Prilikom konstrukcije precizne plutajuće platforme za statički tlak zraka, izbor baze igra odlučujuću ulogu u ukupnim performansama platforme. Precizna granitna baza i baza od lijevanog željeza imaju svoje karakteristike, a postoje očite razlike u ključnim dimenzijama kao što su stabilnost, točnost održavanja, trajnost i cijena.
Prvo, stabilnost: prirodna gusta i metalna struktura
Nakon milijuna godina geoloških promjena, granit je usko povezan s kvarcom, feldspatom i drugim mineralima kako bi se formirala vrlo gusta i ujednačena struktura. Suočen s vanjskim smetnjama, poput jakih vibracija generiranih radom velike opreme u tvorničkoj radionici, granitna baza može učinkovito blokirati i ublažiti oslanjajući se na svoju složenu kristalnu strukturu, što može smanjiti amplitudu vibracija precizne plutajuće platforme za statički tlak zraka za više od 80%, pružajući stabilan temelj rada platforme kako bi se osiguralo glatko kretanje tijekom visokoprecizne obrade ili detekcije. Na primjer, u procesu fotolitografije proizvodnje elektroničkih čipova zajamčena je precizna karakterizacija uzoraka čipa.
Baza od lijevanog željeza izrađena je od legure željeza i ugljika, a unutarnji grafit je raspoređen u listovima ili kuglicama. Iako ima određenu sposobnost prigušivanja vibracija, njezina strukturna ujednačenost nije dobra u usporedbi s granitom. Pri radu s visokim intenzitetom i kontinuiranim vibracijama, bazi od lijevanog željeza teško je smanjiti smetnje vibracija na istu nisku razinu kao granitnoj bazi, što može dovesti do malih odstupanja u kretanju precizne plutajuće platforme sa statičkim tlakom zraka, što utječe na precizne performanse platforme u ultrapreciznim operacijama.
Drugo, zadržavanje točnosti: prirodne prednosti niskog širenja i izazov toplinskih promjena metala
Granit je poznat po vrlo niskom koeficijentu toplinskog širenja, obično 5-7 ×10⁻⁶/℃. U okruženju temperaturnih fluktuacija, veličina precizne granitne baze se vrlo malo mijenja. U području astronomije, precizna hidrostatska platforma s plutajućim zrakom za fino podešavanje teleskopske leće uparena je s granitnom bazom, čak i ako je temperaturna razlika između dana i noći značajna, može osigurati da se točnost pozicioniranja leće održava na submikronskoj razini, pomažući astronomima da uhvate suptilnu dinamiku udaljenih nebeskih tijela.
Koeficijent toplinskog širenja lijevanog željeza je relativno visok, obično 10-20 ×10⁻⁶/℃. Kada se temperatura promijeni, veličina baze od lijevanog željeza se očito mijenja, što lako uzrokuje toplinsku deformaciju precizne platforme plutajuće pod statičkim tlakom zraka, što rezultira smanjenjem točnosti kretanja platforme. U procesu brušenja temperaturno osjetljivih optičkih leća, deformacija baze od lijevanog željeza pod utjecajem temperature može uzrokovati odstupanje preciznosti brušenja leće izvan dopuštenog raspona i utjecati na kvalitetu leće.
Treće, trajnost: visoka tvrdoća prirodnog kamena i zamor metala
Tvrdoća granita je visoka, Mohsova tvrdoća može doseći 6-7, dobra otpornost na habanje. U laboratoriju za znanost o materijalima, često korištena precizna platforma za statički tlak zraka, granitna baza može učinkovito odoljeti dugotrajnim gubicima trenja, u usporedbi s običnom bazom, može produžiti ciklus održavanja platforme za više od 50%, smanjiti troškove održavanja opreme i osigurati kontinuitet znanstveno-istraživačkog rada. Međutim, granitni materijal je relativno krhak i postoji rizik od pucanja pri slučajnom udaru.
Baza od lijevanog željeza ima određenu žilavost i nije lako slomiti se pri podnošenju određene udarne sile. Međutim, tijekom procesa visokofrekventnog recipročnog kretanja precizne statičke zračne plutajuće platforme tijekom dugog vremena, lijevano željezo je sklono oštećenjima od zamora, što rezultira promjenama u unutarnjoj strukturi, utječući na točnost kretanja i stabilnost platforme. Istovremeno, lijevano željezo je sklono hrđanju i koroziji u vlažnim okruženjima, što smanjuje njegovu trajnost, dok je granitna baza otpornija na koroziju.
Četvrto, troškovi proizvodnje i poteškoće obrade: izazovi rudarenja i obrade prirodnog kamena i prag procesa lijevanja metala
Rudarenje i transport granitnih sirovina su složeni, a obrada zahtijeva vrlo skupu opremu i tehnologiju. Zbog visoke tvrdoće i krhkosti, procesi rezanja, brušenja, poliranja i drugi skloni su urušavanju, pukotinama i visokoj stopi otpada, što rezultira visokim troškovima proizvodnje.
Baza od lijevanog željeza proizvodi se zrelim postupkom lijevanja, uz širok izbor sirovina i relativno nisku cijenu. Pomoću kalupa može se postići masovna proizvodnja i visoka učinkovitost proizvodnje. Međutim, kako bi se postigla ista visoka preciznost i stabilnost kao i kod granitne baze, zahtjevi za proces lijevanja i naknadnu obradu izuzetno su strogi, što zahtijeva preciznu obradu i tretman starenjem itd., a cijena će također značajno porasti.
Ukratko, precizna granitna baza ima značajne prednosti u scenarijima primjene precizne platforme za plutanje zrakom pod statičkim tlakom koja zahtijeva visoku preciznost, stabilnost i otpornost na habanje; baza od lijevanog željeza ima određene prednosti u cijeni i žilavosti te je prikladna za slučajeve gdje su zahtjevi za točnošću relativno niski, teži se isplativosti, a vibracije i temperatura okoline su relativno stabilne.
Vrijeme objave: 09.04.2025.