W produkcji precyzyjnej, badaniach naukowych i innych precyzyjnych wymaganiach, precyzyjna platforma pływająca o ciśnieniu statycznym odgrywa kluczową rolę. Wybór podstawy platformy, podobnie jak położenie kamienia węgielnego pod budynek, jest bezpośrednio związany z jej wydajnością. Precyzyjna podstawa granitowa i podstawa z odlewu mineralnego to dwa popularne rozwiązania, z których każde ma swoje zalety. Poniżej znajduje się szczegółowe porównanie.
Stabilność: różnica między naturalną krystalizacją a sztucznym kompozytem
Precyzyjna granitowa podstawa, po milionach lat przemian geologicznych, dzięki zawartości kwarcu, skalenia i innych minerałów, charakteryzuje się wyjątkowo gęstą i jednolitą strukturą. W obliczu zakłóceń zewnętrznych, takich jak drgania generowane przez pracę dużego sprzętu, granitowa podstawa działa jak solidna tarcza, skutecznie blokując i tłumiąc drgania, a także redukując amplitudę drgań platformy o ponad 80%, zapewniając solidny i stabilny fundament dla precyzyjnego ruchu platformy. W warsztacie produkującym układy scalone półprzewodnikowe proces litografii stawia wysokie wymagania dotyczące stabilności platformy, a granitowa podstawa zapewnia precyzyjną pracę sprzętu litograficznego, wspomaga precyzyjne grawerowanie wzoru i znacznie zwiększa wydajność produkcji układów scalonych.
Podstawa z odlewu mineralnego wykonana jest z cząstek mineralnych zmieszanych ze specjalnym spoiwem. Jej struktura wewnętrzna jest jednorodna i charakteryzuje się pewnymi właściwościami tłumienia drgań. W przypadku drgań ogólnych, zapewnia ona stosunkowo stabilne środowisko pracy platformy. Jednak w przypadku drgań o dużej intensywności i ciągłych, zdolność tłumienia drgań podstawy z odlewu mineralnego jest nieco niewystarczająca w porównaniu z podstawą granitową, co może prowadzić do niewielkich odchyleń w ruchu platformy i wpływać na precyzję działania ultraprecyzyjnego.
Utrzymanie dokładności: równowaga naturalnych zalet i sztucznej kontroli niskiej ekspansji
Granit znany jest z bardzo niskiego współczynnika rozszerzalności cieplnej, wynoszącego zazwyczaj 5-7 ×10⁻⁶/℃. W warunkach zmiennej temperatury rozmiar precyzyjnej granitowej podstawy zmienia się w minimalnym stopniu. W astronomii precyzyjna platforma pneumatyczna, oparta na ciśnieniu statycznym, służąca do precyzyjnego dostrojenia soczewki teleskopu, jest połączona z granitową podstawą. Nawet przy znacznej różnicy temperatur między dniem a nocą, zapewnia ona dokładność pozycjonowania soczewki na poziomie submikronowym, pomagając astronomom uchwycić subtelne zmiany odległych ciał niebieskich.
W projektowaniu formulacji mineralnych materiałów odlewniczych, można zoptymalizować i kontrolować parametry rozszerzalności cieplnej, a współczynnik rozszerzalności cieplnej może być zbliżony do granitu, a nawet lepszy, poprzez dostosowanie proporcji minerałów i spoiw. W niektórych wrażliwych na temperaturę, precyzyjnych urządzeniach pomiarowych, mineralna podstawa odlewu może utrzymywać stabilny rozmiar przy zmianach temperatury, zapewniając precyzję ruchu platformy. Jednak na mineralną podstawę odlewu wpływają takie czynniki, jak starzenie się spoiwa, dlatego konieczna jest dalsza obserwacja długoterminowej stabilności dokładności.
Trwałość: Cechy charakterystyczne dla twardości naturalnego kamienia i materiałów kompozytowych odpornych na zmęczenie
Twardość granitu jest wysoka, sięgająca 6-7 w skali Mohsa, przy dobrej odporności na zużycie. W laboratorium materiałoznawstwa, często stosowana precyzyjna platforma pneumatyczna z pneumatycznym ciśnieniiem statycznym, jej granitowa podstawa skutecznie przeciwdziała stratom tarcia w dłuższej perspektywie, w porównaniu ze standardową podstawą, co wydłuża cykl konserwacji platformy o ponad 50%, obniża koszty utrzymania sprzętu i zapewnia ciągłość prac badawczych. Należy jednak pamiętać, że granit jest stosunkowo kruchy i łatwo ulega uszkodzeniu w przypadku przypadkowego uderzenia.
Podstawa z odlewu mineralnego charakteryzuje się doskonałymi właściwościami przeciwzmęczeniowymi, co pozwala na skuteczną ochronę przed uszkodzeniami zmęczeniowymi i zachowanie integralności strukturalnej podczas długotrwałego, posuwisto-zwrotnego ruchu precyzyjnej platformy pływającej z powietrzem o ciśnieniu statycznym. Jednocześnie charakteryzuje się pewną odpornością na działanie powszechnie stosowanych chemikaliów, a w środowisku o niewielkim ryzyku korozji chemicznej jest trwalsza niż podstawa granitowa. Jednak w ekstremalnych warunkach, takich jak wysoka wilgotność, spoiwo w podstawie z odlewu mineralnego może ulec zmianie, co zmniejsza jej trwałość.
Koszty produkcji i trudności przetwarzania: wyzwania związane z kamieniem naturalnym i progi sztucznego odlewania
Wydobycie i transport surowca granitowego są skomplikowane, a jego przetwarzanie wymaga bardzo zaawansowanego sprzętu i technologii. Ze względu na wysoką twardość i kruchość, łatwo o problemy, takie jak załamanie krawędzi i pęknięcia podczas cięcia, szlifowania, polerowania i innych procesów, a wskaźnik złomu jest stosunkowo wysoki, co przekłada się na wysokie koszty produkcji.
Produkcja mineralnego odlewu bazowego wymaga specjalistycznej formy i procesu, a początkowy koszt opracowania formy jest wysoki. Po jej uformowaniu możliwe jest osiągnięcie masowej produkcji i obniżenie kosztów jednostkowych. Proces obróbki jest stosunkowo prosty w porównaniu z granitem, a mineralny odlew bazowy może spełniać wyższe wymagania dotyczące precyzji dzięki obróbce mechanicznej i ma potencjał opłacalności w zastosowaniach na dużą skalę.
Czas publikacji: 10 kwietnia 2025 r.