Na construción dunha plataforma flotante de aire a presión estática de precisión, a escolla da base xoga un papel decisivo no rendemento xeral da plataforma. A base de precisión de granito e a base de ferro fundido teñen as súas propias características e existen diferenzas obvias en dimensións clave como a estabilidade, o mantemento da precisión, a durabilidade e o custo.
Primeiro, estabilidade: estrutura natural densa e metálica
Tras millóns de anos de cambios xeolóxicos, o granito combínase estreitamente con cuarzo, feldespato e outros minerais para formar unha estrutura moi densa e uniforme. Ante interferencias externas, como a forte vibración xerada polo funcionamento de grandes equipos no taller da fábrica, a base de granito pode bloquear e atenuar eficazmente baseándose na súa complexa estrutura cristalina, que pode reducir a amplitude da vibración da plataforma flotante de aire a presión estática de precisión en máis dun 80 %, proporcionando unha pedra angular de funcionamento estable para a plataforma para garantir un movemento suave durante o procesamento ou a detección de alta precisión. Por exemplo, no proceso de fotolitografía da fabricación de chips electrónicos, garántese a caracterización precisa dos patróns dos chips.
A base de ferro fundido está feita dunha aliaxe de ferro-carbono e o grafito interno está distribuído en láminas ou esferas. Aínda que ten unha certa capacidade de amortiguación de vibracións, a súa uniformidade estrutural non é boa en comparación co granito. Cando se trata de vibracións continuas e de alta intensidade, é difícil para a base de ferro fundido reducir a interferencia de vibracións ao mesmo nivel baixo que a base de granito, o que pode levar a pequenas desviacións no movemento da plataforma flotante de aire de presión estática de precisión, afectando o rendemento de precisión da plataforma en operacións de ultraprecisión.
En segundo lugar, retención da precisión: as vantaxes naturais da baixa expansión e o desafío do cambio térmico do metal
O granito é coñecido polo seu coeficiente de expansión térmica moi baixo, normalmente de 5-7 ×10⁻⁶/℃. Nun ambiente de flutuación de temperatura, o tamaño da base de precisión de granito varía moi pouco. No campo da astronomía, a plataforma flotante de aire hidrostática de precisión para o axuste fino da lente do telescopio combínase coa base de granito; mesmo se a diferenza de temperatura entre o día e a noite é significativa, pode garantir que a precisión de posicionamento da lente se manteña a nivel submicrónico, axudando aos astrónomos a captar a dinámica sutil dos corpos celestes distantes.
O coeficiente de expansión térmica do ferro fundido é relativamente alto, xeralmente de 10-20 ×10⁻⁶/℃. Cando cambia a temperatura, o tamaño da base de ferro fundido cambia obviamente, o que facilita a deformación térmica da plataforma flotante de aire de presión estática de precisión, o que resulta na diminución da precisión do movemento da plataforma. No proceso de moenda de lentes ópticas sensibles á temperatura, a deformación da base de ferro fundido baixo a influencia da temperatura pode causar unha desviación da precisión de moenda da lente máis alá do rango admisible e afectar á calidade da lente.
En terceiro lugar, durabilidade: alta dureza da pedra natural e fatiga do metal
A dureza do granito é alta, a dureza de Mohs pode chegar a 6-7, boa resistencia ao desgaste. No laboratorio de ciencia de materiais, a plataforma flotante de aire a presión estática de precisión que se usa con frecuencia, a súa base de granito pode resistir eficazmente a perda de fricción a longo prazo, en comparación coa base ordinaria, pode prolongar o ciclo de mantemento da plataforma en máis dun 50 %, reducir os custos de mantemento do equipo e garantir a continuidade do traballo de investigación científica. Non obstante, o material de granito é relativamente fráxil e existe o risco de rotura cando se produce un impacto accidental.
A base de ferro fundido ten unha certa dureza e non é doada de romper cando soporta unha determinada forza de impacto. Non obstante, no proceso de movemento alternativo de alta frecuencia da plataforma flotante de aire a presión estática de precisión durante un longo período de tempo, o ferro fundido é propenso a danos por fatiga, o que resulta en cambios na estrutura interna, afectando a precisión do movemento e a estabilidade da plataforma. Ao mesmo tempo, o ferro fundido é propenso á ferruxe e á corrosión en ambientes húmidos, o que reduce a súa durabilidade; en contraste, a base de granito ten mellor resistencia á corrosión.
En cuarto lugar, custo de fabricación e dificultade de procesamento: desafíos de minería e procesamento de pedra natural e limiar do proceso de fundición de metais
A extracción e o transporte de materias primas de granito son complexos e o seu procesamento require equipos e tecnoloxía moi avanzados. Debido á súa alta dureza e fraxilidade, os procesos de corte, moenda, pulido e outros son propensos a colapso, rachaduras e unha alta taxa de chatarra, o que resulta en custos de fabricación elevados.
A base de ferro fundido fabrícase cun proceso de fundición maduro, unha ampla fonte de materias primas e un custo relativamente baixo. A través do molde pódese conseguir unha produción en masa e unha alta eficiencia de produción. Non obstante, para lograr a mesma alta precisión e estabilidade que a base de granito, o proceso de fundición e os requisitos de posprocesamento son extremadamente estritos, o que require mecanizado de precisión e tratamento de envellecemento, etc., e o custo tamén aumentará significativamente.
En resumo, a base de precisión de granito ten vantaxes significativas nos escenarios de aplicación da plataforma de flotación de aire a presión estática de precisión que require alta precisión, estabilidade e resistencia ao desgaste; A base de ferro fundido ten certas vantaxes en custo e resistencia, e é axeitada para ocasións nas que os requisitos de precisión son relativamente baixos, a busca da rendibilidade e o ambiente de vibración e temperatura son relativamente estables.
Data de publicación: 09-04-2025