При применении сверхточного модуля движения основание, как ключевой опорный элемент, играет решающую роль в его работе. Гранитное прецизионное основание и литое основание имеют свои особенности, и разница между ними очевидна.
I. Стабильность
Гранит, подвергшийся многолетним геологическим изменениям, имеет плотную и однородную внутреннюю структуру, состоящую в основном из кварца, полевого шпата и других минералов, тесно связанных между собой. Эта уникальная структура обеспечивает ему отличную устойчивость и эффективно противостоит внешним помехам. В цехе по производству электронных микросхем периферийное оборудование работает с высокой частотой, а гранитное основание позволяет снизить амплитуду вибрации сверхточного модуля, передаваемую на воздушный поплавок, более чем на 80%, обеспечивая плавность движения модуля и предоставляя надежную гарантию для высокоточных процессов, таких как литография и травление при изготовлении микросхем.
Хотя литейное основание в определённой степени может амортизировать вибрацию, в процессе литья могут возникнуть дефекты, такие как песчаные раковины и поры, что снижает однородность и устойчивость конструкции. В условиях высокочастотной и сильной вибрации способность к гашению вибрации уступает гранитному основанию, что приводит к снижению стабильности движения сверхточного модуля перемещения воздушного поплавка, что влияет на точность обработки и обнаружения оборудования.
Во-вторых, сохранение точности
Коэффициент теплового расширения гранита очень низок, обычно составляет 5-7 ×10⁻⁶/℃, поэтому в условиях колебаний температуры изменение размеров минимально. В астрономии сверхточный модуль перемещения для точной настройки объектива телескопа сопряжён с гранитным основанием. Даже при большой разнице температур между днём и ночью он обеспечивает точность позиционирования объектива на субмикронном уровне, помогая астрономам чётко наблюдать далёкие небесные тела.
В качестве литейного основания обычно используется металл, например, чугун, коэффициент теплового расширения которого относительно высок и составляет около 10-20 × 10⁻⁶/℃. При изменении температуры размеры заметно меняются, что может привести к термической деформации сверхточного модуля перемещения поплавка, что приведет к снижению точности перемещения. В процессе термочувствительного шлифования оптических линз деформация литого основания под воздействием температуры может привести к отклонению точности шлифования линз за пределы допустимого диапазона и повлиять на качество линз.
В-третьих, износостойкость
Гранит обладает высокой твёрдостью, достигающей 6-7 единиц по шкале Мооса, и высокой износостойкостью. В материаловедении часто используется модуль сверхточного перемещения с воздушным поплавком. Гранитное основание эффективно противостоит трению ползунка воздушного поплавка по сравнению с обычным литым основанием, что позволяет увеличить срок службы модуля более чем на 50%, снизить затраты на обслуживание оборудования и обеспечить непрерывность научно-исследовательских работ.
Если литейное основание изготовлено из обычных металлических материалов, то твердость относительно низкая, а поверхность легко изнашивается при длительном возвратно-поступательном трении ползуна воздушного поплавка, что влияет на точность движения и плавность сверхточного модуля движения воздушного поплавка, требуя более частого обслуживания и замены, увеличивая стоимость использования и время простоя.
В-четвертых, стоимость производства и сложность обработки
Стоимость гранитного сырья высока, добыча и транспортировка сложны, а обработка требует профессионального оборудования и технологий, таких как высокоточная резка, шлифовка, полировка и т.д., что приводит к высоким производственным затратам. Высокая твёрдость, хрупкость, сложность обработки, склонность к разрушению кромок, трещинам и другим дефектам приводят к высокому проценту брака.
Источники сырья для литейного основания широко распространены, стоимость относительно невысока, процесс литья отработан, сложность обработки невелика, а массовое производство может осуществляться через пресс-форму, обеспечивая высокую эффективность производства и контролируемые затраты. Однако для достижения такой же высокой точности и стабильности, как у гранитного основания, требования к процессу литья и последующей обработке чрезвычайно строгие, что также значительно увеличивает стоимость.
Подводя итог, можно сказать, что гранитное прецизионное основание обладает значительным преимуществом в применении сверхточных подвижных модулей, обеспечивая высокую точность, стабильность и износостойкость. Литое основание обладает рядом преимуществ с точки зрения стоимости и удобства обработки и подходит для случаев, когда требования к точности относительно невысоки, а экономическая эффективность имеет значение.
Время публикации: 08.04.2025