Во-первых, преимущества гранитного основания
1. Высокая жесткость и устойчивость
Гранит обладает высокой плотностью (2,6–3,1 г/см³), а модуль Юнга (модуль упругости) может достигать 50–100 ГПа, что значительно выше, чем у обычной стали (около 200 ГПа). Благодаря изотропной кристаллической структуре гранит практически не подвержен пластической деформации при длительном использовании. По сравнению с металлами, коэффициент теплового расширения гранита очень низок (около 5×10⁻⁶/℃), что позволяет ему сохранять отличную размерную стабильность даже в условиях колебаний температуры, предотвращая влияние теплового расширения на точность оборудования.
2. Отличные показатели снижения вибрации
Внутренняя кристаллическая структура гранита обладает высоким внутренним демпфированием, что позволяет эффективно поглощать высокочастотные вибрации и снижать резонансные явления. По сравнению с металлическим основанием, гранит обладает более высокой способностью к демпфированию вибраций в диапазоне 20 Гц–1 кГц, обеспечивая более «чистую» исходную среду для системы активной виброизоляции и снижая нагрузку на последующий активный контроль.
3. Коррозионная стойкость, немагнитность, широкая применимость
Гранит химически устойчив, устойчив к воздействию кислот и щелочей, не ржавеет и не окисляется, подходит для использования в чистых помещениях, в условиях повышенной влажности и агрессивных средах. Кроме того, гранит является немагнитным материалом, не создает помех для прецизионных приборов (таких как электронная микроскопия, магнитометрическое оборудование и т. д.), поэтому подходит для применения в условиях, чувствительных к электромагнитным полям.
4. Длительный срок службы, низкие затраты на обслуживание
Гранит обладает высокой твёрдостью (6-7 по шкале Мооса), износостойкостью, длительным сроком службы, устойчив к износу и деформации, а срок службы может достигать более 20 лет. По сравнению с металлическими материалами, он не требует регулярной обработки от ржавчины и смазки, а расходы на обслуживание крайне низки.
5. Высокая плоскостность и чистота поверхности
Благодаря прецизионной шлифовке и полировке плоскостность гранитного основания может достигать 0,005 мм/м², а шероховатость поверхности Ra≤0,2 мкм, что обеспечивает идеальную совместимость с прецизионным оборудованием (таким как оптическая платформа, лазерный интерферометр) и снижает погрешности сборки.
Во-вторых, недостатки гранитного основания
1. Большой вес, сложность переноски и установки.
Гранит имеет высокую плотность и тяжелее алюминия или стали при тех же размерах, поэтому для обработки и установки больших платформ требуется специализированное оборудование (такое как вилочные погрузчики или подъемные инструменты), что увеличивает затраты на развертывание.
2. Высокая хрупкость, слабая ударопрочность
Несмотря на высокую твёрдость, гранит — хрупкий материал, способный треснуть или разрушиться при сильном ударе (например, падении или столкновении). Поэтому при транспортировке и установке следует соблюдать особую осторожность, чтобы избежать сильной вибрации и ударов.
3. Обработка сложна, а стоимость настройки высока.
Обработка гранита требует специальных станков (например, гравировальных станков по камню с ЧПУ) и алмазных инструментов, а скорость обработки низкая, что приводит к высокой стоимости изготовления сложных конструкций (например, резьбовых отверстий, пазов специальной формы) и длительному циклу поставки.
4. Резкие перепады температур могут привести к появлению микротрещин.
Несмотря на хорошую термостойкость гранита, при резких перепадах температур (например, при быстром перемещении из зоны с низкой температурой в зону с высокой) внутри могут образоваться небольшие трещины, а длительное накопление напряжений может повлиять на прочность конструкции. Поэтому его следует использовать с осторожностью в условиях больших перепадов температур.
5. Отсутствие сварки и вторичной обработки.
Металлическую основу можно модифицировать с помощью сварки или механической обработки, но после того, как гранит сформирован, вносить структурные изменения (например, сверлить, резать) практически невозможно, поэтому этап проектирования должен быть тщательно спланирован, чтобы избежать последующих изменений.
Время публикации: 11 апреля 2025 г.