Den ustanselige jakten på nanometerpresisjon i halvlederfabrikasjon og storskala optisk inspeksjon har stilt enestående krav til bevegelseskontrollsystemer. Ingeniører står ofte overfor et kritisk designvalg: den friksjonsfrie elegansen til luftlagretrinn eller den robuste, vibrasjonsdempende påliteligheten til granittbaserte mekaniske trinn. Hos ZHHIMG Group erkjenner vi at den optimale løsningen ofte ligger i skjæringspunktet mellom materialvitenskap og fluiddynamikk.
Kjernedebatten: Luftlagre vs. granittfaser
For å forstå forskjellen må man se på kontaktmekanismene. Tradisjonelle granittscener bruker ofte mekaniske lagre med høy presisjon – som kryssruller eller kulesklier – integrert direkte på engranittbaseDisse systemene er verdsatt for sin høye lastekapasitet og eksepsjonelle stivhet. Granittens naturlige dempningsegenskaper sikrer at eventuell gjenværende vibrasjon fra motoren eller miljøet raskt forsvinner, noe som gjør dem til et fast innslag i tungmetrologi.
I motsetning til dette representerer luftlagretrinn toppen av glatthet. Ved å støtte den bevegelige vognen på en tynn film av trykkluft – vanligvis bare noen få mikrometer tykk – eliminerer disse trinnene fysisk kontakt. Denne mangelen på friksjon betyr null stivhet og null slitasje, noe som gir den ekstremt konstante hastigheten som kreves i skanneapplikasjoner. Selv om luftlagre tilbyr overlegen geometrisk nøyaktighet, krever de en ren, tørr lufttilførsel og er generelt mer følsomme for eksentrisk belastning sammenlignet med sine mekaniske motparter.
Analysere typer optiske trinn for spesialiserte applikasjoner
Optikkfeltet krever spesialiserte bevegelsesprofiler, noe som fører til utvikling av ulike optiske trinn. Valg av riktig type avhenger av nødvendige frihetsgrader og inspeksjonsmiljøet.
Lineære optiske trinn er kanskje de vanligste, og bruker enten ledeskruer for høy kraft eller lineære motorer for høy akselerasjon. Når det kreves retthet på nanometernivå over lange vandringer, kobles luftbærende lineære trinn ofte sammen med laserinterferometre for tilbakemelding.
Roterende optiske trinn er viktige for vinkelavhengige målinger, som goniometri eller kontroll av sentreringen av linseelementer. Luftlagrede roterende trinn er spesielt fordelaktige her, ettersom de har nesten null aksial og radial utkast, noe som sikrer at den optiske aksen forblir perfekt justert under rotasjon.
Flerakssystemer, som XY- eller XYZ-stabler, brukes ofte i automatisert waferinspeksjon. I disse konfigurasjonene er valget av en granittbase ikke forhandlingsbart. Granitten gir den nødvendige massen og termiske tregheten for å forhindre at bevegelsen til én akse forvrenger presisjonen til en annen.
Synergien mellom granitt og luftlagre
Det er en vanlig misforståelse at luftlagrende stadier oggranitt scenerutelukker hverandre. Faktisk er de mest avanserte bevegelsessystemene en hybrid av de to. Avanserte luftlagretrinn bruker nesten utelukkende granitt som styreflate. Årsaken ligger i granittens evne til å bli overlappet til submikron flathet over store områder – en bragd som er vanskelig å oppnå med aluminium eller stål.
Fordi luftlagre «utjevner» overflateujevnhetene på føringen, gjør den ekstreme flatheten til en ZHHIMG-produsert granittbjelke at luftfilmen forblir konsistent gjennom hele bevegelsen. Denne synergien resulterer i bevegelsessystemer som gir det beste fra begge verdener: friksjonsfri bevegelse av luft og den bunnsolide stabiliteten til granitt.
Vedlikehold og miljøhensyn
Drift av disse systemene krever streng miljøkontroll. Mekaniske granitttrinn er relativt robuste, men krever periodisk smøring og rengjøring av lagerbanene for å forhindre opphopning av rusk. Luftlagersystemer er vedlikeholdsfrie når det gjelder smøring, men de er avhengige av kvaliteten på den pneumatiske tilførselen. Fuktighet eller olje i luftledningen kan føre til "tilstopping av åpningen", noe som kan kompromittere luftfilmen og forårsake katastrofal overflatekontakt.
Videre er termisk styring avgjørende. Begge systemene drar nytte av den høye termiske massen til granitt, som fungerer som kjøleribbe for lineære motorer. I nanometerskalaapplikasjoner kan imidlertid selv en svingning på én grad Celsius forårsake betydelig ekspansjon. Profesjonelle laboratorier bruker ofte spesialiserte granittinnkapslinger for å opprettholde et stabilt mikroklima rundt scenen.
Konklusjon: Velge riktig fundament for din innovasjon
Enten applikasjonen din krever den høye bæreevnen til en mekanisk granittplattform eller den ultrasmidige hastighetskontrollen til et luftlagersystem, er fundamentet fortsatt den viktigste komponenten. Hos ZHHIMG leverer vi ikke bare plattformer; vi gir den geologiske og mekaniske sikkerheten som kreves for dine mest ambisiøse prosjekter. Etter hvert som halvleder- og optikkindustrien beveger seg mot enda strengere toleranser, sikrer vår forpliktelse til materialkvalitet og presisjonsteknikk at bevegelseskontrollsystemet ditt aldri vil være den begrensende faktoren i forskningen eller produksjonen din.
Publisert: 22. januar 2026