Di bidang kontrol gerak ultra-presisi, kinerja modul gerak ultra-presisi pelampung udara sangat bergantung pada karakteristik alasnya. Alas presisi granit dan alas keramik, sebagai dua pilihan yang populer, masing-masing memiliki keunggulan unik. Perbedaan yang jelas terlihat pada stabilitas, akurasi, pemeliharaan, daya tahan, dan dimensi kunci lainnya.
Stabilitas: kekompakan alami versus presisi buatan
Granit terbentuk setelah waktu geologis yang panjang, struktur internalnya padat dan seragam, dengan mineral-mineral seperti kuarsa dan feldspar yang terjalin erat. Dalam menghadapi gangguan eksternal, seperti getaran yang disebabkan oleh pengoperasian peralatan besar di bengkel, dasar granit dapat secara efektif memblokir dan meredam getaran tersebut dengan struktur kristalnya yang kompleks. Hal ini dapat mengurangi amplitudo getaran modul gerak ultra-presisi yang ditransmisikan ke pelampung udara hingga lebih dari 80%, memberikan dasar operasi yang stabil bagi modul untuk memastikan pergerakannya yang mulus dalam proses pemrosesan atau deteksi presisi tinggi.
Basis keramik diproduksi melalui proses sintetis canggih, dan keseragaman struktur internalnya juga sangat baik. Struktur mikro beberapa material keramik berkinerja tinggi hampir sempurna, yang dapat membentuk efek peredam getaran yang efisien. Pada beberapa peralatan inspeksi optik yang sangat sensitif terhadap getaran, basis keramik dapat meredam gangguan getaran dalam rentang yang sangat kecil untuk memastikan pergerakan presisi tinggi modul gerak ultra-presisi pelampung udara. Namun, dalam merespons getaran skala besar dan intensitas tinggi, stabilitas keseluruhannya sedikit lebih rendah dibandingkan basis granit.
Retensi akurasi: keuntungan alami dari ekspansi rendah dan keajaiban buatan dari stabilitas suhu tinggi
Granit dikenal karena koefisien muai termalnya yang sangat rendah, umumnya pada 5-7 × 10⁻⁶/℃. Dalam lingkungan fluktuasi suhu, ukuran alas presisi granit sangat sedikit berubah. Misalnya, dalam bidang astronomi, modul gerak ultra-presisi untuk penyetelan halus lensa teleskop dipasangkan dengan alas granit. Bahkan di lingkungan dengan perbedaan suhu antara siang dan malam yang signifikan, modul ini dapat memastikan akurasi posisi lensa tetap terjaga pada tingkat sub-mikron, membantu para astronom menangkap perubahan halus benda-benda langit yang jauh.
Material keramik juga berkinerja baik dalam stabilitas suhu tinggi dan karakteristik ekspansi rendah, dan koefisien ekspansi termal beberapa keramik khusus bahkan dapat serendah mendekati nol. Di bawah kondisi suhu tinggi atau perubahan suhu yang cepat, dasar keramik dapat mempertahankan ukuran yang stabil untuk memastikan bahwa akurasi gerak modul gerak ultra-presisi dari pelampung udara tidak terpengaruh. Dalam proses litografi manufaktur chip semikonduktor, peralatan litografi perlu terus beroperasi di lingkungan presisi tinggi, dan dasar keramik dapat mempertahankan akurasi posisi modul di lingkungan panas tinggi yang dihasilkan oleh peralatan, memenuhi persyaratan ketat manufaktur chip untuk akurasi skala nano.
Daya tahan: Kekerasan bijih alami yang tinggi dan bahan sintetis yang tahan korosi
Kekerasan granit tinggi, dengan kekerasan Mohs mencapai 6-7, dan ketahanan aus yang baik. Di laboratorium ilmu material, modul gerak ultra-presisi pelampung udara yang sering digunakan. Basis granitnya dapat secara efektif menahan gesekan jangka panjang dari slider pelampung udara. Dibandingkan dengan basis material biasa, siklus perawatan modul dapat diperpanjang lebih dari 50%, sehingga sangat mengurangi biaya perawatan peralatan, dan menjamin kelangsungan penelitian ilmiah.
Material keramik tidak hanya memiliki kekerasan tinggi, tetapi juga ketahanan korosi yang sangat baik. Di beberapa lingkungan industri dengan risiko korosi kimia, seperti modul gerak ultra-presisi pada pelampung udara dalam peralatan pengujian produk kimia, alas keramik dapat menahan erosi gas atau cairan korosif, mempertahankan integritas permukaan dan sifat mekanisnya dalam jangka waktu yang lama, dan daya tahannya lebih baik daripada alas granit di lingkungan keras tertentu.
Biaya produksi dan kesulitan pemrosesan: tantangan penambangan dan pemrosesan batu alam dan ambang batas teknis sintesis buatan
Proses penambangan dan pengangkutan bahan baku granit sangat kompleks, dan pengolahannya membutuhkan peralatan dan teknologi yang sangat canggih. Karena tingkat kekerasan dan kerapuhannya yang tinggi, granit mudah mengalami masalah seperti keruntuhan tepi dan retakan selama proses pemotongan, penggilingan, pemolesan, dan proses lainnya. Tingkat keroposnya pun relatif tinggi, sehingga mengakibatkan tingginya biaya produksi.
Pembuatan basis keramik bergantung pada sintesis canggih dan teknologi pemesinan presisi, mulai dari persiapan bahan baku, pencetakan, hingga sintering, yang setiap tahapannya membutuhkan kontrol yang presisi. Investasi awal dalam pengembangan dan produksi basis keramik berkinerja tinggi sangat besar dan ambang batas teknisnya tinggi. Namun, setelah mencapai produksi skala besar, biayanya diharapkan dapat dikontrol secara efektif, dan memiliki potensi hemat biaya untuk aplikasi kelas atas.
Secara keseluruhan, alas presisi granit berkinerja baik dalam hal stabilitas keseluruhan dan daya tahan konvensional, sementara alas keramik memiliki keunggulan unik dalam hal kemampuan adaptasi terhadap suhu ekstrem dan ketahanan terhadap korosi. Pemilihan alas harus didasarkan pada skenario aplikasi spesifik, kondisi lingkungan, dan anggaran biaya modul gerak ultra-presisi pelampung udara.
Waktu posting: 08-Apr-2025