Na področju precizne proizvodnje in naprednih znanstvenih raziskav je izbira podlage za precizno plavajočo ploščad s statičnim tlakom zraka ključni dejavnik za določanje njene učinkovitosti. Precizna podlaga iz granita in keramična podlaga imata svoje značilnosti, ki kažejo različne prednosti in lastnosti glede stabilnosti, vzdrževanja natančnosti, vzdržljivosti in tako naprej.
Stabilnost: Naravna struktura v primerjavi s sintetično
Po dolgem geološkem prehodu je granit tesno prepleten s kremenom, glinencem in drugimi minerali, ki tvorijo gosto in enakomerno strukturo. Ob zunanjih vibracijskih motnjah, kot so močne vibracije, ki jih povzroča delovanje velike opreme v tovarniški delavnici, lahko granitna podlaga učinkovito blokira in blaži, kar lahko zmanjša amplitudo vibracij precizne statične tlačne zračne lebdeče ploščadi za več kot 80 %, kar zagotavlja stabilno delovno podlago za platformo in zagotavlja nemoteno gibanje pri visoko natančni obdelavi ali detekciji. Na primer, pri litografskem procesu izdelave polprevodniških čipov lahko stabilna granitna podlaga zagotovi natančno delovanje opreme za litografijo čipov in doseže visoko natančno karakterizacijo vzorcev čipov.
Keramična osnova je izdelana z umetno sintezo in napredno tehnologijo, njena notranja struktura pa je enakomerna in ima dobre lastnosti dušenja vibracij. Pri splošnih vibracijah lahko ustvari stabilno delovno okolje za natančno lebdečo ploščad s statičnim tlakom zraka. Vendar pa je zaradi visoke trdnosti in trajnih vibracij njena sposobnost dušenja vibracij nekoliko slabša od granitne osnove in je težko zmanjšati motnje vibracij na enako nizko raven, kar lahko do neke mere vpliva na ultra natančno gibanje ploščadi.
Ohranjanje natančnosti: nizka širitev naravnih prednosti in umetni nadzor natančnosti
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 platforma za statični tlak 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 subtilno dinamiko oddaljenih nebesnih teles.
Keramični materiali so odlični glede toplotne stabilnosti, koeficient toplotnega raztezanja nekaterih visokozmogljivih keramičnih materialov pa je lahko skoraj nič in ga je mogoče natančno regulirati s formulacijo in postopkom. Pri nekaterih temperaturno občutljivih visoko natančnih merilnih napravah lahko keramična osnova ohrani stabilno velikost pri spremembi temperature, kar zagotavlja natančnost gibanja natančne statične zračne plavajoče ploščadi. Vendar pa na njeno dolgoročno stabilnost natančnosti v praktični uporabi vplivajo dejavniki, kot je staranje materiala, in jo je treba dodatno preveriti.
Vzdržljivost: Visoko trdoten naravni kamen in sintetični materiali, odporni proti koroziji
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, zato obstaja nevarnost, da se ob nenamernem udarcu zlomi.
Keramična osnova ni le trda, ampak ima tudi odlično odpornost proti koroziji. V industrijskih okoljih, kjer obstaja tveganje kemične korozije, kot so na primer precizne hidrostatične zračne flotacijske platforme v opremi za pregled kemičnih izdelkov, so keramične osnove odporne na korozivne pline ali tekočine ter dolgo časa ohranjajo celovitost površine in mehanske lastnosti. V ekstremnih okoljih, kot je visoka vlažnost, je stabilnost delovanja keramične osnove boljša kot pri granitni osnovi.
Stroški izdelave in težavnost predelave: izziv rudarjenja naravnega kamna in tehnični prag umetne sinteze
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.
Proizvodnja keramičnih baz temelji na napredni tehnologiji sinteze in precizne obdelave, od priprave surovin, oblikovanja do sintranja, pri čemer je treba vsak korak natančno nadzorovati. Zgodnje naložbe v raziskave in razvoj ter opremo so ogromne, tehnični prag pa je visok. Vendar pa se s širitvijo obsega proizvodnje pričakuje znižanje stroškov, kar ima potencial za stroškovno učinkovitost v vrhunskih aplikacijah.
Na splošno se granitne precizne podlage dobro obnesejo glede splošne stabilnosti in običajne vzdržljivosti, medtem ko imajo keramične podlage edinstvene prednosti pri ekstremni temperaturni prilagodljivosti in odpornosti proti koroziji. Izbira podlage mora temeljiti na specifičnem scenariju uporabe, okoljskih pogojih in stroškovnem proračunu precizne platforme za statični tlak zraka.
Čas objave: 10. april 2025