Bij de constructie van een precisieplatform met statische druk en luchtverplaatsing speelt de keuze van de voet een doorslaggevende rol in de algehele prestaties van het platform. Precisievoeten van graniet en gietijzer hebben hun eigen kenmerken en er zijn duidelijke verschillen in belangrijke afmetingen, zoals stabiliteit, nauwkeurigheid, onderhoud, duurzaamheid en kosten.
Ten eerste stabiliteit: natuurlijke dichte en metalen structuur
Na miljoenen jaren van geologische veranderingen is graniet nauw verbonden met kwarts, veldspaat en andere mineralen, waardoor een zeer dichte en uniforme structuur ontstaat. Bij externe invloeden, zoals de sterke trillingen die worden gegenereerd door de werking van grote apparatuur in de fabriekswerkplaats, kan de granieten basis effectief blokkeren en dempen dankzij de complexe kristalstructuur. Deze kan de trillingsamplitude van het precisieplatform met statische druk en luchtverplaatsing met meer dan 80% verminderen, wat een stabiele werking van het platform garandeert en soepele bewegingen garandeert tijdens zeer nauwkeurige verwerking of detectie. In het fotolithografieproces voor de productie van elektronische chips is bijvoorbeeld de nauwkeurige karakterisering van chippatronen gegarandeerd.
De gietijzeren basis is gegoten uit een ijzer-koolstoflegering en het interne grafiet is verdeeld in platen of bollen. Hoewel het trillingsdempend vermogen heeft, is de structurele uniformiteit minder goed dan die van graniet. Bij hoge intensiteit en continue trillingen is het voor de gietijzeren basis moeilijk om de trillingsinterferentie tot hetzelfde lage niveau te reduceren als de granieten basis. Dit kan leiden tot kleine afwijkingen in de beweging van het precisieplatform met statische druk en luchtverplaatsing, wat de precisieprestaties van het platform bij ultraprecieze bewerkingen beïnvloedt.
Ten tweede, het behoud van nauwkeurigheid: de natuurlijke voordelen van een lage uitzetting en de uitdaging van thermische verandering van metaal
Graniet staat bekend om zijn zeer lage thermische uitzettingscoëfficiënt, gewoonlijk 5-7 × 10⁻⁶/℃. In een omgeving met temperatuurschommelingen verandert de grootte van de granieten precisiebasis nauwelijks. In de astronomie wordt het hydrostatische platform met luchtfloat, dat wordt gebruikt voor de fijnafstelling van de telescooplens, gecombineerd met de granieten basis. Zelfs bij een aanzienlijk temperatuurverschil tussen dag en nacht kan dit ervoor zorgen dat de positioneringsnauwkeurigheid van de lens op submicronniveau blijft, waardoor astronomen de subtiele dynamiek van verre hemellichamen kunnen vastleggen.
De thermische uitzettingscoëfficiënt van gietijzer is relatief hoog, doorgaans 10-20 × 10⁻⁶/℃. Wanneer de temperatuur verandert, verandert de grootte van de gietijzeren basis duidelijk, wat gemakkelijk thermische vervorming van het precisieplatform met statische druk en luchtverplaatsing kan veroorzaken, wat resulteert in een afname van de bewegingsnauwkeurigheid van het platform. Tijdens het slijpproces van temperatuurgevoelige optische lenzen kan de vervorming van de gietijzeren basis onder invloed van temperatuur leiden tot afwijkingen in de slijpnauwkeurigheid van de lens die buiten het toegestane bereik liggen en de kwaliteit van de lens beïnvloeden.
Ten derde, duurzaamheid: hoge hardheid van natuursteen en metaalmoeheid
Graniet heeft een hoge hardheid, de hardheid op de schaal van Mohs kan 6-7 bereiken, en heeft een goede slijtvastheid. In materiaalkundig laboratoriums wordt het veelgebruikte precisieplatform met statische druk en luchtfloat gebruikt. De granieten basis is effectief bestand tegen wrijvingsverlies op lange termijn, vergeleken met een conventionele basis. Dit kan de onderhoudscyclus van het platform met meer dan 50% verlengen, de onderhoudskosten van de apparatuur verlagen en de continuïteit van wetenschappelijk onderzoek waarborgen. Graniet is echter relatief broos en er bestaat een risico op breuk bij een onbedoelde botsing.
De gietijzeren basis heeft een zekere taaiheid en is niet gemakkelijk te breken bij een bepaalde impact. Bij hoogfrequente heen-en-weergaande bewegingen van een precisieplatform met statische druk en luchtverplaatsing gedurende een lange tijd, is gietijzer echter gevoelig voor vermoeiingsschade, wat resulteert in veranderingen in de interne structuur, wat de bewegingsnauwkeurigheid en stabiliteit van het platform beïnvloedt. Tegelijkertijd is gietijzer gevoelig voor roest en corrosie in vochtige omgevingen, wat de duurzaamheid vermindert. De corrosiebestendigheid van granieten basissen is daarentegen beter.
Ten vierde, de productiekosten en de verwerkingsproblemen: uitdagingen bij het winnen en verwerken van natuursteen en de drempelwaarden voor het metaalgietproces
De winning en het transport van granietgrondstoffen zijn complex en de verwerking vereist zeer geavanceerde apparatuur en technologie. Door de hoge hardheid en broosheid zijn snij-, slijp-, polijst- en andere processen gevoelig voor instorting, scheuren en een hoog afvalpercentage, wat resulteert in hoge productiekosten.
De gietijzeren voet wordt vervaardigd met behulp van een beproefd gietproces, een ruime bron van grondstoffen en relatief lage kosten. De mal maakt massaproductie en een hoge productie-efficiëntie mogelijk. Om echter dezelfde hoge precisie en stabiliteit te bereiken als de granieten voet, zijn het gietproces en de nabewerking extreem streng, wat precisiebewerking en veroudering vereist, en de kosten zullen ook aanzienlijk stijgen.
Samenvattend biedt de precisiebasis van graniet aanzienlijke voordelen in de toepassingsscenario's van nauwkeurige statische druk-luchtfloatplatforms die een hoge precisie, stabiliteit en slijtvastheid vereisen. De gietijzeren basis heeft bepaalde voordelen op het gebied van kosten en taaiheid en is geschikt voor situaties waarbij de nauwkeurigheidsvereisten relatief laag zijn, het streven naar kosteneffectiviteit en de trillings- en temperatuuromgeving relatief stabiel zijn.
Plaatsingstijd: 09-04-2025