Prvič, prednosti granitne podlage
Visoka togost in nizka toplotna deformacija
Gostota granita je visoka (približno 2,6–2,8 g/cm³), Youngov modul pa lahko doseže 50–100 GPa, kar daleč presega gostoto običajnih kovinskih materialov. Ta visoka togost lahko učinkovito zavira zunanje vibracije in deformacije zaradi obremenitve ter zagotavlja ravnost zračnega vodila. Hkrati je linearni koeficient raztezanja granita zelo nizek (približno 5 × 10⁻⁶/℃), le 1/3 je iz aluminijeve zlitine, skoraj brez toplotnih deformacij v okolju temperaturnih nihanj, še posebej primeren za laboratorije s konstantno temperaturo ali industrijska okolja z veliko temperaturno razliko med dnevom in nočjo.
Odlična blažilna zmogljivost
Polikristalna struktura granita mu daje naravne lastnosti dušenja, čas dušenja vibracij pa je 3-5-krat hitrejši kot pri jeklu. Med procesom natančne obdelave lahko učinkovito absorbira visokofrekvenčne vibracije, kot so zagon in zaustavitev motorja, rezanje orodja, in se izogne vplivu resonance na natančnost pozicioniranja premične ploščadi (tipična vrednost do ±0,1 μm).
Dolgoročna dimenzijska stabilnost
Po stotinah milijonov let geoloških procesov, ki so oblikovali granit, se je njegova notranja napetost popolnoma sprostila, za razliko od kovinskih materialov zaradi preostalih napetosti, ki jih povzroča počasna deformacija. Eksperimentalni podatki kažejo, da je sprememba velikosti granitne podlage v 10-letnem obdobju manjša od 1 μm/m, kar je bistveno bolje kot pri litoželeznih ali varjenih jeklenih konstrukcijah.
Odporno proti koroziji in brez vzdrževanja
Granit je zelo odporen na kisline in alkalije, olje, vlago in druge okoljske dejavnike, zato ni treba nanašati protikorozijske plasti tako redno kot kovinsko podlago. Po brušenju in poliranju lahko hrapavost površine doseže Ra 0,2 μm ali manj, kar se lahko neposredno uporabi kot nosilna površina vodilne tirnice zračnega plovca za zmanjšanje napak pri montaži.
Drugič, omejitve granitne podlage
Težave pri obdelavi in stroški
Granit ima Mohsovo trdoto 6-7, kar zahteva uporabo diamantnih orodij za natančno brušenje, učinkovitost obdelave pa je le 1/5 v primerjavi s kovinskimi materiali. Zaradi kompleksne strukture, kot so utori v obliki lastovičjega repa, navojne luknje in druge značilnosti, so stroški obdelave visoki, cikel obdelave pa dolg (na primer, obdelava ploščadi velikosti 2 m × 1 m traja več kot 200 ur), kar pomeni, da so skupni stroški za 30–50 % višji kot pri ploščadi iz aluminijeve zlitine.
Tveganje krhkih zlomov
Čeprav lahko tlačna trdnost doseže 200–300 MPa, je natezna trdnost granita le 1/10 te trdnosti. Pri ekstremnih udarnih obremenitvah zlahka pride do krhkega loma, poškodbe pa je težko popraviti. Z načrtovanjem konstrukcije se je treba izogniti koncentraciji napetosti, na primer z uporabo zaobljenih vogalnih prehodov, povečanjem števila podpornih točk itd.
Teža prinaša sistemske omejitve
Gostota granita je 2,5-krat večja od gostote aluminijeve zlitine, kar povzroči znatno povečanje skupne teže platforme. To postavlja višje zahteve glede nosilnosti nosilne konstrukcije, dinamične lastnosti pa lahko pri scenarijih, ki zahtevajo hitro gibanje (kot je na primer litografska miza za rezine), vplivajo težave z vztrajnostjo.
Materialna anizotropija
Porazdelitev mineralnih delcev naravnega granita je usmerjena, trdota in koeficient toplotnega raztezanja na različnih položajih pa se nekoliko razlikujeta (približno ±5 %). To lahko povzroči nezanemarljive napake pri ultra preciznih platformah (kot je nanoskopsko pozicioniranje), ki jih je treba izboljšati s strogim izborom materialov in homogenizacijsko obdelavo (kot je visokotemperaturna kalcinacija).
Kot osrednja komponenta visoko precizne industrijske opreme se precizna zračna plavajoča platforma s statičnim tlakom pogosto uporablja v proizvodnji polprevodnikov, optični obdelavi, preciznih meritvah in drugih področjih. Izbira osnovnega materiala neposredno vpliva na stabilnost, natančnost in življenjsko dobo platforme. Granit (naravni granit) je s svojimi edinstvenimi fizikalnimi lastnostmi v zadnjih letih postal priljubljen material za takšne platforme.
Čas objave: 9. april 2025