Schwachpunkt der Branche
Mikroskopische Oberflächendefekte beeinträchtigen die Installationsgenauigkeit optischer Komponenten
Obwohl Granit hart ist, können sich während der Bearbeitung mikroskopische Risse, Sandlöcher und andere Defekte auf seiner Oberfläche bilden. Diese kleinen Defekte sind mit bloßem Auge nicht erkennbar, können aber die Installation optischer Komponenten erheblich beeinträchtigen. Wird beispielsweise eine hochpräzise optische Linse auf einer Granitplattform mit mikroskopischen Defekten installiert, kann die optimale Passung zwischen Linse und Plattform nicht erreicht werden. Dies führt zu einem Versatz des optischen Zentrums der Linse, was die Genauigkeit des optischen Pfads der gesamten optischen Detektionsausrüstung beeinträchtigt und letztendlich die Detektionsgenauigkeit verringert.
Die Freisetzung innerer Spannungen im Material führt zu einer Verformung der Plattform
Obwohl Granit einer langen natürlichen Alterung unterliegt, verändern sich die inneren Spannungen während des Abbaus und der Verarbeitung. Mit der Zeit lösen sich diese Spannungen allmählich auf, was zu Verformungen der Granitplattform führen kann. Bei optischen Prüfgeräten mit hohen Präzisionsanforderungen können selbst kleinste Verformungen zu Abweichungen im optischen Detektionspfad führen. Beispielsweise führt bei Präzisions-Detektionsinstrumenten wie Laserinterferometern eine geringe Verformung der Plattform zu einer Verschiebung des Interferenzstreifens, was zu fehlerhaften Messergebnissen führt und die Zuverlässigkeit der Detektionsdaten erheblich beeinträchtigt.
Es ist schwierig, den Wärmeausdehnungskoeffizienten des optischen Elements anzupassen
Optische Prüfgeräte arbeiten üblicherweise in Umgebungen mit unterschiedlichen Temperaturen. Dabei stellt der Unterschied zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten von Granit und optischen Komponenten eine große Herausforderung dar. Ändert sich die Umgebungstemperatur, kommt es aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zu unterschiedlichen Ausdehnungsgraden. Dies kann zu relativen Verschiebungen oder Spannungen zwischen dem optischen Element und der Granitplattform führen und so die Ausrichtungsgenauigkeit und Stabilität des optischen Systems beeinträchtigen. Beispielsweise unterscheidet sich der Kontraktionsgrad von Granit in einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen von dem von optischem Glas, was zum Lösen optischer Komponenten und zur Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit von Prüfgeräten führen kann.
Lösung
Hochpräziser Oberflächenbehandlungsprozess
Mithilfe modernster Schleif- und Poliertechnologie wird die Granitoberfläche hochpräzise bearbeitet. Durch verschiedene Feinschleifprozesse mit hochpräzisen CNC-Maschinen werden mikroskopische Oberflächendefekte effektiv beseitigt, sodass die Granitoberfläche bis in den Nanometerbereich eben bleibt. Gleichzeitig werden modernste Technologien wie das Ionenstrahlpolieren eingesetzt, um die Oberflächenqualität weiter zu optimieren, die präzise Montage optischer Komponenten zu gewährleisten, die durch Oberflächendefekte verursachte optische Wegabweichung zu minimieren und die Gesamtgenauigkeit optischer Prüfgeräte zu verbessern.
Stressabbau und Langzeitüberwachungsmechanismus
Vor der Granitbearbeitung wird eine intensive thermische und Vibrationsalterung durchgeführt, um den Abbau innerer Spannungen zu maximieren. Nach Abschluss der Bearbeitung wird mithilfe fortschrittlicher Spannungserkennungstechnologie eine umfassende Spannungsüberwachung der Plattform durchgeführt. Gleichzeitig werden langfristige Wartungsdateien für die Anlage erstellt und Verformungen der Granitplattform regelmäßig erfasst. Sobald eine leichte Verformung durch Spannungsabbau erkannt wird, wird sie rechtzeitig durch einen Präzisionsjustierungsprozess korrigiert, um die Stabilität der Plattform im Langzeiteinsatz zu gewährleisten und eine zuverlässige Grundlage für die optische Prüfeinrichtung zu schaffen.
Optimierung des Wärmemanagements und der Materialanpassung
Angesichts der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wurde ein neues Wärmemanagementsystem entwickelt, um die Temperatur im optischen Detektionsgerät durch präzise Steuerung in einem relativ stabilen Bereich zu halten und die temperaturbedingte Materialausdehnung zu reduzieren. Bei der Materialauswahl wurde zudem darauf geachtet, dass die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Granit und optischen Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Es wurden Granitsorten mit ähnlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgewählt und die optischen Komponenten entsprechend optimiert. Zusätzlich können Zwischenpuffermaterialien oder flexible Verbindungsstrukturen eingesetzt werden, um die durch die unterschiedliche Wärmeausdehnung entstehende Spannung zu reduzieren. So wird sichergestellt, dass das optische System in unterschiedlichen Temperaturumgebungen stabil funktioniert und die Umgebungsanpassungsfähigkeit sowie die Detektionsgenauigkeit des Detektionsgeräts verbessert wird.
Veröffentlichungszeit: 24. März 2025