En la fabricació de precisió, les proves d'investigació científica i altres requisits de precisió del camp, la plataforma flotant d'aire a pressió estàtica de precisió juga un paper fonamental. L'elecció de la base de la plataforma, com la col·locació de la pedra angular d'un edifici, està directament relacionada amb el rendiment de la plataforma. La base de precisió de granit i la base de fosa mineral són dues opcions populars, cadascuna amb els seus propis avantatges. A continuació, es mostra una comparació detallada.
Estabilitat: Diferència entre la cristal·lització natural i el compost artificial
Després de milions d'anys de canvis geològics, la base de precisió de granit, el quars intern, el feldespat i altres minerals, estancs com a cristalls, fan que l'estructura sigui extremadament densa i uniforme. Davant d'interferències externes, com ara la vibració generada pel funcionament dels grans equips circumdants, la base de granit és com un escut sòlid, que pot bloquejar i atenuar eficaçment, i pot reduir l'amplitud de la vibració de la plataforma flotant d'aire de pressió estàtica de precisió en més d'un 80%, proporcionant una base sòlida i estable per al moviment d'alta precisió de la plataforma. Al taller de fabricació de xips semiconductors, el procés de litografia té uns requisits elevats per a l'estabilitat de la plataforma, i la base de granit garanteix el funcionament precís de l'equip de litografia de xips, ajuda al gravat precís del patró de xips i millora considerablement el rendiment de la fabricació de xips.
La base de fosa mineral està feta de partícules minerals barrejades amb un aglutinant especial. La seva estructura interna és uniforme i té certes característiques d'amortiment de vibracions. Quan es tracta de vibracions generals, pot proporcionar un entorn de treball relativament estable per a la plataforma. Tanmateix, davant d'una vibració d'alta intensitat i contínua, la capacitat d'atenuació de vibracions de la base de fosa mineral és lleugerament insuficient en comparació amb la base de granit, cosa que pot provocar una lleugera desviació del moviment de la plataforma i afectar la precisió del funcionament d'ultraprecisió.
Retenció de la precisió: l'equilibri entre els avantatges naturals i el control artificial de la baixa expansió
El granit és conegut pel seu coeficient d'expansió tèrmica molt baix, generalment de 5-7 ×10⁻⁶/℃. En un entorn de temperatura fluctuant, la mida de la base de precisió de granit canvia molt poc. En el camp de l'astronomia, la plataforma flotant d'aire de pressió estàtica de precisió per a l'afinació fina de la lent del telescopi es combina amb la base de granit, fins i tot si la diferència de temperatura entre el dia i la nit és significativa, pot garantir que la precisió de posicionament de la lent es mantingui a nivell submicrònic, ajudant els astrònoms a capturar els canvis subtils dels cossos celestes distants.
En el disseny de la formulació de materials de fosa mineral, les característiques d'expansió tèrmica es poden optimitzar i controlar, i el coeficient d'expansió tèrmica pot ser proper o fins i tot millor que el del granit ajustant la proporció de minerals i aglutinants. En alguns equips de mesura d'alta precisió i sensibles a la temperatura, la base de fosa mineral pot mantenir una mida estable quan la temperatura canvia, garantint la precisió del moviment de la plataforma. Tanmateix, la base de fosa mineral es veu afectada per factors com l'envelliment de l'aglutinant, i cal observar més a fons l'estabilitat de la precisió a llarg termini.
Durabilitat: Característiques de la pedra natural d'alta duresa i els materials compostos resistents a la fatiga
La duresa del granit és alta, la duresa de Mohs pot arribar a 6-7, amb una bona resistència al desgast. Al laboratori de ciència de materials, la plataforma flotant d'aire a pressió estàtica de precisió que s'utilitza amb freqüència, la seva base de granit pot resistir eficaçment la pèrdua de fricció a llarg termini, en comparació amb la base ordinària, pot allargar el cicle de manteniment de la plataforma en més d'un 50%, reduir els costos de manteniment dels equips i garantir la continuïtat del treball de recerca científica. Tanmateix, el material de granit és relativament fràgil i fàcil de trencar quan s'impacta accidentalment.
La base de fosa mineral té excel·lents característiques antifatiga, que poden resistir eficaçment els danys per fatiga i mantenir la integritat estructural durant el moviment alternatiu d'alta freqüència a llarg termini de la plataforma flotant d'aire a pressió estàtica de precisió. Al mateix temps, té una certa resistència als productes químics generals i, en un entorn amb un lleuger risc de corrosió química, és més duradora que la base de granit. Tanmateix, en entorns extrems com ara una humitat elevada, l'aglutinant de la base de fosa mineral es pot veure afectat, reduint la seva durabilitat.
Cost de fabricació i dificultat de processament: reptes de la pedra natural i llindars de fosa artificial
La mineria i el transport de matèries primeres de granit són complexos, i el processament requereix equips i tecnologia molt avançats. A causa de la seva alta duresa i fragilitat, és fàcil tenir problemes com ara col·lapses de vores i esquerdes en el tall, la mòlta, el poliment i altres processos, i la taxa de ferralla és relativament alta, la qual cosa resulta en uns costos de fabricació elevats.
La fabricació de bases de fosa mineral requereix un motlle i un procés específics, i el cost inicial de desenvolupament del motlle és elevat, però un cop format el motlle, es pot aconseguir una producció en massa i es pot reduir el cost unitari. El seu procés de processament és relativament fàcil en comparació amb el granit, i pot assolir requisits de precisió més alts mitjançant mitjans de processament mecànic, i té un potencial rendible en escenaris d'aplicació a gran escala.
Data de publicació: 10 d'abril de 2025