Nella produzione di precisione, nei test di ricerca scientifica e in altri requisiti di precisione del settore, le piattaforme galleggianti ad aria compressa di precisione svolgono un ruolo fondamentale. La scelta della base della piattaforma, come la posa della prima pietra per un edificio, è direttamente correlata alle prestazioni della piattaforma stessa. Le basi di precisione in granito e le basi in fusione minerale sono due scelte comuni, ognuna con i suoi vantaggi. Di seguito troverete un confronto dettagliato.
Stabilità: differenza tra cristallizzazione naturale e composito artificiale
Basamento di precisione in granito: milioni di anni di cambiamenti geologici, cristalli interni di quarzo, feldspato e altri minerali, estremamente compatti, conferiscono alla struttura una densità e un'uniformità eccezionali. A fronte di interferenze esterne, come le vibrazioni generate dal funzionamento delle grandi apparecchiature circostanti, il basamento in granito agisce come uno scudo solido, in grado di bloccare e attenuare efficacemente le vibrazioni della piattaforma di galleggiamento ad aria compressa di precisione di oltre l'80%, fornendo una base solida e stabile per il movimento ad alta precisione della piattaforma. Nell'officina di produzione di chip semiconduttori, il processo di litografia impone elevati requisiti di stabilità per la piattaforma, e il basamento in granito garantisce il funzionamento preciso dell'apparecchiatura di litografia, favorisce l'incisione precisa del modello del chip e migliora significativamente la resa della produzione di chip.
La base in fusione minerale è composta da particelle minerali miscelate con uno speciale legante. La sua struttura interna è uniforme e presenta specifiche caratteristiche di smorzamento delle vibrazioni. In presenza di vibrazioni generiche, può fornire un ambiente di lavoro relativamente stabile per la piattaforma. Tuttavia, a fronte di vibrazioni continue e di elevata intensità, la capacità di attenuazione delle vibrazioni della base in fusione minerale è leggermente insufficiente rispetto a quella della base in granito, il che può causare lievi deviazioni nel movimento della piattaforma e compromettere la precisione del funzionamento ad altissima precisione.
Mantenimento della precisione: equilibrio tra vantaggi naturali e controllo artificiale della bassa espansione
Il granito è noto per il suo bassissimo coefficiente di dilatazione termica, generalmente pari a 5-7 ×10⁻⁶/℃. In un ambiente con temperature variabili, le dimensioni della base di precisione in granito variano molto poco. In astronomia, la piattaforma galleggiante ad aria a pressione statica di precisione per la regolazione fine dell'obiettivo del telescopio è abbinata alla base in granito; anche in caso di significative differenze di temperatura tra il giorno e la notte, ciò garantisce che la precisione di posizionamento dell'obiettivo sia mantenuta a livello submicronico, aiutando gli astronomi a catturare i sottili cambiamenti dei corpi celesti distanti.
Nella progettazione della formulazione dei materiali per colata minerale, le caratteristiche di dilatazione termica possono essere ottimizzate e controllate, e il coefficiente di dilatazione termica può essere prossimo o addirittura migliore di quello del granito regolando la proporzione di minerali e leganti. In alcune apparecchiature di misurazione ad alta precisione e sensibili alla temperatura, la base della colata minerale può mantenere dimensioni stabili al variare della temperatura, garantendo la precisione del movimento della piattaforma. Tuttavia, la base della colata minerale è influenzata da fattori come l'invecchiamento del legante, e la stabilità della precisione a lungo termine deve essere ulteriormente monitorata.
Durata: Caratteristiche della pietra naturale ad alta durezza e dei materiali compositi resistenti alla fatica
Il granito ha un'elevata durezza, con una durezza Mohs che può raggiungere 6-7, e una buona resistenza all'usura. Nei laboratori di scienza dei materiali, la piattaforma galleggiante ad aria a pressione statica di precisione, frequentemente utilizzata, con base in granito, può resistere efficacemente alla perdita di carico a lungo termine rispetto a una base tradizionale, prolungando il ciclo di manutenzione della piattaforma di oltre il 50%, riducendo i costi di manutenzione delle apparecchiature e garantendo la continuità della ricerca scientifica. Tuttavia, il granito è relativamente fragile e si rompe facilmente in caso di impatto accidentale.
La base in fusione minerale presenta eccellenti caratteristiche anti-fatica, che le consentono di resistere efficacemente ai danni da fatica e di mantenere l'integrità strutturale durante il movimento alternato ad alta frequenza a lungo termine della piattaforma galleggiante ad aria statica di precisione. Allo stesso tempo, presenta una certa resistenza agli agenti chimici generici e, in ambienti con un leggero rischio di corrosione chimica, è più durevole della base in granito. Tuttavia, in ambienti estremi come l'elevata umidità, il legante della base in fusione minerale può essere compromesso, riducendone la durata.
Costi di produzione e difficoltà di lavorazione: sfide della pietra naturale e soglie di fusione artificiale
L'estrazione e il trasporto delle materie prime di granito sono complessi e la lavorazione richiede attrezzature e tecnologie all'avanguardia. A causa della sua elevata durezza e fragilità, è facile che si verifichino problemi come il cedimento dei bordi e la formazione di crepe durante il taglio, la molatura, la lucidatura e altri processi, e il tasso di scarto è relativamente elevato, con conseguenti elevati costi di produzione.
La produzione di basi per colata minerale richiede uno stampo e un processo specifici, e il costo iniziale di sviluppo dello stampo è elevato, ma una volta realizzato lo stampo, è possibile ottenere una produzione in serie e ridurre il costo unitario. Il suo processo di lavorazione è relativamente semplice rispetto al granito, e può raggiungere requisiti di precisione più elevati con processi di lavorazione meccanica, con un potenziale di economicità in scenari applicativi su larga scala.
Data di pubblicazione: 10-04-2025