Đầu tiên, những ưu điểm của đá granite
Độ cứng cao và biến dạng nhiệt thấp
Mật độ của đá granit cao (khoảng 2,6-2,8 g / cm³), và mô đun Young có thể đạt tới 50-100 GPa, vượt xa vật liệu kim loại thông thường. Độ cứng cao này có thể ức chế hiệu quả rung động bên ngoài và biến dạng tải, đồng thời đảm bảo độ phẳng của thanh dẫn phao khí. Đồng thời, hệ số giãn nở tuyến tính của đá granit rất thấp (khoảng 5×10⁻⁶ / ℃), chỉ bằng 1/3 hợp kim nhôm, hầu như không bị biến dạng nhiệt trong môi trường dao động nhiệt độ, đặc biệt phù hợp với các phòng thí nghiệm nhiệt độ không đổi hoặc các cảnh công nghiệp có chênh lệch nhiệt độ lớn giữa ngày và đêm.
Hiệu suất giảm xóc tuyệt vời
Cấu trúc đa tinh thể của đá granit làm cho nó có đặc tính giảm chấn tự nhiên, và thời gian giảm rung động nhanh hơn thép 3-5 lần. Trong quá trình gia công chính xác, nó có thể hấp thụ hiệu quả rung động tần số cao như khởi động và dừng động cơ, cắt công cụ và tránh ảnh hưởng của cộng hưởng đến độ chính xác định vị của bệ di chuyển (giá trị điển hình lên đến ± 0,1μm).
Độ ổn định kích thước dài hạn
Sau hàng trăm triệu năm quá trình địa chất hình thành nên đá granit, ứng suất bên trong của nó đã được giải phóng hoàn toàn, không giống như vật liệu kim loại do ứng suất dư gây ra bởi biến dạng chậm. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy sự thay đổi kích thước của đế đá granit nhỏ hơn 1μm/m trong khoảng thời gian 10 năm, tốt hơn đáng kể so với kết cấu gang hoặc thép hàn.
Chống ăn mòn và không cần bảo trì
Đá granit có khả năng chịu axit và kiềm, dầu, độ ẩm và các yếu tố môi trường khác mạnh, không cần phải phủ lớp chống gỉ thường xuyên như đế kim loại. Sau khi mài và đánh bóng, độ nhám bề mặt có thể đạt Ra 0,2μm trở xuống, có thể sử dụng trực tiếp làm bề mặt chịu lực của thanh dẫn hướng phao khí để giảm lỗi lắp ráp.
Thứ hai, những hạn chế của nền đá granit
Vấn đề khó khăn và chi phí xử lý
Đá granit có độ cứng Mohs là 6-7, cần sử dụng công cụ kim cương để mài chính xác, hiệu quả gia công chỉ bằng 1/5 vật liệu kim loại. Cấu trúc phức tạp của rãnh đuôi chim, lỗ ren và các đặc điểm khác của chi phí gia công cao, chu kỳ gia công dài (ví dụ, gia công bệ 2m x 1m mất hơn 200 giờ), dẫn đến tổng chi phí cao hơn bệ hợp kim nhôm 30%-50%.
Nguy cơ gãy giòn
Mặc dù cường độ nén có thể đạt tới 200-300MPa, nhưng cường độ kéo của đá granit chỉ bằng 1/10. Dễ bị gãy giòn dưới tải trọng va đập cực lớn và hư hỏng khó sửa chữa. Cần tránh tập trung ứng suất thông qua thiết kế kết cấu, chẳng hạn như sử dụng các chuyển tiếp góc bo tròn, tăng số lượng điểm hỗ trợ, v.v.
Trọng lượng mang lại những hạn chế cho hệ thống
Mật độ của đá granit gấp 2,5 lần so với hợp kim nhôm, dẫn đến trọng lượng tổng thể của bệ tăng đáng kể. Điều này đặt ra yêu cầu cao hơn về khả năng chịu lực của cấu trúc hỗ trợ và hiệu suất động có thể bị ảnh hưởng bởi các vấn đề quán tính trong các tình huống yêu cầu chuyển động tốc độ cao (như bàn wafer quang khắc).
Vật liệu dị hướng
Phân bố hạt khoáng của đá granit tự nhiên là theo hướng, độ cứng và hệ số giãn nở nhiệt của các vị trí khác nhau hơi khác nhau (khoảng ±5%). Điều này có thể gây ra lỗi không đáng kể cho các nền tảng siêu chính xác (như định vị ở cấp độ nano), cần được cải thiện bằng cách lựa chọn vật liệu nghiêm ngặt và xử lý đồng nhất hóa (như nung ở nhiệt độ cao).
Là thành phần cốt lõi của thiết bị công nghiệp có độ chính xác cao, bệ nổi khí áp suất tĩnh chính xác được sử dụng rộng rãi trong sản xuất chất bán dẫn, xử lý quang học, đo lường chính xác và các lĩnh vực khác. Việc lựa chọn vật liệu nền ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định, độ chính xác và tuổi thọ của bệ. Đá granit (đá granit tự nhiên), với các đặc tính vật lý độc đáo, đã trở thành vật liệu phổ biến cho các bệ nền như vậy trong những năm gần đây.
Thời gian đăng: 09-04-2025