Pri precizni proizvodnji, znanstvenih raziskavah in drugih zahtevah glede natančnosti na tem področju igra precizna statična tlačna zračna plavajoča ploščad ključno vlogo. Izbira podlage ploščadi je, tako kot polaganje temeljnega kamna za stavbo, neposredno povezana z zmogljivostjo ploščadi. Granitna precizna podlaga in podlaga iz mineralnega litja sta dve priljubljeni izbiri, vsaka s svojimi prednostmi, zato vam bomo v nadaljevanju predstavili podrobnejšo primerjavo.
Stabilnost: Razlika med naravno kristalizacijo in umetnim kompozitom
Granitna precizna podlaga je po milijonih let geoloških sprememb, notranji kremen, feldspat in drugi minerali pa so kristalno tesni, struktura pa je izjemno gosta in enakomerna. Ob zunanjih motnjah, kot so vibracije, ki jih povzroča delovanje okoliške velike opreme, je granitna podlaga kot trden ščit, ki lahko učinkovito blokira in blaži ter zmanjša amplitudo vibracij precizne statične zračne lebdeče ploščadi za več kot 80 %, kar zagotavlja trdno in stabilno podlago za visoko natančno gibanje ploščadi. V delavnici za proizvodnjo polprevodniških čipov ima litografski proces visoke zahteve glede stabilnosti ploščadi, granitna podlaga pa zagotavlja natančno delovanje opreme za litografijo čipov, pomaga pri natančnem graviranju vzorca čipa in močno izboljša izkoristek proizvodnje čipov.
Mineralna lita podlaga je izdelana iz mineralnih delcev, pomešanih s posebnim vezivom. Njena notranja struktura je enotna in ima določene lastnosti dušenja vibracij. Pri splošnih vibracijah lahko zagotovi relativno stabilno delovno okolje za platformo. Vendar pa je pri visoki intenzivnosti in nenehnih vibracijah sposobnost dušenja vibracij mineralne lite podlage nekoliko nezadostna v primerjavi z granitno podlago, kar lahko povzroči rahlo odstopanje gibanja platforme in vpliva na natančnost ultra preciznega delovanja.
Ohranjanje natančnosti: ravnovesje naravnih prednosti in umetnega nadzora nizkega raztezanja
Granit je znan po zelo nizkem koeficientu toplotnega raztezanja, ki običajno znaša 5–7 × 10⁻⁶/℃. V okolju s nihajočo temperaturo se velikost natančne granitne podlage zelo malo spreminja. Na področju astronomije se natančna platforma s statičnim tlakom zraka za fino nastavitev leče teleskopa 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 subtilne spremembe oddaljenih nebesnih teles.
Pri načrtovanju formulacij mineralnih livarskih materialov je mogoče optimizirati in nadzorovati toplotne raztezne značilnosti, s prilagajanjem deleža mineralov in veziv pa je lahko koeficient toplotnega raztezanja blizu ali celo boljši od granita. Pri nekaterih temperaturno občutljivih, visoko natančnih merilnih napravah lahko osnova mineralne livarske snovi ohrani stabilno velikost, ko se temperatura spremeni, kar zagotavlja natančnost gibanja platforme. Vendar pa na osnovo mineralne livarske snovi vplivajo dejavniki, kot je staranje veziva, zato je treba dolgoročno stabilnost natančnosti še naprej spremljati.
Vzdržljivost: Značilnosti naravnega kamna visoke trdote in kompozitnih materialov, odpornih proti utrujenosti
Trdota granita je visoka, Mohsova trdota lahko doseže 6-7, z dobro odpornostjo 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 se ob nenamernem udarcu zlahka zlomi.
Mineralna lita osnova ima odlične lastnosti proti utrujenosti, ki učinkovito preprečujejo poškodbe zaradi utrujenosti in ohranjajo strukturno celovitost med dolgotrajnim visokofrekvenčnim izmeničnim gibanjem precizne statične zračne plavajoče ploščadi. Hkrati je določeno odporna na splošne kemikalije in je v okolju z rahlim tveganjem kemične korozije bolj trpežna kot granitna osnova. Vendar pa lahko v ekstremnih okoljih, kot je visoka vlažnost, vezivo v mineralni liti osnovi vpliva na njeno trajnost.
Stroški izdelave in težave pri obdelavi: izzivi naravnega kamna in pragovi umetnega litja
Pridobivanje in transport granitnih surovin sta kompleksna, predelava pa zahteva zelo visoko opremo in tehnologijo. Zaradi visoke trdote in krhkosti granit lahko pride do težav, kot so zrušitev robov in razpoke pri rezanju, brušenju, poliranju in drugih postopkih, stopnja odpadkov pa je relativno visoka, kar povzroča visoke proizvodne stroške.
Izdelava mineralne osnove za litje zahteva poseben kalup in postopek, stroški zgodnjega razvoja kalupa pa so visoki, ko pa je kalup oblikovan, je mogoče doseči množično proizvodnjo in zmanjšati stroške na enoto. Postopek obdelave je v primerjavi z granitom relativno enostaven, z mehansko obdelavo pa lahko doseže višje zahteve glede natančnosti in ima stroškovno učinkovit potencial v scenarijih uporabe v velikem obsegu.
Čas objave: 10. april 2025