Tarkkuuspohjaisen staattisen paineen ilmakelluvan rakentamisessa pohjan valinnalla on ratkaiseva rooli pohjan kokonaissuorituskyvyn kannalta. Graniittitarkkuuspohjalla ja valurautapohjalla on omat ominaisuutensa, ja niiden tärkeimmissä mitoissa, kuten vakaudessa, tarkkuudessa ja ylläpidossa, kestävyydessä ja kustannuksissa, on selviä eroja.
Ensinnäkin vakaus: luonnollinen tiheä ja metallirakenne
Miljoonien vuosien geologisten muutosten jälkeen graniitti on tiivisti yhdistynyt kvartsiin, maasälpään ja muihin mineraaleihin muodostaen erittäin tiheän ja yhtenäisen rakenteen. Ulkoisten häiriöiden, kuten tehtaan työpajassa suurten laitteiden toiminnan aiheuttaman voimakkaan tärinän, edessä graniittipohja voi tehokkaasti estää ja vaimentaa tärinää luottamalla monimutkaiseen kiderakenteeseensa, mikä voi vähentää tarkkuus-staattisen paineilmakelluvan alustan värähtelyamplitudia yli 80 %, mikä tarjoaa alustalle vakaan toiminnan kulmakiven ja varmistaa sujuvan liikkeen tarkan prosessoinnin tai havaitsemisen aikana. Esimerkiksi elektronisten sirujen valmistuksen fotolitografiaprosessissa sirukuvioiden tarkka karakterisointi on taattu.
Valurautainen jalusta on valettu rauta-hiiliseoksesta, ja sisäinen grafiitti on jakautunut levyiksi tai palloiksi. Vaikka sillä on tietty tärinänvaimennuskyky, sen rakenteellinen tasaisuus ei ole parempi kuin graniitilla. Käsiteltäessä voimakasta ja jatkuvaa tärinää valurautaisen jalustan on vaikea vähentää tärinähäiriöitä samalle tasolle kuin graniittisen jalustan, mikä voi johtaa pieniin poikkeamiin tarkkuus-staattisen paineilmakelluvan alustan liikkeessä ja vaikuttaa alustan tarkkuussuorituskykyyn erittäin tarkoissa toiminnoissa.
Toiseksi, tarkkuuden säilyminen: alhaisen laajenemisen luonnolliset edut ja metallin lämpömuutoksen haaste
Graniitti tunnetaan erittäin alhaisesta lämpölaajenemiskertoimestaan, joka on yleensä 5–7 × 10⁻⁶/℃. Lämpötilan vaihteluympäristössä graniittisen tarkkuusjalustan koko muuttuu hyvin vähän. Tähtitieteen alalla teleskooppilinssin hienosäätöön tarkoitettu tarkkuushydrostaattinen ilmakelluke on yhdistetty graniittijalustaan. Vaikka päivän ja yön välinen lämpötilaero olisi merkittävä, se voi varmistaa, että linssin paikannustarkkuus säilyy mikronia pienemmällä tasolla, mikä auttaa tähtitieteilijöitä tallentamaan kaukaisten taivaankappaleiden hienovaraisen dynamiikan.
Valuraudan lämpölaajenemiskerroin on suhteellisen korkea, yleensä 10-20 × 10⁻⁶/℃. Lämpötilan muuttuessa valurautapohjan koko muuttuu selvästi, mikä voi helposti aiheuttaa tarkkuuspaineilmakelluvan alustan lämpömuodonmuutoksia, mikä johtaa alustan liiketarkkuuden heikkenemiseen. Lämpötilaherkkien optisten linssien hiontaprosessissa valurautapohjan muodonmuutos lämpötilan vaikutuksesta voi aiheuttaa linssin hiontatarkkuuden poikkeaman sallitun alueen ulkopuolelle ja vaikuttaa linssin laatuun.
Kolmanneksi, kestävyys: luonnonkiven korkea kovuus ja metallin väsyminen
Graniitin kovuus on korkea, Mohsin asteikolla voi saavuttaa 6–7 astetta, ja sillä on hyvä kulutuskestävyys. Materiaalitieteen laboratorioissa käytetään usein tarkkaa staattista paineilmakelluketta, jonka graniittipohja kestää tehokkaasti pitkäaikaista kitkahäviötä verrattuna tavalliseen pohjaan. Se voi pidentää alustan huoltosykliä yli 50 %, vähentää laitteiden huoltokustannuksia ja varmistaa tieteellisen tutkimustyön jatkuvuuden. Graniittimateriaali on kuitenkin suhteellisen haurasta, ja vahingossa tapahtuva isku voi aiheuttaa repeämisen.
Valurautapohjalla on tietty sitkeys, eikä se rikkoudu helposti tietyn iskuvoiman alaisena. Tarkan staattisen paineilmakelluvan alustan pitkän korkeataajuisen edestakaisen liikkeen aikana valurauta on kuitenkin altis väsymisvaurioille, mikä johtaa muutoksiin alustan sisäisessä rakenteessa ja vaikuttaa alustan liikkeen tarkkuuteen ja vakauteen. Samalla valurauta on altis ruostumiselle ja korroosiolle kosteissa ympäristöissä, mikä heikentää sen kestävyyttä. Graniittipohjan korroosionkestävyys on sitä vastoin parempi.
Neljänneksi, valmistuskustannukset ja käsittelyvaikeudet: luonnonkiven louhinnan ja käsittelyn haasteet sekä metallin valuprosessin kynnysarvo
Graniitin louhinta ja kuljetus ovat monimutkaisia, ja käsittely vaatii erittäin korkeatasoisia laitteita ja teknologiaa. Graniitin kovuuden ja haurauden vuoksi leikkaus, hionta, kiillotus ja muut prosessit ovat alttiita romulle, halkeamille ja suurelle hylkyprosentille, mikä johtaa korkeisiin valmistuskustannuksiin.
Valurautapohja valmistetaan kypsällä valuprosessilla, laajalla raaka-ainevalikoimalla ja suhteellisen alhaisilla kustannuksilla. Muotin avulla voidaan saavuttaa massatuotanto ja korkea tuotantotehokkuus. Graniittipohjan kaltaisen korkean tarkkuuden ja vakauden saavuttamiseksi valuprosessi ja jälkikäsittelyvaatimukset ovat kuitenkin erittäin tiukat, ja ne vaativat tarkkuuskoneistusta ja vanhentamiskäsittelyä jne., ja myös kustannukset nousevat merkittävästi.
Yhteenvetona voidaan todeta, että graniittitarkkuusjalustalla on merkittäviä etuja tarkkuus-staattisen paineilmakellualustan sovellustilanteissa, jotka vaativat suurta tarkkuutta, vakautta ja kulutuskestävyyttä; Valurautajalustalla on tiettyjä etuja kustannusten ja sitkeyden suhteen, ja se sopii tilanteisiin, joissa tarkkuusvaatimukset ovat suhteellisen alhaiset, kustannustehokkuuden tavoittelu ja tärinä- ja lämpötilaympäristö ovat suhteellisen vakaat.
Julkaisun aika: 09.04.2025