En el camp de la fabricació de precisió i la investigació científica avançada, la selecció de la base de la plataforma flotant d'aire a pressió estàtica de precisió és el factor clau per determinar-ne el rendiment. La base de precisió de granit i la base de ceràmica tenen les seves pròpies característiques, mostrant diferents avantatges i característiques en estabilitat, manteniment de la precisió, durabilitat, etc.
Estabilitat: Estructura natural versus sintètica
Després d'una llarga transició geològica, el granit està estretament entrellaçat amb quars, feldespat i altres minerals, formant una estructura densa i uniforme. Davant d'interferències de vibracions externes, com ara la forta vibració generada pel funcionament d'equips a gran escala al taller de la fàbrica, la base de granit pot bloquejar i atenuar eficaçment, cosa que pot reduir l'amplitud de vibració de la plataforma flotant d'aire a pressió estàtica de precisió en més d'un 80%, proporcionant una base de funcionament estable per a la plataforma per garantir un moviment suau en el processament o la detecció d'alta precisió. Per exemple, en el procés de litografia de la fabricació de xips semiconductors, una base de granit estable pot garantir el funcionament precís dels equips de litografia de xips i aconseguir una caracterització d'alta precisió dels patrons de xips.
La base ceràmica està feta mitjançant síntesi artificial i tecnologia avançada, i la seva estructura interna també és uniforme i té bones característiques d'amortiment de vibracions. Quan es tracta de vibracions generals, pot crear un entorn de treball estable per a una plataforma flotant d'aire a pressió estàtica de precisió. Tanmateix, davant d'una alta resistència i vibracions sostingudes, la seva capacitat d'atenuació de vibracions és lleugerament inferior a la de la base de granit, i és difícil reduir la interferència de vibracions al mateix nivell baix, cosa que pot tenir un cert impacte en el moviment d'ultraprecisió de la plataforma.
Retenció de la precisió: baixa expansió dels avantatges naturals i control artificial de la precisió
El granit és conegut pel seu coeficient d'expansió tèrmica molt baix, generalment de 5-7 ×10⁻⁶/℃. En un entorn de fluctuació de temperatura, 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 la dinàmica subtil dels cossos celestes distants.
Els materials ceràmics són excel·lents pel que fa a l'estabilitat tèrmica, i el coeficient d'expansió tèrmica d'algunes ceràmiques d'alt rendiment pot ser tan baix com gairebé zero i es pot regular amb precisió mitjançant la formulació i el procés. En alguns equips de mesura d'alta precisió sensibles a la temperatura, la base ceràmica pot mantenir una mida estable quan la temperatura canvia, garantint la precisió del moviment de la plataforma flotant d'aire de pressió estàtica de precisió. Tanmateix, la seva estabilitat de precisió a llarg termini en aplicacions pràctiques es veu afectada per factors com l'envelliment del material i cal verificar-la més a fons.
Durabilitat: Pedra natural d'alta duresa i materials sintètics resistents a la corrosió
La duresa del granit és alta, la duresa de Mohs pot arribar a 6-7, 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, hi ha un risc de ruptura quan s'impacta accidentalment.
La base ceràmica no només és dura, sinó que també té una excel·lent resistència a la corrosió. En entorns industrials on hi ha risc de corrosió química, com ara plataformes de flotació hidrostàtica d'aire de precisió en equips d'inspecció de productes químics, les bases ceràmiques resisteixen gasos o líquids corrosius, mantenint la integritat superficial i les propietats mecàniques durant molt de temps. En entorns extrems com ara una humitat elevada, l'estabilitat del rendiment de la base ceràmica és millor que la de la base de granit.
Cost de fabricació i dificultat de processament: el repte miner de la pedra natural i el llindar tècnic de la síntesi 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, fragilitat, el tall, la mòlta, el poliment i altres processos són propensos a col·lapsar, esquerdes i una alta taxa de ferralla, la qual cosa resulta en uns costos de fabricació elevats.
La fabricació de bases ceràmiques es basa en tecnologia avançada de síntesi i mecanitzat de precisió, des de la preparació de matèries primeres, el modelat fins a la sinterització, cada pas ha de ser controlat amb precisió. La investigació i el desenvolupament inicials i la inversió en equips són enormes, amb un llindar tècnic elevat. Tanmateix, amb l'expansió de l'escala de producció, s'espera que el cost es redueixi i que tingui un potencial rendible en aplicacions d'alta gamma.
En general, les bases de precisió de granit tenen un bon rendiment en estabilitat general i durabilitat convencional, mentre que les bases ceràmiques tenen avantatges únics en adaptabilitat extrema a la temperatura i durabilitat a la corrosió. L'elecció de la base s'ha de basar en l'escenari d'aplicació específic, les condicions ambientals i el pressupost de costos de la plataforma flotant d'aire a pressió estàtica de precisió.
Data de publicació: 10 d'abril de 2025