Pri konstrukciji precizne statične zračne plavajoče ploščadi ima izbira podlage odločilno vlogo pri splošni učinkovitosti ploščadi. Precizna podlaga iz granita in podlaga iz litega železa imata svoje značilnosti, med katerimi so očitne razlike v ključnih dimenzijah, kot so stabilnost, natančnost vzdrževanja, vzdržljivost in stroški.
Prvič, stabilnost: naravna gosta in kovinska struktura
Po milijonih let geoloških sprememb je granit tesno povezan s kremenom, feldspatom in drugimi minerali, da tvori zelo gosto in enotno strukturo. Ob zunanjih motnjah, kot so močne vibracije, ki jih povzroča delovanje velike opreme v tovarniški delavnici, lahko granitna podlaga učinkovito blokira in blaži vibracije s svojo kompleksno kristalno strukturo, kar lahko zmanjša amplitudo vibracij precizne statične zračne lebdeče platforme za več kot 80 %, kar zagotavlja stabilno delovanje platforme in zagotavlja nemoteno gibanje med visoko natančno obdelavo ali zaznavanjem. Na primer, pri fotolitografskem postopku izdelave elektronskih čipov je zagotovljena natančna karakterizacija vzorcev čipov.
Litoželezna osnova je ulita iz železo-ogljikove zlitine, notranji grafit pa je razporejen v ploščah ali kroglicah. Čeprav ima določeno sposobnost dušenja vibracij, njena strukturna enakomernost ni dobra v primerjavi z granitom. Pri visokointenzivnih in neprekinjenih vibracijah je za litoželezno osnovo težko zmanjšati motnje vibracij na enako nizko raven kot pri granitni osnovi, kar lahko povzroči majhna odstopanja v gibanju precizne statične zračne plavajoče ploščadi, kar vpliva na natančno delovanje ploščadi pri ultra preciznih operacijah.
Drugič, ohranjanje natančnosti: naravne prednosti nizkega raztezanja in izziv toplotnih sprememb kovine
Granit je znan po zelo nizkem koeficientu toplotnega raztezanja, običajno 5–7 × 10⁻⁶/℃. V okolju temperaturnih nihanj se velikost natančne granitne podlage zelo malo spremeni. Na področju astronomije se natančna hidrostatična zračna plovba platforma za fino nastavitev teleskopske leče združuje z granitno podlago, kar tudi pri znatni temperaturni razliki med dnevom in nočjo zagotavlja, da se natančnost pozicioniranja leče ohranja na submikronski ravni, kar astronomom pomaga ujeti subtilno dinamiko oddaljenih nebesnih teles.
Koeficient toplotnega raztezanja litega železa je relativno visok, običajno 10-20 × 10⁻⁶/℃. Ko se temperatura spremeni, se velikost litega železa opazno spremeni, kar lahko povzroči toplotno deformacijo precizne statične zračne lebdeče ploščadi, kar povzroči zmanjšanje natančnosti gibanja ploščadi. Pri brušenju temperaturno občutljivih optičnih leč lahko deformacija litega železa pod vplivom temperature povzroči odstopanje natančnosti brušenja leče izven dovoljenega območja in vpliva na kakovost leče.
Tretjič, vzdržljivost: visoka trdota naravnega kamna in utrujenost kovine
Trdota granita je visoka, Mohsova trdota lahko doseže 6-7, dobra odpornost proti obrabi. V laboratoriju za znanost o materialih se pogosto uporablja precizna platforma za statični tlak zraka, njena granitna podlaga pa se lahko učinkovito upre dolgotrajnim izgubam zaradi trenja, v primerjavi z običajno podlago pa lahko podaljša vzdrževalni cikel platforme za več kot 50 %, zmanjša stroške vzdrževanja opreme in zagotovi neprekinjeno znanstveno raziskovalno delo. Vendar je granit relativno krhek material in obstaja nevarnost, da se zlomi, če pride do nenamernega udarca.
Litoželezna osnova ima določeno žilavost in se pri določeni udarni sili ne zlomi zlahka. Vendar pa je litoželezna osnova med visokofrekvenčnim izmeničnim gibanjem precizne statične zračne lebdeče ploščadi dolgotrajno nagnjena k utrujenosti, kar povzroči spremembe v notranji strukturi in vpliva na natančnost gibanja in stabilnost ploščadi. Hkrati je litoželezna osnova v vlažnem okolju nagnjena k rjavenju in koroziji, kar zmanjšuje njeno vzdržljivost, medtem ko je granitna osnova bolj odporna proti koroziji.
Četrtič, proizvodni stroški in težave pri predelavi: izzivi pri pridobivanju in predelavi naravnega kamna ter prag procesa litja kovin
Pridobivanje in prevoz granitnih surovin sta kompleksna, predelava pa zahteva zelo visoko opremo in tehnologijo. Zaradi visoke trdote in krhkosti so rezanje, brušenje, poliranje in drugi postopki nagnjeni k uničenju, razpokam in visoki stopnji odpadkov, kar ima za posledico visoke proizvodne stroške.
Litoželezna osnova je izdelana z zrelim postopkom litja, širokim virom surovin in relativno nizkimi stroški. Z uporabo kalupa je mogoče doseči masovno proizvodnjo in visoko proizvodno učinkovitost. Vendar pa so za doseganje enako visoke natančnosti in stabilnosti kot pri granitni osnovi zahteve glede postopka litja in naknadne obdelave izjemno stroge, kar zahteva natančno strojno obdelavo in staranje itd., stroški pa se bodo znatno povečali.
Skratka, granitna precizna osnova ima pomembne prednosti v scenarijih uporabe precizne platforme za statično tlačno plovbo zraka, ki zahteva visoko natančnost, stabilnost in odpornost proti obrabi; osnova iz litega železa ima določene prednosti glede stroškov in žilavosti ter je primerna za primere, kjer so zahteve glede natančnosti relativno nizke, prizadevanje za stroškovno učinkovitost ter relativno stabilno vibracijsko in temperaturno okolje.
Čas objave: 9. april 2025