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 đàn hồi có thể đạt 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 ống dẫn 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 nhiệt độ dao động, đặc biệt thích hợp cho các phòng thí nghiệm có nhiệt độ không đổi hoặc các công trình công nghiệp có chênh lệch nhiệt độ lớn giữa ngày và đêm.
Hiệu suất giảm chấn tuyệt vời
Cấu trúc đa tinh thể của đá granit mang lại đặc tính giảm chấn tự nhiên, thời gian giảm chấn nhanh hơn thép từ 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 gọt dụng cụ, đồng thời 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 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 sinh ra do biến dạng chậm. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy sự thay đổi kích thước của đá granit trong khoảng thời gian 10 năm nhỏ hơn 1μm/m, 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 được axit, kiềm, dầu mỡ, độ ẩm và các yếu tố môi trường khác, không cần 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 hoặc thấp hơn, có thể sử dụng trực tiếp làm bề mặt chịu lực của ray dẫn hướng phao khí, giảm thiểu sai sót khi 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 từ 6-7, đòi hỏi phải sử dụng dụng cụ kim cương để mài chính xác, hiệu suất gia công chỉ bằng 1/5 so với vật liệu kim loại. Cấu trúc phức tạp của rãnh đuôi én, lỗ ren và các đặc điểm khác khiến 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 từ 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 tác động của 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 góc chuyển tiếp bo tròn, tăng số lượng điểm đỡ, 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 kết cấu đỡ, và hiệu suất động có thể bị ảnh hưởng bởi các vấn đề quán tính trong các trường hợp yêu cầu chuyển động tốc độ cao (chẳng hạn như bàn wafer quang khắc).
Tính dị hướng của vật liệu
Phân bố hạt khoáng vật của đá granit tự nhiên là phân bố theo hướng, độ cứng và hệ số giãn nở nhiệt ở các vị trí khác nhau có sự khác biệt nhỏ (khoảng ±5%). Điều này có thể dẫn đến sai số không đáng kể đối với các nền tảng siêu chính xác (chẳng hạn 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 (chẳng hạn như nung ở nhiệt độ cao).
Là thành phần cốt lõi của thiết bị công nghiệp có độ chính xác cao, bệ nổi khí nén tĩnh chính xác được sử dụng rộng rãi trong sản xuất chất bán dẫn, gia công 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 như vậy trong những năm gần đây.
Thời gian đăng: 09-04-2025