Tarkkuusvalmistuksen ja edistyneen tieteellisen tutkimuksen alalla tarkkuuspohjaisen staattisen paineilmakelluvan alustan valinta on avaintekijä sen suorituskyvyn määrittämisessä. Graniitti- ja keraamisilla tarkkuusalustoilla on omat ominaisuutensa, ja niillä on erilaisia etuja ja ominaisuuksia vakauden, tarkkuuden ylläpidon, kestävyyden ja niin edelleen suhteen.
Stabiilisuus: Luonnollinen rakenne vs. synteettinen
Pitkän geologisen siirtymävaiheen jälkeen graniitti on tiiviisti kietoutunut kvartsiin, maasälpään ja muihin mineraaleihin muodostaen tiheän ja yhtenäisen rakenteen. Ulkoisten värähtelyhäiriöiden, kuten tehtaan työpajassa suurten laitteiden toiminnan aiheuttaman voimakkaan värähtelyn, edessä graniittipohja voi tehokkaasti estää ja vaimentaa värähtelyä, mikä voi vähentää tarkkuus-staattisen paineilmakelluvan alustan värähtelyamplitudia yli 80 %, mikä tarjoaa alustalle vakaan toimintapohjan ja varmistaa sujuvan liikkeen tarkassa prosessoinnissa tai havaitsemisessa. Esimerkiksi puolijohdesirujen valmistuksen litografiaprosessissa vakaa graniittipohja voi varmistaa sirulitografialaitteiden tarkan toiminnan ja saavuttaa sirukuvioiden tarkan karakterisoinnin.
Keraaminen pohja on valmistettu keinotekoisella synteesillä ja edistyneellä teknologialla, ja sen sisäinen rakenne on myös yhtenäinen ja sillä on hyvät tärinänvaimennusominaisuudet. Yleisen tärinän käsittelyssä se voi luoda vakaan työympäristön tarkalle staattiselle paineilmakelluvalle alustalle. Kuitenkin suuren lujuuden ja jatkuvan tärinän edessä sen tärinänvaimennuskyky on hieman heikompi kuin graniittipohjalla, ja tärinähäiriöiden vähentäminen samalle alhaiselle tasolle on vaikeaa, mikä voi vaikuttaa alustan erittäin tarkkaan liikkeeseen.
Tarkkuuden säilyminen: luonnollisten etujen vähäinen laajeneminen ja tarkkuuden keinotekoinen hallinta
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 tarkka staattinen paineilmakelluke 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.
Keraamiset materiaalit ovat erinomaisia lämmönkestävyyden suhteen, ja joidenkin korkean suorituskyvyn omaavien keraamien lämpölaajenemiskerroin voi olla jopa lähes nolla, ja sitä voidaan säätää tarkasti formulaation ja prosessin avulla. Joissakin lämpötilaherkissä tarkkuusmittauslaitteissa keraaminen pohja voi säilyttää vakaan koon lämpötilan muuttuessa, mikä varmistaa tarkan staattisen paineilmakelluvan alustan liikkeen tarkkuuden. Sen pitkän aikavälin tarkkuuden vakauteen käytännön sovelluksissa vaikuttavat kuitenkin tekijät, kuten materiaalin ikääntyminen, ja se on varmistettava lisää.
Kestävyys: Erittäin kova luonnonkivi ja korroosionkestävät synteettiset materiaalit
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.
Keraaminen pohja ei ole ainoastaan kova, vaan sillä on myös erinomainen korroosionkestävyys. Teollisuusympäristöissä, joissa on kemiallisen korroosion riski, kuten kemiallisten tuotteiden tarkastuslaitteiden tarkat hydrostaattiset ilmaflotaatioalustat, keraamiset pohjat kestävät syövyttäviä kaasuja tai nesteitä säilyttäen pinnan eheyden ja mekaaniset ominaisuudet pitkään. Äärimmäisissä olosuhteissa, kuten korkeassa kosteudessa, keraamisen pohjan suorituskyky on vakaampi kuin graniittipohjan.
Valmistuskustannukset ja käsittelyn vaikeus: luonnonkiven louhintahaaste ja keinotekoisen synteesin tekninen kynnys
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.
Keraamisen pohjan valmistus perustuu edistyneeseen synteesiin ja tarkkuuskoneistustekniikkaan raaka-aineiden valmistelusta muovaukseen ja sintraukseen, jokainen vaihe on hallittava tarkasti. Varhainen tutkimus- ja kehitystyö sekä laiteinvestoinnit ovat valtavia ja tekninen kynnys on korkea. Tuotantomittakaavan laajentuessa kustannusten odotetaan kuitenkin laskevan, ja sillä on kustannustehokas potentiaali huippuluokan sovelluksissa.
Kaiken kaikkiaan graniittiset tarkkuusjalustat toimivat hyvin yleisen vakauden ja tavanomaisen kestävyyden suhteen, kun taas keraamisilla jalustoilla on ainutlaatuisia etuja äärimmäisen lämpötilan sietokyvyn ja korroosionkestävyyden suhteen. Jalustan valinnan tulisi perustua tiettyyn käyttötarkoitukseen, ympäristöolosuhteisiin ja tarkkuus-staattisen paineilmakellukkeen alustan kustannusbudjettiin.
Julkaisuaika: 10. huhtikuuta 2025