В производстве ЖК/OLED-панелей производительность портального оборудования напрямую влияет на выход годных изделий. Традиционные чугунные рамы портальных систем с трудом соответствуют требованиям высокой скорости и точности из-за своего большого веса и медленной реакции. Гранитные рамы портальных систем, благодаря инновациям в материалах и конструкции, позволили добиться «снижения веса на 40% при сохранении сверхвысокой жесткости», став ключевой технологией для модернизации отрасли.
I. Три основных узких места чугунных рам портальных кранов
Большой вес и высокая инерция: плотность чугуна достигает 7,86 г/см³, а рама 10-метрового портала весит более 20 тонн. Погрешность позиционирования при высокоскоростном запуске и остановке составляет ±20 мкм, что приводит к неравномерной толщине покрытия.
Низкое затухание вибрации: коэффициент демпфирования составляет всего 0,05-0,1, и вибрация прекращается более чем за 2 секунды, вызывая периодические дефекты покрытия, на долю которых приходится 18% бракованной продукции.
Долговременная деформация: большой модуль упругости, недостаточная прочность, погрешность плоскостности увеличивается до ±15 мкм после 3 лет эксплуатации, а также высокие затраты на техническое обслуживание.
II. Природные преимущества гранита
Легкий и высокопрочный: плотность 2,6-3,1 г/см³, снижение веса на 40%; прочность на сжатие 100-200 МПа (эквивалентно чугуну), а деформация составляет всего 0,08 мм (0,12 мм для чугуна) при нагрузке 1000 кг на пролете 5 метров.
Превосходная вибростойкость: внутренняя структура границ зерен обеспечивает естественное демпфирование с коэффициентом демпфирования 0,3-0,5 (в 6 раз выше, чем у чугуна), а амплитуда колебаний составляет менее ±1 мкм при частоте 200 Гц.
Высокая термическая стабильность: коэффициент теплового расширения составляет 0,6-5×10⁻⁶/℃ (1/5-1/20 для чугуна), а при изменении температуры на 20℃ расширение составляет менее 100 нм.
III. Бионические инновации в проектировании конструкций
Ребристая сотовая пластинчатая структура: она имитирует механическое распределение сотовой структуры, обеспечивая снижение веса на 40%, но увеличение жесткости на изгиб на 35% и снижение напряжений на 32%.
Поперечная балка с переменным поперечным сечением: толщина динамически регулируется в зависимости от прилагаемой силы, при этом максимальная деформация уменьшается на 28%, что соответствует требованиям высокоскоростного перемещения напыляющей головки.
Наноразмерная обработка поверхности: магнитореологическая полировка обеспечивает плоскостность ±1 мкм/м, алмазоподобное углеродное покрытие (DLC) увеличивает износостойкость в пять раз, а износ на миллион перемещений составляет менее 0,5 мкм.
IV. Будущие тенденции
Интеллектуальная модернизация: интеграция волоконно-оптических датчиков и алгоритмов искусственного интеллекта позволяет компенсировать помехи окружающей среды в режиме реального времени, обеспечивая точность измерения в пределах ±0,1 мкм.
Экологичное производство: углеродный след переработанных гранитных материалов снижается на 60%, при этом сохраняется 90% их эксплуатационных характеристик, что способствует развитию экономики замкнутого цикла.
Краткое описание: Гранитная рама портального крана решила проблему традиционных материалов, заключающуюся в том, что «снижение веса влечет за собой снижение жесткости», благодаря сочетанию «свойств минералов + бионического дизайна + прецизионной обработки». Основная логика заключается в использовании сотовой структуры природных минералов и современных методов механического моделирования для оптимизации и восстановления свойств материала, обеспечивая экологичное решение, учитывающее как эффективность, так и точность производства LED/OLED-дисплеев. Это нововведение – не только победа материалов, но и пример междисциплинарной технологической интеграции, помогающий мировой индустрии дисплеев двигаться к большей точности и меньшему энергопотреблению.
Дата публикации: 19 мая 2025 г.