Das unermüdliche Streben nach Präzision im Nanometerbereich in der Halbleiterfertigung und der großflächigen optischen Inspektion stellt beispiellose Anforderungen an Bewegungssteuerungssysteme. Ingenieure stehen häufig vor einer entscheidenden Designwahl: die reibungslose Eleganz von Luftlagertischen oder die robuste, vibrationsdämpfende Zuverlässigkeit von mechanischen Tischen auf Granitbasis. Wir von der ZHHIMG Group sind überzeugt, dass die optimale Lösung oft an der Schnittstelle von Materialwissenschaft und Fluiddynamik liegt.
Die Kerndebatte: Luftgelagerte Tische vs. Granittische
Um den Unterschied zu verstehen, muss man sich die Kontaktmechanik ansehen. Traditionelle Granitbearbeitungstische verwenden oft hochpräzise mechanische Lager – wie Kreuzrollen- oder Kugelgleiter –, die direkt in einen Tisch integriert sind.GranitsockelDiese Systeme werden aufgrund ihrer hohen Belastbarkeit und außergewöhnlichen Steifigkeit geschätzt. Die natürlichen Dämpfungseigenschaften von Granit sorgen dafür, dass jegliche Restschwingungen des Motors oder der Umgebung schnell abgebaut werden, wodurch sie in der Schwerlastmesstechnik unverzichtbar sind.
Luftgelagerte Positioniertische bieten im Gegensatz dazu höchste Laufruhe. Indem sie den beweglichen Schlitten auf einem dünnen Film aus Druckluft – typischerweise nur wenige Mikrometer dick – lagern, vermeiden diese Tische jeglichen physischen Kontakt. Diese Reibungsfreiheit führt zu null Haftreibung und null Verschleiß und ermöglicht so die extrem konstante Geschwindigkeit, die für Scananwendungen erforderlich ist. Luftlager bieten zwar eine überlegene geometrische Genauigkeit, benötigen jedoch eine saubere, trockene Druckluftversorgung und reagieren im Allgemeinen empfindlicher auf exzentrische Belastungen als ihre mechanischen Pendants.
Analyse von optischen Tischtypen für Spezialanwendungen
Im Bereich der Optik sind spezielle Bewegungsprofile erforderlich, was zur Entwicklung verschiedener optischer Positioniertische geführt hat. Die Wahl des richtigen Typs hängt von den benötigten Freiheitsgraden und der Inspektionsumgebung ab.
Lineare optische Positioniertische sind wohl die gebräuchlichsten und nutzen entweder Gewindespindeln für hohe Kräfte oder Linearmotoren für hohe Beschleunigungen. Wenn über lange Verfahrwege eine Geradheit im Nanometerbereich erforderlich ist, werden luftgelagerte Lineartische oft mit Laserinterferometern zur Rückkopplung kombiniert.
Drehbare optische Tische sind für winkelabhängige Messungen, wie z. B. Goniometrie oder die Überprüfung der Zentrierung von Linsenelementen, unerlässlich. Drehbare Tische mit Luftlagerung sind hierbei besonders vorteilhaft, da sie einen nahezu spielfreien axialen und radialen Rundlauf aufweisen und somit die perfekte Ausrichtung der optischen Achse während der Rotation gewährleisten.
Mehrachsige Systeme wie XY- oder XYZ-Stapel werden häufig in der automatisierten Waferinspektion eingesetzt. Bei diesen Konfigurationen ist die Verwendung einer Granitbasis unerlässlich. Der Granit liefert die notwendige Masse und thermische Trägheit, um zu verhindern, dass die Bewegung einer Achse die Präzision einer anderen Achse beeinträchtigt.
Die Synergie von Granit und Luftlagern
Es ist ein weit verbreiteter Irrglaube, dass luftgelagerte Bühnen undGranitstufenSie schließen sich gegenseitig aus. Tatsächlich stellen die modernsten Bewegungssysteme eine Kombination aus beiden dar. Hochwertige Luftlagertische verwenden fast ausschließlich Granit als Führungsfläche. Der Grund dafür liegt in der Möglichkeit, Granit über große Flächen auf eine Ebenheit im Submikrometerbereich zu schleifen – eine Leistung, die mit Aluminium oder Stahl nur schwer zu erreichen ist.
Da Luftlager die Oberflächenunebenheiten der Führung ausgleichen, sorgt die extreme Ebenheit eines von ZHHIMG gefertigten Granitträgers dafür, dass der Luftfilm über den gesamten Verfahrweg gleichmäßig bleibt. Diese Synergie resultiert in Bewegungssystemen, die die Vorteile beider Welten vereinen: die reibungslose Bewegung von Luft und die hohe Stabilität von Granit.
Wartung und Umweltaspekte
Der Betrieb dieser Systeme erfordert strenge Umweltkontrollen. Mechanische Granit-Bohrtische sind relativ robust, benötigen jedoch regelmäßige Schmierung und Reinigung der Laufbahnen, um Ablagerungen zu vermeiden. Luftlagersysteme sind zwar wartungsfrei in Bezug auf die Schmierung, hängen aber von der Qualität der Druckluftversorgung ab. Jegliche Feuchtigkeit oder Öl in der Druckluftleitung kann zu Verstopfungen der Düsen führen, wodurch der Luftfilm beeinträchtigt und ein katastrophaler Oberflächenkontakt verursacht werden kann.
Darüber hinaus ist ein effektives Wärmemanagement unerlässlich. Beide Systeme profitieren von der hohen Wärmekapazität von Granit, der als Kühlkörper für Linearmotoren dient. Bei Anwendungen im Nanometerbereich kann jedoch bereits eine Temperaturschwankung von einem Grad Celsius eine erhebliche Ausdehnung verursachen. Professionelle Labore verwenden daher häufig spezielle Granitgehäuse, um ein stabiles Mikroklima um die Arbeitsfläche herum zu gewährleisten.
Fazit: Die richtige Grundlage für Ihre Innovation auswählen
Ob Ihre Anwendung die hohe Tragfähigkeit eines mechanischen Granittisches oder die extrem präzise Geschwindigkeitsregelung eines Luftlagersystems erfordert – das Fundament bleibt die wichtigste Komponente. Bei ZHHIMG liefern wir nicht nur Tische, sondern die geologische und mechanische Sicherheit, die Sie für Ihre anspruchsvollsten Projekte benötigen. Da die Halbleiter- und Optikindustrie immer engere Toleranzen anstrebt, stellt unser Engagement für Materialqualität und Präzisionstechnik sicher, dass Ihr Bewegungssteuerungssystem niemals zum limitierenden Faktor in Ihrer Forschung oder Produktion wird.
Veröffentlichungsdatum: 22. Januar 2026