Pemilihan bahan dasar memegang peranan penting dalam konstruksi modul gerak ultra-presisi. Basis presisi granit dan basis pengecoran mineral, sebagai dua pilihan utama, masing-masing memiliki karakteristik berbeda yang sangat berbeda dalam hal stabilitas, retensi akurasi, daya tahan, dan biaya.
Stabilitas: Pemadatan alami versus komposit buatan
Setelah jutaan tahun mengalami transformasi geologis, granit membentuk struktur yang sangat padat dan seragam melalui ikatan alami kuarsa, feldspar, dan mineral lainnya. Di lingkungan industri tempat peralatan besar menghasilkan getaran kuat, struktur kristal granit yang kompleks secara efektif meredam gangguan ini, mengurangi amplitudo getaran yang ditransmisikan ke modul gerak ultra-presisi yang mengambang di udara hingga lebih dari 80%. Hal ini memastikan pengoperasian yang lancar selama pemrosesan presisi tinggi atau tugas inspeksi, seperti pola chip elektronik yang tepat dalam proses fotolitografi.
Basis pengecoran mineral direkayasa dari partikel mineral yang dicampur dengan pengikat khusus, sehingga menghasilkan struktur internal yang seragam dengan sifat peredam getaran yang baik. Meskipun menyediakan penyangga yang efektif untuk getaran umum dan menciptakan lingkungan kerja yang stabil untuk modul gerak presisi tinggi yang mengapung di udara, kinerjanya di bawah getaran berkelanjutan berintensitas tinggi sedikit lebih rendah daripada basis granit. Keterbatasan ini dapat menimbulkan ketidakakuratan kecil dalam aplikasi presisi tinggi.
Retensi Akurasi: Ekspansi rendah alami versus kontraksi terkendali
Granit terkenal karena koefisien ekspansi termalnya yang sangat rendah (biasanya 5–7 × 10⁻⁶/°C). Bahkan di lingkungan dengan fluktuasi suhu yang signifikan, basis presisi granit menunjukkan perubahan dimensi yang minimal. Misalnya, dalam aplikasi astronomi, modul gerak ultra-presisi berbasis granit yang mengapung di udara memastikan akurasi posisi lensa tingkat submikron untuk teleskop, yang memungkinkan para astronom untuk menangkap detail rumit dari benda-benda angkasa yang jauh.
Bahan pengecoran mineral dapat diformulasikan untuk mengoptimalkan dan mengendalikan karakteristik ekspansi termal, sehingga mencapai koefisien yang sebanding atau bahkan lebih rendah daripada granit. Hal ini membuatnya cocok untuk peralatan pengukuran presisi tinggi yang sensitif terhadap suhu. Namun, stabilitas jangka panjang keakuratannya masih harus diverifikasi karena faktor-faktor seperti penuaan perekat, yang dapat menyebabkan penurunan kinerja selama penggunaan jangka panjang.
Daya tahan: Kekerasan batu alam yang tinggi dibandingkan komposit yang tahan lelah
Kekerasan granit yang tinggi (skala Mohs: 6–7) memberikan ketahanan aus yang sangat baik. Di laboratorium ilmu material, alas granit untuk modul gerak ultra-presisi yang sering digunakan menahan gesekan yang lama dari slider, sehingga memperpanjang siklus perawatan hingga lebih dari 50% dibandingkan dengan alas konvensional. Meskipun memiliki keunggulan ini, kerapuhan granit menimbulkan risiko patah jika terjadi benturan yang tidak disengaja.
Basis pengecoran mineral menunjukkan sifat anti-kelelahan yang unggul, menjaga integritas struktural selama gerakan bolak-balik frekuensi tinggi yang berkepanjangan dari modul mengambang udara yang sangat presisi. Selain itu, mereka menunjukkan ketahanan terhadap korosi kimia ringan, meningkatkan daya tahan di lingkungan yang agak korosif. Namun, dalam kondisi ekstrem seperti kelembaban tinggi, pengikat dalam basis pengecoran mineral dapat menurun, mengorbankan daya tahan keseluruhannya.
Biaya Produksi dan Kesulitan Pemrosesan**: Tantangan ekstraksi batu alam versus proses pengecoran buatan
Penambangan dan pengangkutan granit melibatkan logistik yang rumit, sementara pemrosesannya membutuhkan peralatan dan teknik yang canggih. Karena tingkat kekerasan dan kerapuhannya yang tinggi, operasi seperti pemotongan, penggilingan, dan pemolesan sering kali menghasilkan tingkat skrap yang tinggi, sehingga meningkatkan biaya produksi.
Sebaliknya, produksi bahan pengecoran mineral memerlukan cetakan dan proses khusus. Meskipun pengembangan cetakan awal memerlukan biaya yang besar, produksi massal selanjutnya menjadi menguntungkan secara ekonomi setelah cetakan terbentuk.
Waktu posting: 08-Apr-2025