В мире высокоточной обработки, где допуски уменьшаются до менее чем 5 микрон, а качество обработки поверхности приближается к оптическому, инструменты, на которые мы полагаемся, должны эволюционировать, выходя за рамки традиционных. Десятилетиями сталь и гранит доминировали на метрологических стендах. Но по мере того, как такие отрасли, как производство полупроводникового оборудования, аэрокосмическая оптика и медицинские микроустройства, проникают в области, где даже термический дрейф или микроскопический износ вносят недопустимые погрешности, появляется новый класс эталонных инструментов: изготовленных не из металла или камня, а из современной технической керамики.
В ZHHIMG мы вышли за рамки простого предложенияКерамическая прямая линейкаили продукцию Ceramic Square Ruler. Мы переосмысливаем понятие прямой линии, сочетая сверхстабильные керамические материалы с передовым дизайном, включая нашу новаторскую керамическую линейку Custom Ceramic с воздушной подушкой, которая полностью исключает механический контакт, обеспечивая при этом повторяемость на нанометровом уровне.
Почему именно керамика? Ответ начинается на молекулярном уровне. В отличие от стали, которая значительно расширяется с повышением температуры, или гранита, который, несмотря на свою стабильность, остается пористым и неоднородным, искусственная керамика, такая как упрочненный цирконием оксид алюминия (ZTA) и нитрид кремния, обладает практически нулевой пористостью, исключительной твердостью (1400–1800 HV) и коэффициентами теплового расширения всего 3–4 мкм/м·°C. Это означает, что керамическая линейка от ZHHIMG сохраняет свою геометрию при перепадах температуры, которые деформировали бы обычные инструменты на несколько микрон.
Но одного материала недостаточно. Что действительно отличает наши керамические линейки, так это точность их изготовления. Используя алмазную шлифовку, полировку с субдиафрагмой и лазерную интерферометрическую проверку в чистых помещениях класса ISO 5, мы достигаем допусков на прямолинейность лучше 0,8 мкм на протяжении 500 мм — это подтверждается не только при поставке, но и документируется в полных отчетах о калибровке, соответствующих стандартам NIST и PTB. КаждаяКерамическая линейка-угольникПроходит проверку перпендикулярности с помощью электронной автоколлимации, обеспечивая точность углов до 1 угловой секунды (отклонение ≈0,5 мкм на 100 мм).
Это не теоретические характеристики. Это практическая реальность для клиентов, которые больше не могут позволить себе компромиссы. Один из ведущих поставщиков компонентов для EUV-литографии теперь использует нашу керамическую прямую линейку исключительно для выравнивания опорных рамок зеркал. «Стальные линейки деформировались во время длительных циклов экспозиции», — рассказал нам их ведущий метролог. «Гранит собирал частицы. А керамическая версия? Она стабильна уже 18 месяцев — перекалибровка не требуется».
Однако даже идеальная геометрия может быть нарушена при контакте. Проведите линейкой по поверхности, и вы рискуете получить микроцарапины, масляную пленку или упругую деформацию — особенно на мягких металлах или полированной оптике. Именно здесь инновации ZHHIMG с линейкой Custom Ceramic с воздушным зазором совершают прорыв.
Это не просто керамическая линейка с просверленными в ней отверстиями. Это полностью разработанная аэростатическая система, созданная с использованием методов вычислительной гидродинамики для обеспечения равномерного ламинарного воздушного потока по всей длине линейки. При создании давления чистого сухого воздуха (или азота в чувствительных средах) линейка парит на высоте 5–10 микрон над заготовкой, исключая физический контакт и сохраняя идеальное выравнивание. Результат? Истинное бесконтактное измерение для проверки плоскостности, прямолинейности или высоты ступеней с повторяемостью до ±0,2 мкм.
В одной из лабораторий квантовых вычислений в Швейцарии для контроля сверхпроводящих микросхем теперь используют изготовленную на заказ керамическую линейку длиной 600 мм с воздушным зазором. «Любой контакт — даже с мягким стилусом — создает напряжение, которое изменяет характеристики кубитов», — объяснил их инженер-технолог. «Керамическая линейка с воздушным зазором дает нам необходимую точку отсчета, не касаясь детали. Это стало критически важным инструментом».
Это стало возможным благодаря уникальному сочетанию материаловедения, прецизионной обработки и метрологии, применяемых в ZHHIMG. В то время как многие поставщики рассматривают керамику как конструкционные компоненты, мы оптимизируем ее как измерительный инструмент. В конструкции наших керамических квадратных линеек предусмотрены скошенные края для предотвращения сколов, матовая поверхность задней стороны для уменьшения бликов при инспекционном освещении, а также опциональные реперные метки для автоматизированных систем машинного зрения. Для применения в чистых помещениях поверхности полируются до Ra < 0,02 мкм для минимизации адгезии частиц.
Поскольку каждое применение уникально, мы не верим в универсальные решения. Нужна керамическая линейка со встроенными вакуумными каналами для удержания тонких пластин во время контроля? Мы её создали. Требуется...квадратная линейкаС отверстиями, выровненными по наконечнику измерительного щупа вашей координатно-измерительной машины? Готово. Хотите изготовленную на заказ керамическую линейку с воздушным зазором, встроенными датчиками давления и цифровой системой выравнивания? Она уже проходит бета-тестирование у одного из ведущих клиентов в аэрокосмической отрасли.
За этим последовало признание в отрасли. В обзоре Global Advanced Metrology Review 2025 компания ZHHIMG была названа единственной компанией, предлагающей полный набор сертифицированных эталонных инструментов для керамических изделий, включая плавающие варианты, с полной геометрической проверкой и цифровой прослеживаемостью. Но что еще важнее, внедрение ускоряется: более 60% наших заказов на керамические линейки теперь поступают из отраслей, которые ранее считали такие инструменты «излишними», пока не научились измерять разницу.
Стартап по производству медицинских устройств, выпускающий нейронные имплантаты, перешел с использования стальных линеек на наши керамические угольники, и процент выхода годных изделий с первого раза вырос на 22%. «Старые линейки оставляли микроцарапины на титановых корпусах», — сказал их менеджер по контролю качества. «Мы даже не замечали этого, пока не перешли на новые. Теперь каждая деталь проходит визуальную и размерную проверку с первого раза».
Поэтому, оценивая возможность следующего обновления метрологического оборудования, задайте себе вопрос: добавляет ли моя нынешняя линейка неопределенность или устраняет ее?
Если ваш производственный процесс находится на грани обнаружения, решение может заключаться в керамике — не как в новинке, а как в необходимости. В ZHHIMG мы производим не просто керамические линейки, керамические угольники или керамические линейки-рейки. Мы обеспечиваем точность измерения каждого микрона.
Дата публикации: 31 декабря 2025 г.