnic al sintezei artificiale
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.
Fabricarea pe bază de ceramică se bazează pe tehnologii avansate de sinteză și prelucrare de precizie, de la pregătirea materiei prime, turnare până la sinterizare, fiecare etapă trebuie controlată cu precizie. Investițiile inițiale în cercetare și dezvoltare și echipamente sunt uriașe, cu un prag tehnic ridicat. Cu toate acestea, odată cu extinderea producției la scară largă, se așteaptă reducerea costurilor, având 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 extremă la temperatură și durabilitatea la coroziune. Alegerea bazei trebuie să se bazeze pe scenariul specific de aplicare, condițiile de mediu și bugetul de costuri al platformei de precizie cu presiune statică și aer.
Data publicării: 10 aprilie 2025