В точном производстве, научно-исследовательских испытаниях и других требованиях к точности в этой области прецизионная статическая плавающая платформа давления воздуха играет ключевую роль. Выбор основания платформы, как и закладка краеугольного камня для здания, напрямую связан с производительностью платформы. Гранитное точное основание и основание из минерального литья являются двумя популярными вариантами, каждый из которых имеет свои преимущества, ниже приведено подробное сравнение для вас.
Стабильность: разница между естественной кристаллизацией и искусственным композитом
Гранитное основание точности после миллионов лет геологических изменений, внутренний кварц, полевой шпат и другие минералы кристаллизуются плотно, структура чрезвычайно плотная и однородная. Перед лицом внешних помех, таких как вибрация, создаваемая работой окружающего крупного оборудования, гранитное основание подобно прочному щиту, который может эффективно блокировать и ослаблять, и может уменьшить амплитуду вибрации прецизионной статической платформы воздушного давления более чем на 80%, обеспечивая прочную и стабильную основу для высокоточного движения платформы. В цехе по производству полупроводниковых чипов процесс литографии предъявляет высокие требования к стабильности платформы, а гранитное основание обеспечивает точную работу оборудования для литографии чипов, помогает точной гравировке рисунка чипа и значительно повышает выход продукции при производстве чипов.
Основание из минерального литья изготовлено из минеральных частиц, смешанных со специальным связующим веществом. Его внутренняя структура однородна и имеет определенные характеристики гашения вибрации. При работе с общей вибрацией оно может обеспечить относительно стабильную рабочую среду для платформы. Однако в условиях высокой интенсивности и непрерывной вибрации способность гашения вибрации основания из минерального литья немного недостаточна по сравнению с гранитным основанием, что может привести к небольшому отклонению движения платформы и повлиять на точность сверхточной работы.
Сохранение точности: баланс естественных преимуществ и искусственного контроля низкого расширения
Гранит известен своим очень низким коэффициентом теплового расширения, обычно 5-7 ×10⁻⁶/℃. В условиях колебаний температуры размер гранитного прецизионного основания меняется очень мало. В области астрономии прецизионная статическая платформа воздушного поплавка для точной настройки объектива телескопа сочетается с гранитным основанием, даже если разница температур между днем и ночью значительна, она может гарантировать, что точность позиционирования объектива поддерживается на субмикронном уровне, помогая астрономам улавливать тонкие изменения далеких небесных тел.
При проектировании рецептуры материалов для литья из минералов можно оптимизировать и контролировать характеристики теплового расширения, а коэффициент теплового расширения может быть близок или даже лучше, чем у гранита, путем регулирования пропорции минералов и связующих веществ. В некотором чувствительном к температуре высокоточном измерительном оборудовании основание из минерального литья может сохранять стабильный размер при изменении температуры, обеспечивая точность перемещения платформы. Однако основание из минерального литья подвержено влиянию таких факторов, как старение связующего вещества, и необходимо дополнительно следить за долгосрочной стабильностью точности.
Прочность: Характеристики натурального камня высокой твердости и износостойких композитных материалов.
Твердость гранита высокая, твердость по шкале Мооса может достигать 6-7, с хорошей износостойкостью. В лаборатории материаловедения часто используется прецизионная статическая платформа воздушного давления, ее гранитное основание может эффективно противостоять долгосрочным потерям на трение по сравнению с обычным основанием, может продлить цикл обслуживания платформы более чем на 50%, снизить затраты на обслуживание оборудования и обеспечить непрерывность научно-исследовательских работ. Однако гранитный материал относительно хрупкий и легко ломается при случайном ударе.
Основание из минерального литья обладает превосходными противоусталостными характеристиками, которые могут эффективно противостоять усталостным повреждениям и сохранять структурную целостность во время длительного высокочастотного возвратно-поступательного движения прецизионной статической платформы воздушного плавания. В то же время оно обладает определенной стойкостью к общим химикатам, а в среде с небольшим риском химической коррозии оно более долговечно, чем гранитное основание. Однако в экстремальных условиях, таких как высокая влажность, связующее вещество в основании из минерального литья может быть повреждено, что снижает его долговечность.
Стоимость производства и сложность обработки: проблемы с натуральным камнем и пороги искусственного литья
Добыча и транспортировка гранитного сырья сложны, а обработка требует очень высокого оборудования и технологий. Из-за его высокой твердости и хрупкости легко возникают такие проблемы, как разрушение кромок и трещины при резке, шлифовке, полировке и других процессах, а процент брака относительно высок, что приводит к высоким производственным затратам.
Изготовление минеральной литейной основы требует специальной формы и процесса, а начальная стоимость разработки формы высока, но как только форма сформирована, можно добиться массового производства и снизить себестоимость единицы продукции. Процесс ее обработки относительно прост по сравнению с гранитом, и она может достигать более высоких требований к точности с помощью механических средств обработки и имеет экономически эффективный потенциал в сценариях крупномасштабного применения.
Время публикации: 10 апреля 2025 г.