При изграждането на прецизна плаваща платформа със статично налягане, изборът на основа играе решаваща роля за цялостната производителност на платформата. Прецизната гранитна основа и чугунената основа имат свои собствени характеристики и има очевидни разлики в ключови размери, като стабилност, точност на поддръжка, издръжливост и цена.
Първо, стабилност: естествена плътна и метална структура
След милиони години геоложки промени, гранитът е тясно свързан с кварц, фелдшпат и други минерали, за да образува много плътна и равномерна структура. При външни смущения, като например силните вибрации, генерирани от работата на голямо оборудване във фабричната работилница, гранитната основа може ефективно да блокира и затихва, разчитайки на сложната си кристална структура. Това може да намали амплитудата на вибрациите на прецизната статична въздушна плаваща платформа с повече от 80%, осигурявайки стабилна работна основа за платформата, за да се гарантира плавно движение по време на високопрецизна обработка или детекция. Например, при фотолитографския процес на производство на електронни чипове е гарантирано прецизното характеризиране на моделите на чиповете.
Чугунената основа е отлята от желязо-въглеродна сплав, а вътрешният графит е разпределен на листове или сфери. Въпреки че има известна способност за амортизиране на вибрациите, структурната ѝ еднородност не е добра в сравнение с гранита. При работа с високоинтензивни и непрекъснати вибрации е трудно за чугунената основа да намали вибрационните смущения до същото ниско ниво като гранитната основа, което може да доведе до малки отклонения в движението на прецизната статично-напорна въздушна плаваща платформа, което влияе върху прецизните характеристики на платформата при ултрапрецизни операции.
Второ, запазване на точността: естествените предимства на ниското разширение и предизвикателството на термичните промени на метала
Гранитът е известен с много ниския си коефициент на термично разширение, обикновено 5-7 ×10⁻⁶/℃. В среда с температурни колебания размерът на прецизната гранитна основа се променя много малко. В областта на астрономията, прецизната хидростатична платформа с въздушен поплавък за фина настройка на лещата на телескопа е съчетана с гранитната основа, дори ако температурната разлика между деня и нощта е значителна, тя може да гарантира, че точността на позициониране на лещата се поддържа на субмикронно ниво, помагайки на астрономите да уловят фината динамика на далечни небесни тела.
Коефициентът на термично разширение на чугуна е сравнително висок, обикновено 10-20 × 10⁻⁶/℃. Когато температурата се промени, размерът на чугунената основа се променя очевидно, което лесно може да причини термична деформация на прецизната статично-налягаща въздушна плаваща платформа, което води до намаляване на точността на движение на платформата. В процеса на шлифоване на температурно-чувствителни оптични лещи, деформацията на чугунената основа под влияние на температурата може да доведе до отклонение на точността на шлифоване на лещата извън допустимия диапазон и да повлияе на качеството на лещата.
Трето, издръжливост: висока твърдост на естествения камък и умора на метала
Твърдостта на гранита е висока, като твърдостта по Моос може да достигне 6-7, което му осигурява добра износоустойчивост. В лабораториите по материалознание често се използва прецизна платформа за статично налягане на въздуха, чиято гранитна основа може ефективно да устои на дългосрочни загуби от триене. В сравнение с обикновената основа, цикълът на поддръжка на платформата може да се удължи с повече от 50%, да се намалят разходите за поддръжка на оборудването и да се осигури непрекъснатост на научноизследователската работа. Гранитът обаче е сравнително крехък и съществува риск от скъсване при случаен удар.
Чугунената основа има определена здравина и не се чупи лесно при понасяне на определена ударна сила. Въпреки това, при високочестотно възвратно-постъпателно движение на прецизна статична въздушна плаваща платформа за дълго време, чугунът е склонен към повреди от умора, което води до промени във вътрешната структура, влияещи върху точността на движение и стабилността на платформата. В същото време, чугунът е склонен към ръжда и корозия във влажна среда, което намалява неговата издръжливост, докато гранитната основа е по-устойчива на корозия.
Четвърто, производствени разходи и трудности при обработката: предизвикателства при добива и обработката на естествен камък и праг на процеса на леене на метал
Добивът и транспортът на гранитни суровини са сложни, а обработката изисква много високо оборудване и технологии. Поради високата си твърдост и крехкост, процесите на рязане, шлифоване, полиране и други са склонни към срутване, пукнатини и висок процент на брак, което води до високи производствени разходи.
Чугунената основа се произвежда чрез зрял процес на леене, широк източник на суровини и относително ниска цена. Чрез матрицата може да се постигне масово производство и висока производствена ефективност. Въпреки това, за да се постигне същата висока прецизност и стабилност като при гранитната основа, изискванията за процес на леене и последваща обработка са изключително строги, изисквайки прецизна обработка и обработка след стареене и т.н., а цената също ще се увеличи значително.
В обобщение, прецизната гранитна основа има значителни предимства в сценариите на приложение на прецизна платформа за статично налягане на въздух, която изисква висока прецизност, стабилност и износоустойчивост; Чугунената основа има определени предимства по отношение на цената и здравината и е подходяща за случаи, когато изискванията за точност са сравнително ниски, стремежът към икономическа ефективност и вибрационната и температурната среда са сравнително стабилни.
Време на публикуване: 09 април 2025 г.