Innen ultrapresisjonsbevegelseskontroll er ytelsen til luftflytende ultrapresisjonsbevegelsesmoduler sterkt avhengig av egenskapene til basen. Granittpresisjonsbase og keramisk base er to høyprofilerte valg, og begge har unike fordeler. Det er åpenbare forskjeller når det gjelder stabilitet, nøyaktighet, vedlikehold, holdbarhet og andre viktige dimensjoner.
Stabilitet: naturlig kompakthet kontra kunstig presisjon
Granitt dannet etter lang geologisk tid, den indre strukturen er tett og ensartet, og mineraler som kvarts og feltspat er tett sammenvevd. I møte med ytre forstyrrelser, som vibrasjoner forårsaket av drift av stort utstyr i verkstedet, kan granittbasen effektivt blokkere og dempe med sin komplekse krystallstruktur, noe som kan redusere vibrasjonsamplituden til den ultrapresisjonsbevegelsesmodulen som overføres til luftflyteren med mer enn 80 %, noe som gir et stabilt driftsgrunnlag for modulen for å sikre at den beveger seg jevnt i prosessen med høypresisjonsbehandling eller deteksjon.
Den keramiske basen er produsert gjennom en avansert syntetisk prosess, og dens indre strukturelle ensartethet er også utmerket. Mikrostrukturen til noen høypresterende keramiske materialer er nesten perfekt, noe som kan danne en effektiv dempende effekt på vibrasjoner. I noe optisk inspeksjonsutstyr som er ekstremt følsomt for vibrasjoner, kan den keramiske basen undertrykke vibrasjonsforstyrrelser i et svært lite område for å sikre høypresisjonsbevegelse av luftflyterens ultrapresisjonsbevegelsesmodul, men som respons på storskala og høyintensitetsvibrasjoner er den generelle stabiliteten litt dårligere enn granittbasens.
Nøyaktighetsbevaring: den naturlige fordelen med lav ekspansjon og det kunstige vidunderet med høy temperaturstabilitet
Granitt er kjent for sin svært lave termiske utvidelseskoeffisient, vanligvis på 5–7 × 10⁻⁶/℃. I miljøer med temperaturvariasjoner endres størrelsen på granittens presisjonsbase svært lite. Innen astronomi er for eksempel ultrapresisjonsbevegelsesmodulen for finjustering av teleskoplinsen paret med granittbasen. Selv i miljøer der temperaturforskjellen mellom dag og natt er betydelig, kan den sikre at linsens posisjoneringsnøyaktighet opprettholdes på submikronnivå, noe som hjelper astronomer med å fange opp de subtile endringene i fjerne himmellegemer.
Keramiske materialer yter også godt i høy temperaturstabilitet og lave ekspansjonsegenskaper, og den termiske ekspansjonskoeffisienten til noen spesielle keramikkmaterialer kan til og med være så lav som nær null. Under forhold med høy temperatur eller raske temperaturendringer kan den keramiske basen opprettholde en stabil størrelse for å sikre at bevegelsesnøyaktigheten til den ultrapresisjonsbevegelsesmodulen til luftflyteren ikke påvirkes. I litografiprosessen for halvlederbrikkeproduksjon må litografiutstyret fortsette å operere i et høypresisjonsmiljø, og den keramiske basen kan opprettholde posisjoneringsnøyaktigheten til modulen i det høye varmemiljøet som genereres av utstyret, og oppfylle de strenge kravene til brikkeproduksjon for nanoskala-nøyaktighet.
Holdbarhet: Høy hardhet av naturlige malmer og korrosjonsbestandige syntetiske materialer
Granittens hardhet er høy, Mohs-hardheten kan nå 6-7, med god slitestyrke. I materialvitenskapslaboratoriet brukes ofte luftflyterens ultrapresisjonsbevegelsesmodul. Granittbasen kan effektivt motstå langtidsfriksjonen til luftflyterens glidebryter. Sammenlignet med vanlige materialbaser kan dette forlenge vedlikeholdssyklusen til modulen med mer enn 50 %, noe som reduserer kostnadene for vedlikehold av utstyr betraktelig og sikrer kontinuitet i det vitenskapelige forskningsarbeidet.
Keramiske materialer har ikke bare høy hardhet, men har også utmerket korrosjonsbestandighet. I noen industrielle miljøer der det er risiko for kjemisk korrosjon, for eksempel den ultrapresisjonsbevegelsesmodulen til luftflåten i testutstyr for kjemiske produkter, kan den keramiske basen motstå erosjon av etsende gasser eller væsker, opprettholde overflateintegritet og mekaniske egenskaper over lengre tid, og holdbarheten er bedre enn granittbasen i spesifikke tøffe miljøer.
Produksjonskostnader og prosesseringsvansker: utfordringene med gruvedrift og prosessering av naturstein og den tekniske terskelen for kunstig syntese
Gruvedrift og transport av granittråvarer er kompleks, og bearbeidingen krever svært avansert utstyr og teknologi. På grunn av den høye hardheten og sprøheten er det lett å få problemer som kantbrudd og sprekker under skjæring, sliping, polering og andre prosesser, og skrapraten er relativt høy, noe som resulterer i høye produksjonskostnader.
Produksjonen av keramiske baser er avhengig av avansert syntese- og presisjonsbearbeidingsteknologi. Fra råmaterialeforberedelse, støping til sintring, krever hvert trinn presis kontroll. De tidlige investeringene i utvikling og produksjon av høytytende keramiske baser er enorme, og den tekniske terskelen er høy. Men når storskalaproduksjon oppnås, forventes kostnadene å være effektivt kontrollerte, og det har et kostnadseffektivt potensial i avanserte applikasjoner.
Totalt sett yter presisjonsbaser i granitt godt når det gjelder generell stabilitet og konvensjonell holdbarhet, mens keramiske baser har unike fordeler når det gjelder tilpasningsevne til ekstreme temperaturer og holdbarhet i korrosjonsbestandighet. Valget av base bør baseres på det spesifikke bruksscenarioet, miljøforholdene og kostnadsbudsjettet til luftflytemodulen med ultrapresisjonsbevegelse.
Publisert: 08. april 2025