I høypresisjonsprosesseringsscenarier for pikosekundnivålasermarkeringsmaskiner, er basen, som den viktigste støttekomponenten i utstyret, og materialvalget bestemmer direkte stabiliteten til prosesseringsnøyaktigheten. Granitt og støpejern er to vanlige materialer for baseproduksjon. Denne artikkelen vil gjennomføre en sammenligning ut fra aspekter som fysiske egenskaper, prinsippet om presisjonsdemping og praktiske anvendelsesdata, og gi et vitenskapelig grunnlag for oppgradering av utstyr.
I. Forskjeller i materialegenskaper: Den underliggende logikken bak presisjonsytelse
Granitt er en naturlig magmatisk bergart, dannet ved tett krystallisering av mineraler som kvarts og feltspat inni. Den kjennetegnes av en tett struktur og høy hardhet. Tettheten er vanligvis mellom 2,7 og 3,1 g/cm³, og den termiske utvidelseskoeffisienten er ekstremt lav, omtrent (4-8) × 10⁻⁶/℃, noe som effektivt kan motstå påvirkningen av temperaturendringer på utstyrets nøyaktighet. I tillegg gir granittens unike mikrostruktur den utmerket dempningsevne, slik at den raskt kan absorbere ekstern vibrasjonsenergi og redusere vibrasjonsforstyrrelser på prosesseringsnøyaktigheten.
Støpejern, som et tradisjonelt industrimateriale, har en tetthet på omtrent 7,86 g/cm³, relativt høy trykkfasthet, men er varmt
Ekspansjonstallet (omtrent 12×10⁻⁶/℃) er 1,5–3 ganger høyere enn for granitt. Dessuten finnes det flakgrafittstrukturer inne i støpejern. Ved langvarig bruk kan disse strukturene føre til spenningskonsentrasjon, noe som påvirker materialets stabilitet og dermed reduserer presisjonen.
Ii. Presisjonsdempningsmekanisme i pikosekundnivåmaskinering
Pikosekundnivålaserprosessering har ekstremt høye krav til miljøstabilitet. Enhver liten deformasjon av basismaterialet vil forstørres i prosesseringsresultatet. Temperatursvingninger, vibrasjoner generert av utstyrets drift, utmatting under langvarig belastning, osv., er alle viktige faktorer som fører til redusert nøyaktighet.
Når temperaturen endres, endres størrelsen på granitten noe på grunn av den lave termiske utvidelseskoeffisienten. Den relativt store termiske utvidelseskoeffisienten til støpejern vil føre til at basen deformeres som er vanskelig å oppdage med det blotte øye. Denne deformasjonen vil direkte påvirke stabiliteten til laserens optiske bane og føre til at markeringsposisjonen forskyves. Når det gjelder vibrasjon, kan granittens høye dempningsegenskap dempe 100 Hz vibrasjon innen 0,12 sekunder, mens støpejern krever 0,9 sekunder. Under høyfrekvente vibrasjonsforhold er prosesseringsnøyaktigheten til utstyr med støpejernsbaser mer utsatt for svingninger.
III. Sammenligning av presisjonsdempingdata
I følge tester utført av profesjonelle institusjoner, er dempningen av XY-aksens posisjoneringsnøyaktighet for utstyret med granittbase innenfor ±0,5 μm under kontinuerlig 8-timers pikosekunder lasermarkeringsoperasjon. Presisjonsdempningen for utstyret med støpejernsbase når ±3 μm, med en betydelig forskjell. I et simulert miljø med en temperaturendring på 5 ℃ er den termiske deformasjonsfeilen for utstyret med granittbase bare +0,8 μm, mens den for utstyret med støpejernsbase er så høy som +12 μm.
Videre, fra et langvarig bruksperspektiv, er feilvurderingsraten for granittbaser bare 0,03 %, mens feilvurderingsraten for støpejernsbaser er så høy som 0,5 % på grunn av problemer med strukturell stabilitet. Disse dataene viser fullt ut at stabilitetsfordelen med granittbasen er betydelig under de høye presisjonskravene til pikosekundnivåprosessering.
Iv. Oppgraderingsforslag og praktiske anvendelser
For bedrifter som streber etter optimal prosesseringsnøyaktighet, er oppgradering av støpejernsbasen til granittbasen en effektiv måte å forbedre utstyrets ytelse på. Under oppgraderingsprosessen bør man være oppmerksom på granittbasens prosesseringsnøyaktighet for å sikre at overflatens flathet oppfyller designkravene. Samtidig kan utstyrets antivibrasjonsytelse optimaliseres ytterligere i kombinasjon med tilleggsutstyr som vibrasjonsisolasjonssystem for luftflotasjon.
For tiden har lasermerkingsmaskiner med granittbaser blitt bredt tatt i bruk i bransjer som produksjon av halvlederbrikker og presisjonsbehandling av optiske komponenter, noe som effektivt forbedrer produktutbyttet og produksjonseffektiviteten. For eksempel, etter at en viss produsent av optiske komponenter oppgraderte utstyret på støpejernsbasis, økte produktets presisjonskvalifiseringsgrad fra 82 % til 97 %, og produksjonseffektiviteten ble betydelig forbedret.
Avslutningsvis har granitt, med sin enestående termiske stabilitet, høye dempningsevne og langvarige presisjonsretensjonsevne, blitt et ideelt valg over støpejern i den grunnleggende oppgraderingen av pikosekundnivålasermarkeringsmaskiner. Bedrifter kan med rimelighet velge basismaterialer basert på sine egne prosesseringskrav og budsjetter for å oppnå en omfattende oppgradering av utstyrets ytelse.
Publiseringstid: 19. mai 2025