Jenseits des Steins: Warum die Kontrolle der Umgebungsbedingungen die Genauigkeit der Metrologie bestimmt

Die Illusion von Präzision in einem unkontrollierten Raum

Ein Manager in der industriellen Fertigung könnte die hochwertigste, hochdichte schwarze Granitplatte kaufen, die präzisesten Linearmotorachsen beschaffen und erstklassige Messsensoren von Mahr oder Mitutoyo erwerben. Werden diese Komponenten jedoch in einer herkömmlichen Fabrikhalle ohne Klimatisierung installiert, verliert die gesamte Investition ihren Wert.

In der Ultrapräzisionstechnik ist die Umgebung selbst ein wesentlicher Bestandteil der Maschine. Ohne die präzise Steuerung von Umgebungstemperatur, relativer Luftfeuchtigkeit, Luftgeschwindigkeit und strukturellen Mikrovibrationen ist die Erfassung genauer Daten im Submikrometerbereich unmöglich.

Um diesen Umwelteinflüssen entgegenzuwirken, errichtete die ZHONGHUI Group eine spezielle, 10.000 m² große Anlage zur konstanten Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die vollständig nach fortschrittlichen Isolationsprinzipien gebaut wurde.

Die Physik der strukturellen Isolation: 2 Meter tiefe seismische Gräben

Mikrovibrationen sind für den Menschen oft nicht wahrnehmbar. Gabelstapler, die über den Boden einer Lagerhalle fahren, der Verkehr auf einer nahegelegenen Autobahn oder eine Stanzpresse, die Hunderte von Metern entfernt arbeitet, senden kontinuierlich seismische Stoßwellen durch den Boden. Treffen diese Wellen auf eine hochpräzise Baugruppe oder ein Renishaw-Laserinterferometer, verfälschen sie die Messwerte und zerstören die Kalibrierung der Komponenten.

Um unseren Messbereich vom seismischen Hintergrundrauschen des Planeten zu entkoppeln, verfügt die Anlage über eine umfassende Isolationstechnik:

Durch das Ausheben eines durchgehenden, 2000 mm tiefen Grabens um unsere Messzonen werden seitliche Schwingungswellen, die sich durch den Oberboden ausbreiten, physikalisch blockiert und absorbiert, bevor sie die Messgeräte erreichen können.

Thermische Stabilisierung von 10.000 Quadratmetern

Temperaturschwankungen führen zu einer Drift der Strukturmessung.Premium-Granit(~3100 kg/m³) besitzt eine ausgezeichnete Wärmekapazität; anhaltende Temperaturschwankungen führen dazu, dass sich selbst die stabilsten Materialien geringfügig ausdehnen oder zusammenziehen.

Unser Spezialreinraum gewährleistet ein konstantes, präzises Temperaturprofil. Die Luft wird gefiltert und mittels Laminarströmungssystemen umgeleitet, um die Bildung von Temperaturzonen zu verhindern. Diese strenge Klimatisierung ermöglicht es unseren Messgeräten – wie beispielsweise den elektronischen Nivelliergeräten von Swiss WYLER und den hochauflösenden Rauheitsmessgeräten –, exakt an ihren vordefinierten Kalibrierungspunkten zu arbeiten.

Alle in dieser Einrichtung verwendeten Kalibriergeräte verfügen über offizielle Kalibrierzertifikate, die vom Jinan Institute of Metrology und dem Shandong Institute of Metrology ausgestellt wurden und eine direkte Rückführbarkeit zum National Institute of Metrology (NIM) gewährleisten.

Nachbildung von Halbleiterfabriken: Staubfreie Montageumgebung

Neben Temperatur und Vibrationen stellt die Verunreinigung durch Partikel in der Luft eine erhebliche Gefahr für Präzisionsluftlager und optische Skalen dar. Ein einzelnes Staubkorn von 10 Mikrometern kann die Führung eines hochpräzisen Luftlagers blockieren oder zu Positionsfehlern eines Lasermesskopfes führen.

Aus diesem Grund ist ein separater Bereich unserer Anlage als Reinraum ausgestattet, der die Umgebung einer Halbleiterfertigung simuliert. Hier werden Granitkomponenten unter strengen staubfreien Bedingungen gereinigt, geprüft und mit Präzisionselektronik, Metallhalterungen oder Keramikführungen integriert. Durch die Kontrolle des Steins, der Temperatur, der Vibrationen und der Luftqualität gewährleisten wir die stabile und zuverlässige Leistung unserer Produkte weltweit.