Trong thế giới sản xuất chính xác, nơi độ chính xác ở cấp độ nanomet có thể quyết định sự thành bại của một sản phẩm, độ phẳng của các bề mặt thử nghiệm đóng vai trò là nền tảng quan trọng cho các phép đo đáng tin cậy. Tại ZHHIMG, chúng tôi đã dành hàng thập kỷ để hoàn thiện nghệ thuật và khoa học sản xuất các bộ phận bằng đá granit, kết hợp nghề thủ công truyền thống với công nghệ tiên tiến để tạo ra các bề mặt đóng vai trò là tiêu chuẩn tham chiếu tối ưu cho các ngành công nghiệp từ sản xuất chất bán dẫn đến kỹ thuật hàng không vũ trụ. Phương pháp chênh lệch góc, một trụ cột trong quy trình đảm bảo chất lượng của chúng tôi, đại diện cho đỉnh cao của sự theo đuổi này—kết hợp độ chính xác toán học với chuyên môn thực tiễn để xác minh độ phẳng theo những cách thách thức giới hạn của công nghệ đo lường.
Khoa học đằng sau việc xác minh độ phẳng
Các bệ thử nghiệm bằng đá granit, thường bị nhầm lẫn với bệ “đá cẩm thạch” trong thuật ngữ chuyên ngành, được chế tạo từ các mỏ đá granit chọn lọc dựa trên cấu trúc tinh thể đặc biệt và độ ổn định nhiệt của chúng. Không giống như các bề mặt kim loại có thể bị biến dạng dẻo dưới tác động của ứng suất, đá granit đen ZHHIMG® của chúng tôi—với mật độ khoảng 3100 kg/m³—duy trì được độ bền ngay cả trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt. Ưu điểm tự nhiên này tạo nên nền tảng cho độ chính xác của chúng tôi, nhưng độ chính xác thực sự đòi hỏi sự kiểm chứng nghiêm ngặt thông qua các phương pháp như kỹ thuật chênh lệch góc.
Phương pháp chênh lệch góc hoạt động dựa trên một nguyên lý tưởng chừng đơn giản: bằng cách đo góc nghiêng giữa các điểm liền kề trên một bề mặt, chúng ta có thể tái tạo lại địa hình của nó với độ chính xác đáng kinh ngạc. Các kỹ thuật viên của chúng tôi bắt đầu bằng cách đặt một tấm cầu chính xác được trang bị các máy đo độ nghiêng nhạy bén lên bề mặt đá granit. Di chuyển một cách có hệ thống theo hình sao hoặc hình lưới, họ ghi lại các độ lệch góc ở các khoảng cách được xác định trước, tạo ra một bản đồ chi tiết về các gợn sóng vi mô của nền tảng. Sau đó, các phép đo góc này được chuyển đổi thành độ lệch tuyến tính bằng cách sử dụng các phép tính lượng giác, tiết lộ các biến đổi bề mặt thường nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy.
Điều làm cho phương pháp này đặc biệt hiệu quả là khả năng xử lý các nền tảng khổ lớn—một số có chiều dài vượt quá 20 mét—với độ chính xác nhất quán. Trong khi các bề mặt nhỏ hơn có thể dựa vào các công cụ đo trực tiếp như máy đo giao thoa laser, phương pháp chênh lệch góc lại vượt trội trong việc phát hiện những biến dạng nhỏ có thể xảy ra trên các cấu trúc đá granit mở rộng. “Chúng tôi từng xác định được độ lệch 0,002mm trên một nền tảng dài 4 mét mà các phương pháp thông thường không thể phát hiện được,” Wang Jian, chuyên gia đo lường trưởng của chúng tôi với hơn 35 năm kinh nghiệm, nhớ lại. “Mức độ chính xác đó rất quan trọng khi bạn chế tạo thiết bị kiểm tra chất bán dẫn đo các đặc điểm ở cấp độ nano.”
Bổ sung cho phương pháp đo chênh lệch góc là kỹ thuật tự chuẩn trực, sử dụng sự căn chỉnh quang học để đạt được kết quả tương tự. Bằng cách phản chiếu ánh sáng chuẩn trực từ các gương chính xác được gắn trên một cầu di động, các kỹ thuật viên của chúng tôi có thể phát hiện những thay đổi góc nhỏ đến 0,1 giây cung — tương đương với việc đo chiều rộng của một sợi tóc người từ khoảng cách 2 km. Phương pháp kiểm chứng kép này đảm bảo rằng mọi bề mặt của ZHHIMG đều đáp ứng hoặc vượt quá các tiêu chuẩn quốc tế, bao gồm DIN 876 và ASME B89.3.7, mang lại cho khách hàng sự tự tin khi sử dụng bề mặt của chúng tôi làm tiêu chuẩn tham chiếu tối ưu trong quy trình kiểm soát chất lượng của họ.
