Im Bereich der High-End-Fertigung und Spitzenforschung hat sich das Ultrapräzisions-Bewegungsmodul des Luftschwimmers dank seiner hervorragenden Präzisionsleistung zu einer Schlüsselkomponente für Feinbearbeitung und Messung entwickelt. Der Granit-Präzisionssockel als tragendes Element stellt hohe Anforderungen an die Betriebsumgebung; geeignete Umgebungsbedingungen sind die Grundlage für seine stabile Funktion und optimale Leistung.
Erstens, Temperaturregelung: Präzisions-"Stabilisator"
Obwohl Granit für seine Stabilität bekannt ist, reagiert er nicht völlig unempfindlich auf Temperaturschwankungen. Sein Wärmeausdehnungskoeffizient ist zwar niedrig (üblicherweise 5–7 × 10⁻⁶/°C), doch selbst geringfügige Temperaturschwankungen können in hochpräzisen Bewegungssteuerungsanwendungen zu Dimensionsänderungen führen und die Genauigkeit von Modulen beeinträchtigen. In der Halbleiterfertigung erfordert der Lithografieprozess eine Positioniergenauigkeit im Danami-Bereich. Bei einer Umgebungstemperatur von nur 1 °C kann sich eine Granitplatte mit einer Seitenlänge von einem Meter um 5–7 Mikrometer ausdehnen oder zusammenziehen. Diese geringe Änderung wird vom hochpräzisen Bewegungsmodul des Luftkissens übertragen und reicht aus, um Abweichungen im Lithografiemuster des Chips zu verursachen und die Ausbeute erheblich zu reduzieren. Aus diesem Grund sollte bei dem mit einer Granit-Präzisionsbasis ausgestatteten, luftgelagerten Ultrapräzisions-Bewegungsmodul die ideale Arbeitsumgebungstemperatur auf 20 °C ±1 °C geregelt werden. Mithilfe hochpräziser Konstanttemperaturgeräte, wie z. B. einer Klimaanlage mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit, wird die Umgebungstemperatur kontinuierlich überwacht und angepasst, um sicherzustellen, dass die Temperaturschwankungen in einem sehr kleinen Bereich liegen, die Stabilität der Basisgröße erhalten bleibt und der hochpräzise Betrieb des Moduls gewährleistet ist.
Zweitens, Feuchtigkeitsmanagement: der Schlüssel zum Feuchtigkeitsschutz „Stein“
Die Luftfeuchtigkeit ist ein weiterer wichtiger Faktor, der die Leistung von Präzisions-Granitplatten beeinflusst. In Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit absorbiert Granit leicht Wasserdampf, was zu Kondensation auf der Oberfläche führen kann. Dies beeinträchtigt nicht nur die Stabilität der Verbindung zwischen Granit und dem hochpräzisen Bewegungsmodul des Luftfederungssystems, sondern kann langfristig auch Oberflächenerosion, Glanzverlust und Genauigkeitsminderung verursachen. In der Optikschleiferei kann eine Luftfeuchtigkeit von über 60 % rF über einen längeren Zeitraum die Bewegung des Gasfederungsschiebers behindern, was die Schleifgenauigkeit der Linsen verringert und zu Oberflächenfehlern führt. Daher muss die relative Luftfeuchtigkeit am Arbeitsplatz streng zwischen 40 % und 60 % rF gehalten werden. Dies kann durch den Einsatz von Luftentfeuchtern, Feuchtigkeitssensoren und anderen Geräten in Echtzeit überwacht und angepasst werden, um Schäden an der Granitplatte durch zu hohe Luftfeuchtigkeit zu vermeiden und den reibungslosen Betrieb des hochpräzisen Bewegungsmoduls des Luftfederungssystems zu gewährleisten.
Drittens, die Sauberkeitsgarantie: der „Hüter“ der Präzision
Die schädliche Wirkung von Staubpartikeln auf die Präzisionsgranitbasis des Ultrapräzisions-Bewegungsmoduls der Luftfederung darf nicht unterschätzt werden. Gelangen die winzigen Partikel in den Gasfilmspalt zwischen dem Gasfeder-Schlitten und der Granitbasis, können sie die Gleichmäßigkeit des Gasfilms beeinträchtigen, die Reibung erhöhen und sogar die Oberfläche der Basis zerkratzen, was die Bewegungsgenauigkeit verringert. In der Ultrapräzisionsbearbeitung von Luft- und Raumfahrtteilen kann das Ablagern von Staubpartikeln aus der Luft auf die Granitbasis die Bewegungsbahn des Bearbeitungswerkzeugs verändern und somit die Bearbeitungsgenauigkeit der Teile beeinträchtigen. Daher muss der Arbeitsbereich durch den Einsatz von Luftreinigungsanlagen, wie z. B. HEPA-Filtern, die Staubpartikel aus der Luft filtern, und das Tragen von staubfreier Kleidung und Überschuhen durch die Mitarbeiter zur Minimierung der Staubbelastung gewährleistet werden. So wird eine optimale Betriebsumgebung für die Granitbasis und das Ultrapräzisions-Bewegungsmodul der Luftfederung sichergestellt.
Viertens, Vibrationsisolierung: reibungsloser Betrieb des "Stoßdämpfers"
Externe Vibrationen beeinträchtigen die Präzision des hochpräzisen Bewegungsmoduls der Luftfederung. Obwohl der Präzisionsgranitsockel über eine gewisse Vibrationsdämpfung verfügt, können starke Vibrationen seine Dämpfungsgrenze überschreiten. Die durch den Verkehr im Werksumfeld und den Betrieb großer Maschinen erzeugten Vibrationen werden über den Boden auf den Granitsockel übertragen und beeinträchtigen die Bewegungsgenauigkeit des hochpräzisen Bewegungsmoduls der Luftfederung. Bei High-End-Koordinatenmessgeräten (KMG) kann Vibration den Kontakt zwischen Messtaster und Werkstück instabil machen und somit zu Abweichungen der Messdaten führen. Um dieses Problem zu beheben, sind effektive Vibrationsdämpfungsmaßnahmen erforderlich, wie beispielsweise die Verlegung von Vibrationsdämpfungsmatten im Aufstellungsbereich der Anlage, der Bau eines Vibrationsdämpfungsfundaments oder der Einsatz eines aktiven Vibrationsdämpfungssystems. Dadurch wird eine ruhige und stabile Arbeitsumgebung für den Präzisionsgranitsockel und das hochpräzise Bewegungsmodul der Luftfederung geschaffen.
Nur wenn die Umweltanforderungen an Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Sauberkeit und Vibrationskontrolle vollständig erfüllt werden, kann die Granit-Präzisionsbasis des Ultrapräzisions-Bewegungsmoduls des Luftschwimmers ihre Leistungsvorteile voll ausschöpfen, eine zuverlässige Garantie für Ultrapräzisionsvorgänge in verschiedenen Bereichen bieten und der Industrie helfen, sich in Richtung eines höheren Präzisionsfertigungs- und Forschungsniveaus zu bewegen.
Veröffentlichungsdatum: 08.04.2025