W produkcji paneli LCD/OLED, wydajność suwnicy bezpośrednio wpływa na wydajność ekranu. Tradycyjne żeliwne ramy suwnicowe są trudne do spełnienia ze względu na dużą masę i długi czas reakcji. Granitowe ramy suwnicowe, dzięki innowacjom materiałowym i konstrukcyjnym, osiągnęły „40% redukcję masy przy zachowaniu bardzo wysokiej sztywności”, stając się kluczową technologią dla modernizacji przemysłu.
I. Trzy główne wąskie gardła ram bramowych z żeliwa
Duża masa i duża bezwładność: gęstość żeliwa sięga 7,86 g/cm³, a 10-metrowa rama bramowa waży ponad 20 ton. Błąd pozycjonowania podczas szybkiego startu i zatrzymania wynosi ±20 μm, co skutkuje nierównomierną grubością powłoki.
Powolne tłumienie drgań: Współczynnik tłumienia wynosi zaledwie 0,05-0,1, a drgania zatrzymują się w ciągu ponad 2 sekund, co powoduje okresowe defekty powłoki. Stanowi to 18% wadliwych produktów.
Odkształcenia długotrwałe: duży moduł sprężystości, niewystarczająca wytrzymałość, błąd płaskości zwiększający się do ±15μm po 3 latach użytkowania i wysokie koszty konserwacji.
II. Naturalne zalety granitu
Lekka konstrukcja i wysoka wytrzymałość: gęstość 2,6-3,1 g/cm³, redukcja wagi o 40%; wytrzymałość na ściskanie wynosi 100-200 mpa (co odpowiada żeliwu), a odkształcenie wynosi zaledwie 0,08 mm (0,12 mm dla żeliwa) przy obciążeniu 1000 kg przyłożonym na rozpiętości 5 metrów.
Doskonała odporność na wibracje: wewnętrzna struktura granic ziaren zapewnia naturalne tłumienie o współczynniku tłumienia wynoszącym 0,3-0,5 (6 razy większym niż w żeliwie), a amplituda przy wibracjach o częstotliwości 200 Hz wynosi mniej niż ±1 μm.
Wysoka stabilność termiczna: współczynnik rozszerzalności cieplnej wynosi 0,6-5×10⁻⁶/℃ (1/5-1/20 dla żeliwa), a rozszerzenie jest mniejsze niż 100 nm przy zmianie temperatury o 20℃.
III. Innowacje bioniczne w projektowaniu konstrukcyjnym
Struktura płytowo-żebrowa o strukturze plastra miodu: Symuluje rozkład mechaniczny plastra miodu, charakteryzując się 40-procentową redukcją masy, ale 35-procentowym wzrostem sztywności zginania i 32-procentowym zmniejszeniem naprężeń.
Belka poprzeczna o zmiennym przekroju: grubość jest dynamicznie dostosowywana w zależności od siły, przy czym maksymalne odkształcenie jest zmniejszone o 28%, co spełnia wymagania dotyczące szybkich ruchów głowicy powlekającej.
Obróbka powierzchni w skali nano: polerowanie magnetoreologiczne pozwala uzyskać płaskość na poziomie ±1μm/m, powłoka węglowa przypominająca diament (DLC) zwiększa odporność na zużycie pięciokrotnie, a zużycie na milion ruchów wynosi mniej niż 0,5μm.
IV. Przyszłe trendy
Inteligentna modernizacja: dzięki integracji czujników światłowodowych i algorytmów AI możliwe jest kompensowanie zakłóceń środowiskowych w czasie rzeczywistym, przy czym błąd docelowy jest kontrolowany w zakresie ±0,1 μm.
Zielona produkcja: Ślad węglowy materiałów pochodzących z recyklingu granitu zmniejsza się o 60%, przy jednoczesnym zachowaniu 90% ich właściwości użytkowych, co sprzyja gospodarce o obiegu zamkniętym.
Streszczenie: Granitowa rama bramowa rozwiązała problem tradycyjnych materiałów, który polegał na tym, że „redukcja masy musi prowadzić do zmniejszenia sztywności” poprzez połączenie „właściwości mineralnych + bionicznej konstrukcji + precyzyjnego przetwarzania”. Podstawą jest wykorzystanie struktury plastra miodu naturalnych minerałów oraz nowoczesnej symulacji mechanicznej w celu optymalizacji i rekonstrukcji właściwości materiałów, zapewniając ekologiczne rozwiązanie, uwzględniające zarówno wydajność, jak i precyzję produkcji wyświetlaczy LED/OLED. Ta innowacja to nie tylko sukces materiałów, ale także model interdyscyplinarnej integracji technologicznej, który pomaga globalnemu przemysłowi wyświetlaczy w dążeniu do wyższej precyzji i niższego zużycia energii.
Czas publikacji: 19 maja 2025 r.