Pertama, keuntungan dari basis granit
Kekakuan tinggi dan deformasi termal rendah
Kepadatan granit tinggi (sekitar 2,6-2,8 g/cm³), dan modulus Young dapat mencapai 50-100 GPa, jauh melebihi material logam biasa. Kekakuan tinggi ini secara efektif dapat menghambat getaran eksternal dan deformasi beban, serta memastikan kerataan pemandu pelampung udara. Di sisi lain, koefisien muai linier granit sangat rendah (sekitar 5×10⁻⁶/℃), hanya 1/3 dari paduan aluminium, hampir tidak mengalami deformasi termal di lingkungan fluktuasi suhu, terutama cocok untuk laboratorium suhu konstan atau lingkungan industri dengan perbedaan suhu yang besar antara siang dan malam.
Performa redaman yang sangat baik
Struktur polikristalin granit membuatnya memiliki karakteristik redaman alami, dan waktu redaman getarannya 3-5 kali lebih cepat daripada baja. Dalam proses pemesinan presisi, granit dapat secara efektif menyerap getaran frekuensi tinggi seperti menghidupkan dan mematikan motor, pemotongan pahat, dan menghindari pengaruh resonansi pada akurasi posisi platform bergerak (nilai tipikal hingga ±0,1μm).
Stabilitas dimensi jangka panjang
Setelah ratusan juta tahun proses geologis membentuk granit, tegangan internalnya telah sepenuhnya terlepas, tidak seperti material logam akibat tegangan sisa akibat deformasi lambat. Data eksperimen menunjukkan bahwa perubahan ukuran dasar granit kurang dari 1 μm/m selama periode 10 tahun, yang secara signifikan lebih baik daripada struktur besi cor atau baja las.
Tahan korosi dan bebas perawatan
Granit memiliki toleransi yang kuat terhadap asam dan alkali, minyak, kelembapan, dan faktor lingkungan lainnya, sehingga tidak perlu melapisi lapisan antikarat sesering lapisan dasar logam. Setelah digiling dan dipoles, kekasaran permukaannya dapat mencapai Ra 0,2μm atau kurang, yang dapat langsung digunakan sebagai permukaan bantalan rel pemandu pelampung udara untuk mengurangi kesalahan perakitan.
Kedua, keterbatasan basis granit
Kesulitan pemrosesan dan masalah biaya
Granit memiliki kekerasan Mohs 6-7, sehingga membutuhkan penggunaan alat berlian untuk penggilingan presisi. Efisiensi pemrosesannya hanya 1/5 dari material logam. Struktur kompleks alur dovetail, lubang ulir, dan fitur lainnya membutuhkan biaya pemrosesan yang tinggi, dan siklus pemrosesannya panjang (misalnya, pemrosesan platform 2m×1m membutuhkan lebih dari 200 jam), sehingga biaya keseluruhannya 30%-50% lebih tinggi daripada platform paduan aluminium.
Risiko patah tulang rapuh
Meskipun kuat tekannya dapat mencapai 200-300 MPa, kekuatan tarik granit hanya 1/10-nya. Fraktur getas mudah terjadi di bawah beban impak ekstrem, dan kerusakannya sulit diperbaiki. Penting untuk menghindari konsentrasi tegangan melalui desain struktural, seperti penggunaan transisi sudut membulat, penambahan jumlah titik tumpu, dll.
Berat membawa keterbatasan sistem
Kepadatan granit 2,5 kali lipat kepadatan paduan aluminium, sehingga mengakibatkan peningkatan bobot keseluruhan platform secara substansial. Hal ini meningkatkan persyaratan daya dukung struktur pendukung, dan kinerja dinamisnya dapat terpengaruh oleh masalah inersia dalam skenario yang membutuhkan pergerakan berkecepatan tinggi (seperti meja wafer litografi).
Anisotropi material
Distribusi partikel mineral granit alam bersifat terarah, dan kekerasan serta koefisien ekspansi termal pada berbagai posisi sedikit berbeda (sekitar ±5%). Hal ini dapat menimbulkan kesalahan yang tidak dapat diabaikan untuk platform ultra-presisi (seperti pemosisian skala nano), yang perlu ditingkatkan melalui pemilihan material yang ketat dan perlakuan homogenisasi (seperti kalsinasi suhu tinggi).
Sebagai komponen inti peralatan industri presisi tinggi, platform apung udara bertekanan statis presisi banyak digunakan dalam manufaktur semikonduktor, pemrosesan optik, pengukuran presisi, dan bidang lainnya. Pemilihan material dasar secara langsung memengaruhi stabilitas, akurasi, dan masa pakai platform. Granit (granit alam), dengan sifat fisiknya yang unik, telah menjadi material populer untuk alas platform semacam itu dalam beberapa tahun terakhir.
Waktu posting: 09-Apr-2025