Inom området precisionstillverkning och avancerad vetenskaplig forskning är basvalet för precisionsflytande statiska tryckluftsplattformar den viktigaste faktorn för att bestämma dess prestanda. Precisionsbaser i granit och keramiska baser har sina egna egenskaper och uppvisar olika fördelar och egenskaper vad gäller stabilitet, noggrannhetsunderhåll, hållbarhet och så vidare.
Stabilitet: Naturlig struktur kontra syntetisk
Efter en lång geologisk övergång är graniten tätt sammanvävd med kvarts, fältspat och andra mineraler, vilket bildar en tät och enhetlig struktur. Vid extern vibrationsstörning, såsom stark vibration som genereras av driften av storskalig utrustning i fabriksverkstaden, kan granitbasen effektivt blockera och dämpa, vilket kan minska vibrationsamplituden hos den precisionsstatiska tryckluftsflytande plattformen med mer än 80 %, vilket ger en stabil driftsbas för plattformen för att säkerställa smidig rörelse vid högprecisionsbearbetning eller detektering. Till exempel, i litografiprocessen för tillverkning av halvledarchip, kan en stabil granitbas säkerställa korrekt drift av chiplitografiutrustning och uppnå högprecisionskarakterisering av chipmönster.
Keramiska basen är tillverkad genom artificiell syntes och avancerad teknik, och dess interna struktur är också enhetlig och har goda vibrationsdämpande egenskaper. Vid hantering av allmänna vibrationer kan den skapa en stabil arbetsmiljö för precisionsflytande plattformar med statiskt tryck och luft. Men vid hög hållfasthet och ihållande vibrationer är dess vibrationsdämpningsförmåga något sämre än granitbasens, och det är svårt att reducera vibrationsstörningarna till samma låga nivå, vilket kan ha en viss inverkan på plattformens ultraprecisionsrörelse.
Noggrannhetsretention: låg expansion av naturliga fördelar och artificiell kontroll av precisionen
Granit är känt för sin mycket låga värmeutvidgningskoefficient, vanligtvis på 5-7 × 10⁻⁶/℃. I temperaturfluktuationer förändras storleken på granitbasen väldigt lite. Inom astronomin paras den precisionsstatiska tryckluftsplattformen för finjustering av teleskoplinsen ihop med granitbasen. Även om temperaturskillnaden mellan dag och natt är betydande, kan den säkerställa att linsens positioneringsnoggrannhet bibehålls på submikronnivå, vilket hjälper astronomer att fånga den subtila dynamiken hos avlägsna himlakroppar.
Keramiska material har utmärkta termiska stabiliteter, och värmeutvidgningskoefficienten för vissa högpresterande keramiker kan vara så låg som nästan noll och kan regleras exakt genom formulering och process. I viss temperaturkänslig högprecisionsmätutrustning kan den keramiska basen bibehålla en stabil storlek när temperaturen ändras, vilket säkerställer precisionen i rörelsen hos den flytande precisionsplattformen för statiskt tryckluft. Dess långsiktiga noggrannhetsstabilitet i praktiska tillämpningar påverkas dock av faktorer som materialåldring och behöver verifieras ytterligare.
Hållbarhet: Natursten med hög hårdhet och korrosionsbeständiga syntetiska material
Granitens hårdhet är hög, Mohs-hårdheten kan nå 6-7, vilket ger god slitstyrka. I materialvetenskapslaboratorier används ofta precisionsflytande statiskt tryckluftsplattformar. Granitbasen kan effektivt motstå långvarig friktionsförlust. Jämfört med vanliga baser kan plattformens underhållscykel förlängas med mer än 50 %, utrustningens underhållskostnader minskas och forskningsarbetet säkerställas kontinuerligt. Granitmaterial är dock relativt sprött och det finns risk för brott vid oavsiktliga stötar.
Den keramiska basen är inte bara hård, utan har också utmärkt korrosionsbeständighet. I industriella miljöer där det finns risk för kemisk korrosion, såsom precisionsplattformar med hydrostatisk luftflotation i utrustning för kemisk produktinspektion, motstår keramiska baser korrosiva gaser eller vätskor och bibehåller ytintegritet och mekaniska egenskaper under lång tid. I extrema miljöer som hög luftfuktighet är prestandastabiliteten hos den keramiska basen bättre än hos granitbasen.
Tillverkningskostnad och bearbetningssvårigheter: gruvutmaningen med natursten och den tekniska tröskeln för artificiell syntes
Utvinning och transport av granitråvaror är komplexa, och bearbetningen kräver mycket avancerad utrustning och teknik. På grund av dess höga hårdhet och sprödhet är skärning, slipning, polering och andra processer benägna att kollapsa, spricka och skrapa, vilket resulterar i höga tillverkningskostnader.
Tillverkning av keramiska baser bygger på avancerad syntes- och precisionsbearbetningsteknik, från råmaterialberedning, gjutning till sintring, där varje steg måste kontrolleras exakt. Tidig forskning och utveckling samt investeringar i utrustning är enorma och kräver höga tekniska trösklar. Men med utökad produktionsskala förväntas kostnaden minska, och det finns en kostnadseffektiv potential för avancerade applikationer.
Sammantaget presterar precisionsbaser av granit väl vad gäller övergripande stabilitet och konventionell hållbarhet, medan keramiska baser har unika fördelar vad gäller extrem temperaturanpassning och korrosionsbeständighet. Valet av bas bör baseras på det specifika tillämpningsscenariot, miljöförhållandena och kostnadsbudgeten för precisionsplattformen för statiskt tryckluft.
Publiceringstid: 10 april 2025