В областта на прецизното производство и напредналите научни изследвания, изборът на основа за прецизна плаваща платформа със статично налягане на въздуха е ключов фактор за определяне на нейната производителност. Прецизната гранитна основа и керамичната основа имат свои собствени характеристики, показвайки различни предимства и характеристики по отношение на стабилност, точност, поддръжка, издръжливост и т.н.
Стабилност: Естествена структура срещу синтетична
След дълъг геоложки преход, гранитът е тясно преплетен с кварц, фелдшпат и други минерали, образувайки плътна и равномерна структура. При външни вибрационни смущения, като например силните вибрации, генерирани от работата на голямо оборудване във фабричната работилница, гранитната основа може ефективно да блокира и затихва, което 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 при високопрецизна обработка или детекция. Например, в литографския процес на производство на полупроводникови чипове, стабилната гранитна основа може да осигури точната работа на оборудването за литография на чипове и да постигне високопрецизна характеристика на моделите на чиповете.
Керамичната основа е изработена чрез изкуствен синтез и съвременни технологии, а вътрешната ѝ структура е равномерна и има добри характеристики за амортизиране на вибрациите. При работа с общи вибрации, тя може да създаде стабилна работна среда за прецизна плаваща платформа със статично налягане на въздуха. Въпреки това, при висока якост и устойчиви вибрации, способността ѝ за амортизиране на вибрациите е малко по-ниска от тази на гранитната основа и е трудно да се намалят вибрационните смущения до същото ниско ниво, което може да окаже известно влияние върху ултрапрецизното движение на платформата.
Запазване на точността: ниско разширяване на естествените предимства и изкуствен контрол на прецизността
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 платформа за статично налягане на въздуха за фина настройка на лещата на телескопа се свързва с гранитната основа, като дори при значителна температурна разлика между деня и нощта, 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.
Керамичните материали са отлични по отношение на термична стабилност, а коефициентът на термично разширение на някои високопроизводителни керамични материали може да бъде почти нулев и може да се регулира прецизно чрез формула и процес. В някои температурно-чувствителни високопрецизни измервателни уреди, керамичната основа може да поддържа стабилен размер при промяна на температурата, осигурявайки прецизността на движението на прецизната плаваща платформа със статично налягане на въздуха. Въпреки това, дългосрочната ѝ стабилност на точността в практически приложения е повлияна от фактори като стареене на материала и се нуждае от допълнителна проверка.
Издръжливост: Естествен камък с висока твърдост и устойчиви на корозия синтетични материали
Твърдостта на гранита е висока, като твърдостта по Моос може да достигне 6-7, което му осигурява добра износоустойчивост. В лабораториите по материалознание, често използваната 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 материал и съществува риск от скъсване при случайно въздействие.
Керамичната основа е не само твърда, но и има отлична устойчивост на корозия. В промишлени среди, където съществува риск от химическа корозия, като например прецизни хидростатични платформи за въздушна флотация в оборудване за проверка на химически продукти, керамичните основи са устойчиви на корозивни газове или течности, запазвайки целостта на повърхността и механичните свойства за дълго време. В екстремни условия, като например висока влажност, стабилността на керамичната основа е по-добра от тази на гранитната основа.
Производствени разходи и трудности при обработката: предизвикателството при добива на естествен камък и техническият праг на изкуствения синтез
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.
Производството на керамични основи разчита на усъвършенствана технология за синтез и прецизна обработка, от подготовката на суровините, през формоването до синтероването, като всяка стъпка трябва да бъде прецизно контролирана. Ранните инвестиции в научноизследователска и развойна дейност и оборудване са огромни, което води до висок технически праг. Въпреки това, с разширяването на производствения мащаб се очаква разходите да намалеят и това има потенциал за рентабилност във висок клас приложения.
Като цяло, прецизните гранитни основи се представят добре по отношение на обща стабилност и конвенционална издръжливост, докато керамичните основи имат уникални предимства по отношение на екстремна температурна адаптивност и устойчивост на корозия. Изборът на основа трябва да се основава на специфичния сценарий на приложение, условията на околната среда и бюджета на прецизната платформа за статично налягане на въздуха.
Време на публикуване: 10 април 2025 г.