In der Präzisionsfertigung, bei wissenschaftlichen Forschungstests und anderen Präzisionsanforderungen spielt die Präzisions-Luftschwimmplattform mit statischem Druck eine zentrale Rolle. Die Wahl des Plattformfundaments, wie die Grundsteinlegung für ein Gebäude, hängt direkt mit der Leistung der Plattform zusammen. Granit-Präzisionsfundamente und Mineralgussfundamente sind zwei beliebte Optionen, jede mit ihren eigenen Vorteilen. Im Folgenden finden Sie einen detaillierten Vergleich.
Stabilität: Unterschied zwischen natürlicher Kristallisation und künstlichem Komposit
Granit-Präzisionsbasis: Nach Millionen von Jahren geologischer Veränderungen sind Quarz, Feldspat und andere Mineralien im Inneren kristalldicht, die Struktur ist extrem dicht und gleichmäßig. Gegenüber äußeren Störungen, wie beispielsweise den durch den Betrieb der umgebenden Großgeräte verursachten Vibrationen, wirkt die Granitbasis wie ein solider Schutzschild. Sie kann diese effektiv blockieren und dämpfen und die Vibrationsamplitude der Präzisions-Luftplattform mit statischem Druck um mehr als 80 % reduzieren. Dies bietet eine solide und stabile Grundlage für die hochpräzisen Bewegungen der Plattform. In der Halbleiterchip-Fertigung stellt der Lithografieprozess hohe Anforderungen an die Stabilität der Plattform. Die Granitbasis gewährleistet den präzisen Betrieb der Chip-Lithografie-Anlage, unterstützt die präzise Gravur des Chipmusters und verbessert die Ausbeute der Chip-Fertigung erheblich.
Der Mineralgusssockel besteht aus Mineralpartikeln, die mit einem speziellen Bindemittel vermischt sind. Seine innere Struktur ist gleichmäßig und er verfügt über gewisse schwingungsdämpfende Eigenschaften. Bei allgemeinen Vibrationen bietet er eine relativ stabile Arbeitsumgebung für die Plattform. Bei starken und anhaltenden Vibrationen ist die Schwingungsdämpfung des Mineralgusssockels im Vergleich zu einem Granitsockel jedoch etwas unzureichend. Dies kann zu leichten Abweichungen der Plattformbewegung führen und die Präzision des Hochpräzisionsbetriebs beeinträchtigen.
Genauigkeitserhaltung: das Gleichgewicht zwischen natürlichen Vorteilen und künstlicher Kontrolle der geringen Ausdehnung
Granit ist für seinen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten bekannt, der in der Regel 5–7 × 10⁻⁶/℃ beträgt. In einer Umgebung mit schwankenden Temperaturen verändert sich die Größe der Granit-Präzisionsbasis kaum. In der Astronomie wird die Präzisions-Luftfederplattform zur Feineinstellung der Teleskoplinse mit der Granitbasis kombiniert. Selbst bei erheblichen Temperaturunterschieden zwischen Tag und Nacht kann so die Positionierungsgenauigkeit der Linse im Submikrometerbereich gehalten werden. Dies hilft Astronomen, die subtilen Veränderungen entfernter Himmelskörper zu erfassen.
Bei der Formulierung von Mineralgusswerkstoffen können die Wärmeausdehnungseigenschaften optimiert und kontrolliert werden. Durch Anpassung des Mineral- und Bindemittelanteils kann der Wärmeausdehnungskoeffizient dem von Granit nahe kommen oder diesen sogar übertreffen. Bei einigen temperaturempfindlichen, hochpräzisen Messgeräten kann die Mineralgussbasis bei Temperaturschwankungen ihre Größe stabil halten und so die Genauigkeit der Plattformbewegung gewährleisten. Die Mineralgussbasis wird jedoch durch Faktoren wie die Alterung des Bindemittels beeinflusst, sodass die langfristige Genauigkeitsstabilität weiter beobachtet werden muss.
Haltbarkeit: Eigenschaften von Naturstein mit hoher Härte und ermüdungsbeständigen Verbundwerkstoffen
Granit ist hochhart und erreicht eine Mohshärte von 6–7. Die Verschleißfestigkeit ist gut. Im Materialwissenschaftslabor wird häufig eine Präzisions-Luftschwimmplattform mit statischem Druck eingesetzt. Ihre Granitbasis widersteht im Vergleich zu herkömmlichen Basen langfristig Reibungsverlusten. Dadurch verlängert sich der Wartungszyklus der Plattform um mehr als 50 %, die Gerätewartungskosten werden gesenkt und die Kontinuität wissenschaftlicher Forschungsarbeiten sichergestellt. Granit ist jedoch relativ spröde und bricht bei versehentlichen Stößen leicht.
Der Mineralgusssockel verfügt über hervorragende Ermüdungseigenschaften, die Ermüdungsschäden wirksam widerstehen und die strukturelle Integrität während der langfristigen hochfrequenten Hin- und Herbewegung einer Präzisions-Luftdruckplattform bewahren. Gleichzeitig ist er beständig gegen allgemeine Chemikalien und in Umgebungen mit geringem Risiko chemischer Korrosion haltbarer als ein Granitsockel. In extremen Umgebungen wie hoher Luftfeuchtigkeit kann jedoch das Bindemittel im Mineralgusssockel beeinträchtigt werden, was seine Haltbarkeit verringert.
Herstellungskosten und Verarbeitungsschwierigkeiten: Herausforderungen bei Naturstein und Kunstgussschwellen
Der Abbau und Transport von Granitrohstoffen ist komplex, und die Verarbeitung erfordert sehr aufwendige Ausrüstung und Technologie. Aufgrund der hohen Härte und Sprödigkeit treten beim Schneiden, Schleifen, Polieren und anderen Prozessen leicht Probleme wie Kantenbrüche und Risse auf. Die Ausschussrate ist relativ hoch, was zu hohen Herstellungskosten führt.
Die Herstellung von Mineralgusssockeln erfordert eine spezielle Form und ein spezielles Verfahren. Die anfänglichen Kosten für die Formentwicklung sind hoch. Sobald die Form jedoch hergestellt ist, ist eine Massenproduktion möglich, und die Stückkosten können gesenkt werden. Der Verarbeitungsprozess ist im Vergleich zu Granit relativ einfach. Durch mechanische Bearbeitung können höhere Präzisionsanforderungen erfüllt werden. Das Material bietet ein kostengünstiges Potenzial für großflächige Anwendungen.
Veröffentlichungszeit: 10. April 2025