Στην κατασκευή μιας πλωτής πλατφόρμας ακριβείας με στατική πίεση αέρα, η επιλογή της βάσης παίζει καθοριστικό ρόλο στη συνολική απόδοση της πλατφόρμας. Η βάση ακριβείας από γρανίτη και η βάση από χυτοσίδηρο έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά και υπάρχουν προφανείς διαφορές σε βασικές διαστάσεις όπως η σταθερότητα, η ακρίβεια συντήρησης, η ανθεκτικότητα και το κόστος.
Πρώτον, σταθερότητα: φυσική πυκνότητα και μεταλλική δομή
Μετά από εκατομμύρια χρόνια γεωλογικών αλλαγών, ο γρανίτης συνδυάζεται στενά με χαλαζία, άστριο και άλλα ορυκτά για να σχηματίσει μια πολύ πυκνή και ομοιόμορφη δομή. Ενόψει εξωτερικών παρεμβολών, όπως οι ισχυροί κραδασμοί που παράγονται από τη λειτουργία μεγάλου εξοπλισμού στο εργαστήριο του εργοστασίου, η βάση γρανίτη μπορεί να μπλοκάρει και να εξασθενήσει αποτελεσματικά βασιζόμενη στην πολύπλοκη κρυσταλλική δομή της, η οποία μπορεί να μειώσει το πλάτος των κραδασμών της πλωτής πλατφόρμας ακριβείας στατικής πίεσης αέρα κατά περισσότερο από 80%, παρέχοντας έναν ακρογωνιαίο λίθο σταθερής λειτουργίας για την πλατφόρμα, εξασφαλίζοντας ομαλή κίνηση κατά την επεξεργασία ή την ανίχνευση υψηλής ακρίβειας. Για παράδειγμα, στη διαδικασία φωτολιθογραφίας της κατασκευής ηλεκτρονικών τσιπ, ο ακριβής χαρακτηρισμός των μοτίβων τσιπ είναι εγγυημένος.
Η βάση από χυτοσίδηρο είναι χυτευμένη από κράμα σιδήρου-άνθρακα και ο εσωτερικός γραφίτης κατανέμεται σε φύλλα ή σφαίρες. Παρόλο που έχει μια ορισμένη ικανότητα απόσβεσης κραδασμών, η δομική της ομοιομορφία δεν είναι καλή σε σύγκριση με τον γρανίτη. Όταν αντιμετωπίζει υψηλή ένταση και συνεχείς κραδασμούς, είναι δύσκολο για τη βάση από χυτοσίδηρο να μειώσει την παρεμβολή κραδασμών στο ίδιο χαμηλό επίπεδο με τη βάση από γρανίτη, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε μικρές αποκλίσεις στην κίνηση της πλωτής πλατφόρμας ακριβείας στατικής πίεσης αέρα, επηρεάζοντας την απόδοση ακριβείας της πλατφόρμας σε εξαιρετικά ακριβείς λειτουργίες.
Δεύτερον, διατήρηση ακρίβειας: τα φυσικά πλεονεκτήματα της χαμηλής διαστολής και η πρόκληση της θερμικής αλλαγής μετάλλου
Ο γρανίτης είναι γνωστός για τον πολύ χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής του, συνήθως στα 5-7 ×10⁻⁶/℃. Σε περιβάλλον διακυμάνσεων θερμοκρασίας, το μέγεθος της βάσης ακριβείας από γρανίτη αλλάζει ελάχιστα. Στον τομέα της αστρονομίας, η πλατφόρμα ακριβείας υδροστατικού πλωτήρα αέρα για τη λεπτή ρύθμιση του φακού του τηλεσκοπίου συνδυάζεται με τη βάση από γρανίτη. Ακόμα κι αν η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύχτας είναι σημαντική, μπορεί να διασφαλίσει ότι η ακρίβεια τοποθέτησης του φακού διατηρείται σε επίπεδο υπομικρών, βοηθώντας τους αστρονόμους να καταγράψουν τη λεπτή δυναμική των μακρινών ουράνιων σωμάτων.
Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του χυτοσιδήρου είναι σχετικά υψηλός, γενικά 10-20 × 10⁻⁶/℃. Όταν αλλάζει η θερμοκρασία, το μέγεθος της βάσης του χυτοσιδήρου αλλάζει προφανώς, γεγονός που είναι εύκολο να προκαλέσει θερμική παραμόρφωση της πλωτής πλατφόρμας ακριβείας με στατική πίεση αέρα, με αποτέλεσμα τη μείωση της ακρίβειας κίνησης της πλατφόρμας. Κατά τη διαδικασία λείανσης οπτικών φακών ευαίσθητων στη θερμοκρασία, η παραμόρφωση της βάσης του χυτοσιδήρου υπό την επίδραση της θερμοκρασίας μπορεί να προκαλέσει απόκλιση της ακρίβειας λείανσης του φακού πέρα από το επιτρεπόμενο εύρος και να επηρεάσει την ποιότητα του φακού.
