Im Bereich der ultrapräzisen Bewegungssteuerung hat sich das luftgelagerte ultrapräzise Bewegungsmodul aufgrund seiner reibungslosen und hochpräzisen Bewegungseigenschaften zur idealen Wahl für viele Szenarien in der High-End-Fertigung und wissenschaftlichen Forschung entwickelt. Die Einführung einer Präzisionsbasis aus Granit soll die Leistung deutlich steigern, doch die Kombination aus beidem ist nicht optimal.
Erstens, erhebliche Vorteile
Hervorragende Stabilität: Granit weist nach Millionen von Jahren geologischer Veränderungen eine dichte und gleichmäßige innere Struktur auf, die hauptsächlich aus Quarz, Feldspat und anderen Mineralien besteht. Diese einzigartige Struktur verleiht der Granitbasis hervorragende Stabilität. Äußere Störungen, wie beispielsweise Vibrationen durch den Betrieb großer Geräte in der Umgebung oder Temperaturschwankungen, können durch die Granitbasis wirksam blockiert und gedämpft werden. In der Fertigung elektronischer Chips sind Werkzeugmaschinen und andere Geräte häufig in Betrieb. Die Granitbasis kann die auf den Luftschwimmer übertragene Vibrationsamplitude des hochpräzisen Bewegungsmoduls um mehr als 80 % reduzieren. Dies gewährleistet eine reibungslose Bewegung des Moduls, bietet eine stabile Grundlage für hochpräzise Prozesse wie Lithografie und Ätzen im Chipherstellungsprozess und verbessert die Ausbeute der Chipherstellung erheblich.
Beibehaltung höchster Genauigkeit: Das hochpräzise Bewegungsmodul des Luftschwimmers erfordert extrem hohe Genauigkeit, wobei der Vorteil des niedrigen Ausdehnungskoeffizienten der Granitbasis eine Schlüsselrolle spielt. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Granit beträgt 5–7 × 10⁻⁶/℃ und ist damit deutlich niedriger als bei herkömmlichen Metallmaterialien. Bei Temperaturänderungen ändert sich die Basisgröße nur geringfügig. In der Astronomie kann das hochpräzise Bewegungsmodul des Luftschwimmers zur Feinabstimmung der Teleskoplinse in Kombination mit der Granitbasis sicherstellen, dass die Positioniergenauigkeit der Linse auch bei großen Temperaturunterschieden zwischen Tag und Nacht im Submikrometerbereich bleibt, was Astronomen die klare Beobachtung weit entfernter Himmelskörper ermöglicht.
Gute Verschleißfestigkeit und lange Lebensdauer: Obwohl das luftgelagerte Ultrapräzisions-Bewegungsmodul die direkte Reibung im Betrieb reduziert, besteht bei längerem Gebrauch dennoch ein gewisses Verschleißrisiko. Granit ist hochhart (Mohshärte 6–7) und bietet eine hohe Verschleißfestigkeit. Im Materialwissenschaftslabor wird häufig ein luftgelagertes Ultrapräzisions-Bewegungsmodul verwendet. Die Granitbasis widersteht der Reibung des Luftlagerschiebers effektiv. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Metallbasis verlängert sich der Wartungszyklus des Moduls um mehr als 50 %, die Gerätewartungskosten werden gesenkt und die Kontinuität wissenschaftlicher Forschungsarbeiten sichergestellt.
Zweitens gibt es Mängel
Hohe Kosten: Die Anschaffungskosten für hochwertige Granitrohstoffe sind hoch. Abbau, Transport und Verarbeitung sind aufwändig und erfordern professionelle Ausrüstung und Technologie. Vom Abbau des geeigneten Graniterzes bis zur Verarbeitung zu hochpräzisen, luftgelagerten Bewegungsmodulen, die den hohen Präzisionsanforderungen gerecht werden, sind viele Feinbearbeitungsschritte wie hochpräzises Schneiden, Schleifen und Polieren erforderlich. Dies erhöht die Herstellungskosten von Granitpräzisionssockeln erheblich. Im Vergleich zu anderen Materialien wie Metall können die Kosten um ein Vielfaches höher sein, was die Anwendung im großen Maßstab, insbesondere für kleine Unternehmen oder wissenschaftliche Forschungseinrichtungen mit begrenztem Budget, einschränkt.
Höheres Gewicht: Die Dichte von Granit ist relativ hoch (ca. 2,6–3,1 g/cm³), was zu einem schwereren Granit-Präzisionssockel führt. Für die Installation und Handhabung der Geräte sind professionelle Hebezeuge und Personal erforderlich, was den Installationsaufwand und die Transportkosten erhöht. In einigen Szenarien, die eine hohe Flexibilität der räumlichen Anordnung der Geräte erfordern, schränkt der schwere Sockel zudem die bequeme Bewegung und Neuinstallation des hochpräzisen Bewegungsmoduls des Luftschwimmers ein, was die Effizienz und Anpassungsfähigkeit der Geräte beeinträchtigt.
Die Verarbeitung ist schwierig: Granit weist eine hohe Härte und Sprödigkeit auf, und die Anforderungen an die Verarbeitungsausrüstung und den Prozess sind äußerst streng. Bei der Bearbeitung können leicht Risse, Sprünge und andere Defekte auftreten, und die Bearbeitungspräzision und Oberflächenqualität sind nur schwer zu gewährleisten. Um die vom hochpräzisen Bewegungsmodul des Luftschwimmers geforderte hochpräzise Ebenheit und Geradheit zu erreichen, sind während des Verarbeitungsprozesses zahlreiche Tests und Korrekturen erforderlich. Der Verarbeitungszyklus ist lang und die Ausschussrate hoch, was die Produktionskosten und den Zeitaufwand weiter erhöht.
Das ultrapräzise Bewegungsmodul mit der Präzisionsbasis aus Granit weist herausragende Vorteile hinsichtlich Stabilität und Genauigkeit auf und eignet sich für High-End-Bereiche mit hohen Präzisionsanforderungen. Allerdings müssen auch Aspekte wie Kosten, Gewicht und Verarbeitungsschwierigkeiten der Kurzplatine in der Praxis umfassend berücksichtigt werden, und eine vernünftige Wahl wird nach Abwägung der Vor- und Nachteile getroffen.
Beitragszeit: 08.04.2025