В области интеллектуального производства интеллектуальные 3D-измерительные приборы, являясь основным оборудованием для точного контроля и проверки качества, напрямую влияют на конечное качество продукции. Основание, являясь основным несущим компонентом измерительного прибора, обладает виброустойчивостью, что является ключевым фактором, определяющим надежность результатов измерений. В последние годы применение гранитных материалов в основаниях интеллектуальных 3D-измерительных приборов произвело настоящую революцию в отрасли. Данные показывают, что по сравнению с традиционными чугунными основаниями вибростойкость гранитных оснований увеличилась на 83%, что стало новым технологическим прорывом в области точных измерений.
Влияние вибрации на интеллектуальные 3D-измерительные приборы
Интеллектуальный 3D-измерительный прибор получает трёхмерные данные об объектах с помощью таких технологий, как лазерное сканирование и оптическая визуализация. Датчики и прецизионные оптические компоненты внутри него чрезвычайно чувствительны к вибрации. В условиях промышленного производства вибрации, возникающие при работе станков, запуске и остановке оборудования и даже при перемещении персонала, могут нарушить нормальную работу измерительных приборов. Даже незначительные вибрации могут привести к смещению лазерного луча или дрожанию линзы, что приводит к отклонениям в собираемых трёхмерных данных и ошибкам измерений. В отраслях с чрезвычайно высокими требованиями к точности, таких как аэрокосмическая промышленность и производство электронных микросхем, эти ошибки могут привести к выпуску продукции ненадлежащего качества и даже повлиять на стабильность всего производственного процесса.
Ограничения вибростойкости чугунных оснований
Чугун всегда был широко используемым материалом для основания традиционных 3D-интеллектуальных измерительных приборов из-за его низкой стоимости и простоты обработки и формовки. Однако внутренняя структура чугуна содержит множество мелких пор, а расположение кристаллов относительно рыхлое, что затрудняет эффективное ослабление энергии в процессе передачи вибрации. Когда внешние вибрации передаются на чугунное основание, вибрационные волны будут многократно отражаться и распространяться внутри основания, образуя явление непрерывного резонанса. Согласно данным испытаний, чугунному основанию требуется в среднем около 600 миллисекунд, чтобы полностью ослабить вибрацию и вернуться в стабильное состояние после того, как она была возмущена. Во время этого процесса точность измерения измерительного прибора серьезно страдает, и погрешность измерения может достигать ±5 мкм.
Антивибрационные преимущества гранитных оснований
Гранит – это природный камень, образовавшийся в результате геологических процессов на протяжении сотен миллионов лет. Его внутренние минеральные кристаллы компактны, структура плотная и однородная, и он обладает превосходной виброустойчивостью. При передаче внешних вибраций на гранитное основание его внутренняя микроструктура способна быстро преобразовывать энергию вибрации в тепловую, обеспечивая эффективное затухание. Экспериментальные данные показывают, что после воздействия той же вибрации гранитное основание может восстановить устойчивость примерно за 100 миллисекунд, а его виброустойчивость значительно выше, чем у чугунного основания, – на 83% выше, чем у чугуна.
Кроме того, высокая демпфирующая способность гранита позволяет ему эффективно поглощать вибрации различной частоты. Будь то высокочастотная вибрация станка или низкочастотная вибрация грунта, гранитное основание позволяет минимизировать их воздействие на измерительный прибор. На практике интеллектуальный 3D-измерительный прибор с гранитным основанием обеспечивает погрешность измерения в пределах ±0,8 мкм, что значительно повышает точность и надёжность результатов измерений.
Отраслевые применения и перспективы на будущее
Применение гранитных оснований в интеллектуальных 3D-измерительных приборах продемонстрировало значительные преимущества в различных областях высокотехнологичного производства. В производстве полупроводниковых кристаллов гранитное основание позволяет силоизмерительным приборам достигать высокой точности определения размера и формы кристаллов, обеспечивая высокий процент выхода годных изделий. При контроле компонентов аэрокосмической техники его стабильные антивибрационные характеристики обеспечивают точное измерение параметров сложных криволинейных поверхностей, гарантируя безопасную эксплуатацию воздушных судов.
В связи с постоянным повышением требований к точности в обрабатывающей промышленности, перспективы применения гранитных оснований в области интеллектуальных 3D-измерительных приборов расширяются. В будущем, благодаря непрерывному развитию материаловедения и технологий обработки, конструкция гранитных оснований будет и дальше совершенствоваться, обеспечивая более надежную поддержку для повышения точности интеллектуальных 3D-измерительных приборов и выводя интеллектуальное производство на более высокий уровень.
Время публикации: 12 мая 2025 г.