Dalam konstruksi platform apung udara bertekanan statis presisi, pemilihan alas memainkan peran penting dalam kinerja platform secara keseluruhan. Alas presisi granit dan alas besi cor memiliki karakteristik masing-masing, dan terdapat perbedaan yang jelas dalam dimensi-dimensi utama seperti stabilitas, perawatan akurasi, daya tahan, dan biaya.
Pertama, stabilitas: struktur logam padat alami
Setelah jutaan tahun mengalami perubahan geologis, granit berpadu erat dengan kuarsa, feldspar, dan mineral lainnya untuk membentuk struktur yang sangat padat dan seragam. Dalam menghadapi gangguan eksternal, seperti getaran kuat yang dihasilkan oleh pengoperasian peralatan besar di bengkel pabrik, dasar granit dapat secara efektif memblokir dan meredamnya dengan mengandalkan struktur kristalnya yang kompleks. Hal ini dapat mengurangi amplitudo getaran platform apung udara bertekanan statis presisi hingga lebih dari 80%, menyediakan landasan operasi yang stabil bagi platform untuk memastikan pergerakan yang mulus selama pemrosesan atau deteksi presisi tinggi. Misalnya, dalam proses fotolitografi manufaktur chip elektronik, karakterisasi pola chip yang presisi terjamin.
Basis besi cor terbuat dari paduan besi-karbon, dan grafit internalnya terdistribusi dalam bentuk lembaran atau bola. Meskipun memiliki kemampuan meredam getaran tertentu, keseragaman strukturalnya kurang baik dibandingkan dengan granit. Saat menghadapi getaran intensitas tinggi dan kontinu, basis besi cor sulit untuk mengurangi gangguan getaran ke tingkat rendah yang sama dengan basis granit. Hal ini dapat menyebabkan sedikit deviasi pada pergerakan platform apung udara bertekanan statis presisi, yang memengaruhi kinerja presisi platform dalam operasi ultra-presisi.
Kedua, retensi akurasi: keuntungan alami dari ekspansi rendah dan tantangan perubahan termal logam
Granit dikenal karena koefisien muai termalnya yang sangat rendah, biasanya pada 5-7 × 10⁻⁶/℃. Dalam lingkungan fluktuasi suhu, ukuran alas presisi granit sangat sedikit berubah. Dalam bidang astronomi, platform pelampung udara hidrostatik presisi untuk penyetelan halus lensa teleskop dipasangkan dengan alas granit. Meskipun perbedaan suhu antara siang dan malam signifikan, platform ini dapat memastikan akurasi posisi lensa tetap terjaga pada tingkat submikron, membantu para astronom menangkap dinamika halus benda-benda langit yang jauh.
Koefisien muai termal besi cor relatif tinggi, umumnya 10-20 × 10⁻⁶/℃. Ketika suhu berubah, ukuran alas besi cor akan berubah secara signifikan, yang mudah menyebabkan deformasi termal pada platform terapung udara bertekanan statis presisi, yang mengakibatkan penurunan akurasi pergerakan platform. Dalam proses pengasahan lensa optik yang sensitif terhadap suhu, deformasi alas besi cor akibat pengaruh suhu dapat menyebabkan deviasi presisi pengasahan lensa melampaui batas yang diizinkan dan memengaruhi kualitas lensa.
Ketiga, daya tahan: kekerasan batu alam yang tinggi dan kelelahan logam
Kekerasan granit tinggi, dengan kekerasan Mohs mencapai 6-7, dan ketahanan aus yang baik. Di laboratorium ilmu material, platform apung udara bertekanan statis presisi yang sering digunakan memiliki alas granit yang efektif menahan kehilangan gesekan jangka panjang. Dibandingkan dengan alas biasa, platform ini dapat memperpanjang siklus perawatan platform hingga lebih dari 50%, mengurangi biaya perawatan peralatan, dan memastikan keberlanjutan penelitian ilmiah. Namun, material granit relatif rapuh dan berisiko pecah jika terbentur secara tidak sengaja.
Alas besi cor memiliki ketangguhan tertentu dan tidak mudah patah saat menahan gaya impak tertentu. Namun, dalam proses gerakan resiprokal frekuensi tinggi pada platform apung udara bertekanan statis presisi dalam jangka waktu lama, besi cor rentan terhadap kerusakan akibat kelelahan, yang mengakibatkan perubahan struktur internal, sehingga memengaruhi akurasi dan stabilitas pergerakan platform. Di sisi lain, besi cor rentan terhadap karat dan korosi di lingkungan lembap, sehingga mengurangi daya tahannya. Sebaliknya, alas granit memiliki ketahanan korosi yang lebih baik.
Keempat, biaya produksi dan kesulitan pemrosesan: tantangan penambangan dan pemrosesan batu alam serta ambang batas proses pengecoran logam
Penambangan dan pengangkutan bahan baku granit sangat kompleks, dan pengolahannya membutuhkan peralatan dan teknologi yang sangat canggih. Karena kekerasan dan kerapuhannya yang tinggi, pemotongan, penggilingan, pemolesan, dan proses lainnya rentan terhadap kerusakan, retakan, dan tingkat skrap yang tinggi, sehingga mengakibatkan biaya produksi yang tinggi.
Basis besi cor diproduksi dengan proses pengecoran yang matang, sumber bahan baku yang luas, dan biaya yang relatif rendah. Produksi massal dapat dicapai melalui cetakan, dengan efisiensi produksi yang tinggi. Namun, untuk mencapai presisi dan stabilitas yang sama tingginya dengan basis granit, proses pengecoran dan persyaratan pasca-pemrosesan sangat ketat, membutuhkan pemesinan presisi, perlakuan penuaan, dan sebagainya, sehingga biayanya juga akan meningkat secara signifikan.
Singkatnya, alas presisi granit memiliki keunggulan signifikan dalam skenario aplikasi platform apung udara tekanan statis presisi yang memerlukan presisi tinggi, stabilitas, dan ketahanan aus; Alas besi cor memiliki keunggulan tertentu dalam hal biaya dan ketangguhan, dan cocok untuk berbagai kesempatan dengan persyaratan akurasi yang relatif rendah, mengejar efektivitas biaya, serta lingkungan getaran dan suhu yang relatif stabil.
Waktu posting: 09-Apr-2025