In de precisieproductie en het geavanceerde wetenschappelijke onderzoek is de keuze van de basis voor een precisie-luchtdrukplatform een cruciale factor voor de prestaties. Granieten en keramische precisieplatforms hebben elk hun eigen kenmerken en bieden verschillende voordelen en eigenschappen op het gebied van stabiliteit, nauwkeurigheidsbehoud, duurzaamheid, enzovoort.
Stabiliteit: Natuurlijke structuur versus synthetische structuur
Na een lange geologische transformatie is graniet nauw verweven met kwarts, veldspaat en andere mineralen, waardoor een dichte en uniforme structuur ontstaat. Tegen externe trillingen, zoals de sterke trillingen die worden gegenereerd door de werking van grootschalige apparatuur in een fabriekswerkplaats, kan de granieten basis deze effectief blokkeren en dempen. Hierdoor kan de trillingsamplitude van het precisie-luchtdrukplatform met meer dan 80% worden verminderd, wat een stabiele basis biedt voor de werking van het platform en zorgt voor een soepele beweging tijdens zeer nauwkeurige bewerkingen of metingen. Bijvoorbeeld, in het lithografieproces van de halfgeleiderchipfabricage kan een stabiele granieten basis de nauwkeurige werking van de chiplithografieapparatuur garanderen en een zeer nauwkeurige karakterisering van chippatronen mogelijk maken.
De keramische basis is vervaardigd door middel van kunstmatige synthese en geavanceerde technologie. De interne structuur is uniform en de basis heeft goede trillingsdempende eigenschappen. Bij algemene trillingen zorgt deze basis voor een stabiele werkomgeving voor een precisie-luchtdrukplatform. Echter, bij sterke en aanhoudende trillingen is de trillingsdemping iets minder effectief dan bij een granieten basis. Het is dan ook lastiger om de trillingsinterferentie tot hetzelfde lage niveau te reduceren, wat mogelijk een negatieve invloed kan hebben op de uiterst precieze bewegingen van het platform.
Nauwkeurigheidsbehoud: geringe uitbreiding van natuurlijke voordelen en kunstmatige controle van de precisie
Graniet staat bekend om zijn zeer lage thermische uitzettingscoëfficiënt, meestal 5-7 × 10⁻⁶/℃. In een omgeving met temperatuurschommelingen verandert de afmeting van de granieten precisiebasis daardoor nauwelijks. In de astronomie wordt een precisieplatform met statische luchtdruk voor het fijn afstellen van telescooplenzen gecombineerd met een granieten basis. Zelfs bij aanzienlijke temperatuurverschillen tussen dag en nacht zorgt dit ervoor dat de positioneringsnauwkeurigheid van de lens op submicronniveau behouden blijft, waardoor astronomen de subtiele dynamiek van verre hemellichamen kunnen vastleggen.
Keramische materialen blinken uit in thermische stabiliteit. De thermische uitzettingscoëfficiënt van sommige hoogwaardige keramische materialen kan bijna nul zijn en nauwkeurig worden geregeld door middel van samenstelling en productieproces. In sommige temperatuurgevoelige, uiterst nauwkeurige meetapparatuur kan de keramische basis een stabiele afmeting behouden bij temperatuurschommelingen, waardoor de precisie van de beweging van het nauwkeurige, statische luchtdrukmeetplatform wordt gewaarborgd. De stabiliteit van de nauwkeurigheid op lange termijn in praktische toepassingen wordt echter beïnvloed door factoren zoals materiaalveroudering en moet verder worden onderzocht.
Duurzaamheid: Zeer hard natuursteen en corrosiebestendige synthetische materialen.
Graniet heeft een hoge hardheid, met een Mohs-hardheid van 6-7, en een goede slijtvastheid. In het materiaalkundig laboratorium wordt veelvuldig gebruikgemaakt van een precisie-luchtdrukplatform met statische druk. De granieten basis van dit platform is bestand tegen wrijvingsverlies op de lange termijn en verlengt de onderhoudscyclus met meer dan 50% in vergelijking met een gewone basis. Dit verlaagt de onderhoudskosten van de apparatuur en waarborgt de continuïteit van het wetenschappelijk onderzoek. Graniet is echter relatief bros en kan bij een onbedoelde stoot breken.
De keramische basis is niet alleen hard, maar heeft ook een uitstekende corrosiebestendigheid. In industriële omgevingen waar chemische corrosie een risico vormt, zoals bij precisie-hydrostatische luchtflotatieplatformen in apparatuur voor chemische productinspectie, zijn keramische bases bestand tegen corrosieve gassen of vloeistoffen, waardoor de oppervlakte-integriteit en mechanische eigenschappen lange tijd behouden blijven. In extreme omstandigheden, zoals een hoge luchtvochtigheid, is de prestatiestabiliteit van een keramische basis zelfs beter dan die van een granieten basis.
Productiekosten en verwerkingsmoeilijkheden: de uitdagingen van de winning van natuursteen en de technische drempel van kunstmatige synthese.
De winning en het transport van graniet als grondstof zijn complex, en de verwerking vereist zeer geavanceerde apparatuur en technologie. Vanwege de hoge hardheid en broosheid van graniet zijn snij-, slijp-, polijst- en andere processen gevoelig voor instorting, scheuren en een hoog afvalpercentage, wat resulteert in hoge productiekosten.
De productie van keramische bases is afhankelijk van geavanceerde synthese- en precisiebewerkingstechnologie. Van de voorbereiding van de grondstoffen en het vormen tot het sinteren, elke stap moet nauwkeurig worden gecontroleerd. De initiële onderzoeks- en ontwikkelingsfase en de investeringen in apparatuur zijn enorm, waardoor de technische drempel hoog ligt. Met de uitbreiding van de productieschaal zullen de kosten naar verwachting echter dalen, waardoor de technologie een kosteneffectieve optie is voor hoogwaardige toepassingen.
Over het algemeen presteren precisiebases van graniet goed op het gebied van stabiliteit en conventionele duurzaamheid, terwijl keramische bases unieke voordelen bieden op het gebied van extreme temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid. De keuze van de basis moet gebaseerd zijn op het specifieke toepassingsscenario, de omgevingsomstandigheden en het budget van het precisieplatform met statische luchtdruk.
Geplaatst op: 10 april 2025