Τρίτον, ανθεκτικότητα: υψηλή σκληρότητα φυσικής πέτρας και κόπωση μετάλλου
Η σκληρότητα του γρανίτη είναι υψηλή, η σκληρότητα Mohs μπορεί να φτάσει το 6-7, καλή αντοχή στη φθορά. Στο εργαστήριο επιστήμης υλικών, η συχνά χρησιμοποιούμενη πλατφόρμα ακριβείας με στατική πίεση αέρα, η βάση από γρανίτη μπορεί να αντισταθεί αποτελεσματικά στην μακροχρόνια απώλεια τριβής, σε σύγκριση με τη συνηθισμένη βάση, μπορεί να παρατείνει τον κύκλο συντήρησης της πλατφόρμας κατά περισσότερο από 50%, να μειώσει το κόστος συντήρησης του εξοπλισμού και να διασφαλίσει τη συνέχεια του επιστημονικού ερευνητικού έργου. Ωστόσο, το υλικό από γρανίτη είναι σχετικά εύθραυστο και υπάρχει κίνδυνος ρήξης σε περίπτωση τυχαίας πρόσκρουσης.
Η βάση από χυτοσίδηρο έχει μια ορισμένη ανθεκτικότητα και δεν είναι εύκολο να σπάσει όταν φέρει μια ορισμένη δύναμη κρούσης. Ωστόσο, κατά τη διαδικασία της παλινδρομικής κίνησης υψηλής συχνότητας της πλωτής πλατφόρμας ακριβείας με στατική πίεση αέρα για μεγάλο χρονικό διάστημα, ο χυτοσίδηρος είναι επιρρεπής σε ζημιές από κόπωση, με αποτέλεσμα αλλαγές στην εσωτερική δομή, που επηρεάζουν την ακρίβεια κίνησης και τη σταθερότητα της πλατφόρμας. Ταυτόχρονα, ο χυτοσίδηρος είναι επιρρεπής σε σκουριά και διάβρωση σε υγρά περιβάλλοντα, μειώνοντας την ανθεκτικότητά του, ενώ αντίθετα, η βάση από γρανίτη έχει καλύτερη αντοχή στη διάβρωση.
Τέταρτον, κόστος κατασκευής και δυσκολία επεξεργασίας: προκλήσεις εξόρυξης και επεξεργασίας φυσικών πετρωμάτων και κατώφλι διαδικασίας χύτευσης μετάλλων
Η εξόρυξη και η μεταφορά πρώτων υλών γρανίτη είναι πολύπλοκες και η επεξεργασία απαιτεί πολύ υψηλό εξοπλισμό και τεχνολογία. Λόγω της υψηλής σκληρότητας και ευθραυστότητας, η κοπή, η λείανση, η στίλβωση και άλλες διαδικασίες είναι επιρρεπείς σε κατάρρευση, ρωγμές, υψηλό ποσοστό απόρριψης, με αποτέλεσμα υψηλό κόστος παραγωγής.
Η βάση από χυτοσίδηρο κατασκευάζεται με ώριμη διαδικασία χύτευσης, ευρεία πηγή πρώτων υλών και σχετικά χαμηλό κόστος. Μέσω του καλουπιού μπορεί να επιτευχθεί μαζική παραγωγή, υψηλή παραγωγική απόδοση. Ωστόσο, για να επιτευχθεί η ίδια υψηλή ακρίβεια και σταθερότητα με τη βάση από γρανίτη, η διαδικασία χύτευσης και οι απαιτήσεις μετεπεξεργασίας είναι εξαιρετικά αυστηρές, απαιτώντας κατεργασία ακριβείας και επεξεργασία γήρανσης κ.λπ., και το κόστος θα αυξηθεί επίσης σημαντικά.
Συνοπτικά, η βάση ακριβείας από γρανίτη έχει σημαντικά πλεονεκτήματα στα σενάρια εφαρμογής της πλατφόρμας ακριβείας με στατική πίεση αέρα που απαιτεί υψηλή ακρίβεια, σταθερότητα και αντοχή στη φθορά. Η βάση από χυτοσίδηρο έχει ορισμένα πλεονεκτήματα στο κόστος και την ανθεκτικότητα και είναι κατάλληλη για περιπτώσεις όπου οι απαιτήσεις ακρίβειας είναι σχετικά χαμηλές, η επιδίωξη της οικονομικής αποδοτικότητας και το περιβάλλον κραδασμών και θερμοκρασίας είναι σχετικά σταθερά.
Ώρα δημοσίευσης: 09 Απριλίου 2025