A selección dun material base xoga un papel fundamental na construción de módulos de movemento de ultraprecisión. As bases de precisión de granito e as bases de fundición mineral, como dúas opcións principais, posúen características distintas que difiren significativamente en termos de estabilidade, retención de precisión, durabilidade e custo.
Estabilidade: densificación natural fronte a materiais compostos artificiais
Tras millóns de anos de transformacións xeolóxicas, o granito forma unha estrutura moi densa e uniforme a través da unión natural do cuarzo, o feldespato e outros minerais. En contornas industriais onde os equipos grandes xeran fortes vibracións, a complexa estrutura cristalina do granito atenúa eficazmente estas perturbacións, reducindo a amplitude da vibración transmitida aos módulos de movemento de ultraprecisión que flotan no aire en máis dun 80 %. Isto garante un funcionamento suave durante tarefas de procesamento ou inspección de alta precisión, como o patrón preciso de chips electrónicos en procesos de fotolitografía.
As bases de fundición mineral están deseñadas a partir de partículas minerais mesturadas con aglutinantes especializados, o que resulta nunha estrutura interna uniforme con boas propiedades de amortiguación de vibracións. Aínda que proporcionan unha amortiguación eficaz para as vibracións xerais e crean un ambiente de traballo estable para módulos de movemento de ultraprecisión flotantes no aire, o seu rendemento baixo vibracións sostidas de alta intensidade é lixeiramente inferior ao das bases de granito. Esta limitación pode introducir pequenas imprecisións en aplicacións de alta precisión.
Retención da precisión: expansión natural baixa fronte a contracción controlada
O granito é coñecido polo seu coeficiente de expansión térmica excepcionalmente baixo (normalmente de 5 a 7 × 10⁻⁶/°C). Mesmo en ambientes con flutuacións de temperatura significativas, as bases de precisión de granito presentan cambios dimensionais mínimos. Por exemplo, en aplicacións astronómicas, os módulos de movemento de ultraprecisión flotantes a base de granito garanten unha precisión de posicionamento das lentes a nivel submicrónico para os telescopios, o que permite aos astrónomos capturar detalles complexos de corpos celestes distantes.
Os materiais de fundición mineral pódense formular para optimizar e controlar as características de expansión térmica, conseguindo coeficientes comparables ou incluso inferiores aos do granito. Isto fainos axeitados para equipos de medición de alta precisión sensibles á temperatura. Non obstante, a estabilidade a longo prazo da súa precisión segue estando suxeita a verificación debido a factores como o envellecemento do aglutinante, que podería levar a unha diminución do rendemento durante períodos de uso prolongados.
Durabilidade: Alta dureza da pedra natural fronte aos materiais compostos resistentes á fatiga
A alta dureza do granito (escala de Mohs: 6–7) proporciona unha excelente resistencia ao desgaste. Nos laboratorios de ciencia dos materiais, as bases de granito para módulos de movemento de ultraprecisión flotantes no aire de uso frecuente resisten a fricción prolongada dos deslizadores, prolongando os ciclos de mantemento en máis dun 50 % en comparación coas bases convencionais. A pesar desta vantaxe, a fraxilidade do granito supón un risco de fractura en caso de impacto accidental.
As bases de fundición mineral demostran propiedades antifatiga superiores, mantendo a integridade estrutural durante os movementos alternativos prolongados de alta frecuencia de módulos flotantes de aire de ultraprecisión. Ademais, presentan resistencia á corrosión química leve, o que mellora a durabilidade en ambientes lixeiramente corrosivos. Non obstante, en condicións extremas como a alta humidade, o aglutinante das bases de fundición mineral pode degradarse, comprometendo a súa durabilidade xeral.
Custo de fabricación e dificultade de procesamento**: Desafíos da extracción de pedra natural fronte aos procesos de fundición artificial
A extracción e o transporte do granito implican unha loxística complexa, mentres que o seu procesamento require equipos e técnicas avanzadas. Debido á súa alta dureza e fraxilidade, operacións como o corte, a moenda e o pulido adoitan dar lugar a altas taxas de refugallo, o que aumenta os custos de fabricación.
Pola contra, a produción de bases de fundición mineral require moldes e procesos específicos. Aínda que o desenvolvemento inicial do molde supón custos substanciais, a produción en masa posterior vólvese economicamente vantaxosa unha vez establecido o molde.
Data de publicación: 08-04-2025