Alusmaterjali valikul on ülitäpsete liikumismoodulite ehitamisel kriitiline roll. Graniidist täppisalused ja mineraalvalu alused kui kaks peamist valikut omavad erinevaid omadusi, mis erinevad oluliselt stabiilsuse, täpsuse säilitamise, vastupidavuse ja hinna poolest.
Stabiilsus: looduslik tihenemine versus tehiskomposiitmaterjalid
Pärast miljoneid aastaid kestnud geoloogilisi muundumisi moodustab graniit kvartsi, päevakivi ja teiste mineraalide loodusliku sideme kaudu väga tiheda ja ühtlase struktuuri. Tööstuskeskkondades, kus suured seadmed tekitavad tugevaid vibratsioone, nõrgestab graniidi keeruline kristalne struktuur neid häireid tõhusalt, vähendades õhus hõljuvatele ülitäpsetele liikumismoodulitele edastatavat vibratsiooni amplituudi enam kui 80%. See tagab sujuva töö ülitäpsete töötlemis- või kontrollitööde ajal, näiteks elektrooniliste kiipide täpse mustri loomisel fotolitograafiaprotsessides.
Mineraalvalu alused on konstrueeritud mineraalosakestest, mis on segatud spetsiaalsete sideainetega, mille tulemuseks on ühtlane sisemine struktuur ja head vibratsioonisummutusomadused. Kuigi need pakuvad tõhusat puhverdust üldiste vibratsioonide jaoks ja loovad stabiilse töökeskkonna õhus hõljuvatele ülitäpsetele liikumismoodulitele, on nende jõudlus suure intensiivsusega ja püsivate vibratsioonide korral graniidist alustest veidi halvem. See piirang võib suure täpsusega rakendustes kaasa tuua väiksemaid ebatäpsusi.
Täpsuse säilitamine: loomulik madal paisumine versus kontrollitud kokkutõmbumine
Graniit on tuntud oma erakordselt madala soojuspaisumisteguri poolest (tavaliselt 5–7 × 10⁻⁶/°C). Isegi oluliste temperatuurikõikumistega keskkondades näitavad graniidist täppisalused minimaalseid mõõtmete muutusi. Näiteks astronoomilistes rakendustes tagavad graniidist õhus hõljuvad ülitäpsed liikumismoodulid teleskoopide jaoks submikronitasemel läätse positsioneerimistäpsuse, võimaldades astronoomidel jäädvustada kaugete taevakehade keerukaid detaile.
Mineraalseid valumaterjale saab valmistada nii, et need optimeeriksid ja kontrolliksid soojuspaisumisomadusi, saavutades graniidi omadega võrreldavad või isegi madalamad koefitsiendid. See teeb need sobivaks temperatuuritundlike ülitäpsete mõõteseadmete jaoks. Nende täpsuse pikaajaline stabiilsus sõltub aga selliste tegurite nagu sideaine vananemine tõttu, mis võib pikemaajalise kasutamise korral jõudlust vähendada.
Vastupidavus: Looduskivi kõrge kõvadus võrreldes väsimuskindlate komposiitidega
Graniidi kõrge kõvadus (Mohsi skaala: 6–7) tagab suurepärase kulumiskindluse. Materjaliteaduse laborites peavad sageli kasutatavate õhuga hõljuvate ülitäpsete liikumismoodulite graniidist alused vastu liuguritest tulenevale pikaajalisele hõõrdumisele, pikendades hooldustsükleid tavapäraste alustega võrreldes enam kui 50%. Vaatamata sellele eelisele tekitab graniidi rabedus juhusliku löögi korral purunemisohtu.
Mineraalsed valualused demonstreerivad suurepäraseid väsimusvastaseid omadusi, säilitades konstruktsiooni terviklikkuse ülitäpsete õhkhülsmoodulite pikaajaliste kõrgsageduslike edasi-tagasi liikumiste ajal. Lisaks on need vastupidavad kergele keemilisele korrosioonile, suurendades vastupidavust kergelt korrosiivses keskkonnas. Äärmuslikes tingimustes, näiteks kõrge õhuniiskuse korral, võib mineraalsete valualuste sideaine aga laguneda, mis kahjustab nende üldist vastupidavust.
Tootmiskulud ja töötlemise raskusaste**: Loodusliku kivi kaevandamise ja tehisvalu protsesside väljakutsed
Graniidi kaevandamine ja transport hõlmab keerukat logistikat, samas kui selle töötlemine nõuab täiustatud seadmeid ja tehnikaid. Tänu oma suurele kõvadusele ja rabedusele põhjustavad sellised toimingud nagu lõikamine, lihvimine ja poleerimine sageli suurt praaki, mis suurendab tootmiskulusid.
Seevastu mineraalsete valualuste tootmine nõuab spetsiifilisi vorme ja protsesse. Kuigi esialgne vormi väljatöötamine on kulukas, muutub hilisem masstootmine majanduslikult kasulikuks pärast vormi valmimist.
Postituse aeg: 08.04.2025