Chế tác chính xác: Từ mỏ đá đến lượng tử
Hành trình từ khối đá granit thô đến nền tảng kiểm định đạt chứng nhận là minh chứng cho sự kết hợp hoàn hảo giữa vẻ đẹp tự nhiên và sự khéo léo của con người. Quy trình của chúng tôi bắt đầu từ khâu lựa chọn nguyên liệu, nơi các nhà địa chất chọn lọc thủ công các khối đá từ các mỏ đá chuyên biệt ở tỉnh Sơn Đông, nổi tiếng với việc sản xuất đá granit có độ đồng nhất vượt trội. Mỗi khối đá đều trải qua quá trình kiểm tra siêu âm để xác định các vết nứt ẩn, và chỉ những khối đá có ít hơn ba vết nứt siêu nhỏ trên mỗi mét khối mới được đưa vào sản xuất – một tiêu chuẩn vượt xa các tiêu chuẩn ngành.
Tại cơ sở hiện đại của chúng tôi gần Tế Nam, những khối đá này được gia công tỉ mỉ theo một quy trình sản xuất được kiểm soát chặt chẽ. Máy điều khiển số bằng máy tính (CNC) trước tiên cắt thô đá granit đến độ chính xác 0,5mm so với kích thước cuối cùng, sử dụng các dụng cụ đầu kim cương phải được thay thế sau mỗi 8 giờ để duy trì độ chính xác khi cắt. Quá trình tạo hình ban đầu này diễn ra trong các phòng ổn định nhiệt độ, nơi điều kiện môi trường được giữ không đổi ở mức 20°C ± 0,5°C, ngăn ngừa sự giãn nở nhiệt ảnh hưởng đến các phép đo.
Nghệ thuật đích thực hiện được thể hiện ở những công đoạn mài cuối cùng, nơi các nghệ nhân bậc thầy sử dụng những kỹ thuật được truyền lại qua nhiều thế hệ. Làm việc với chất mài mòn oxit sắt hòa tan trong nước, những nghệ nhân này dành tới 120 giờ để hoàn thiện thủ công từng mét vuông bề mặt, sử dụng cảm giác tinh tế của mình để phát hiện những sai lệch nhỏ đến 2 micron. “Nó giống như việc cố gắng cảm nhận sự khác biệt giữa hai tờ giấy xếp chồng lên nhau so với ba tờ,” Liu Wei, một nghệ nhân mài thế hệ thứ ba, người đã từng tham gia sản xuất các bệ đỡ cho Phòng thí nghiệm Phản lực của NASA, giải thích. “Sau 25 năm, các ngón tay của bạn sẽ có khả năng ghi nhớ sự hoàn hảo.”
Quy trình thủ công này không chỉ đơn thuần là phương pháp truyền thống mà còn rất cần thiết để đạt được độ hoàn thiện ở cấp độ nanomet theo yêu cầu của khách hàng. Ngay cả với máy mài CNC tiên tiến, cấu trúc tinh thể ngẫu nhiên của đá granit vẫn tạo ra những đỉnh và thung lũng siêu nhỏ mà chỉ có trực giác con người mới có thể làm phẳng một cách nhất quán. Các nghệ nhân của chúng tôi làm việc theo cặp, luân phiên giữa các công đoạn mài và đo bằng máy đo độ phẳng 10.000 phút Mahr của Đức (độ phân giải 0,5μm) và máy đo độ phẳng điện tử WYLER của Thụy Sĩ, đảm bảo không có khu vực nào vượt quá dung sai độ phẳng nghiêm ngặt của chúng tôi là 3μm/m đối với các loại tiêu chuẩn và 1μm/m đối với các loại chính xác cao.
Vượt ra ngoài bề mặt: Kiểm soát môi trường và tuổi thọ
Độ tin cậy của một bệ đá granit chính xác phụ thuộc vào môi trường hoạt động của nó. Nhận thức được điều này, chúng tôi đã phát triển một trong những xưởng kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm tiên tiến nhất trong ngành, trải rộng trên 10.000 m² tại cơ sở chính của chúng tôi. Các phòng này có sàn bê tông siêu cứng dày 1 mét được cách ly bởi rãnh chống động đất rộng 500 mm và sử dụng cần cẩu trên cao hoạt động êm ái, giảm thiểu nhiễu loạn môi trường xung quanh – những yếu tố quan trọng khi đo lường các sai lệch nhỏ hơn cả vi-rút.
Các thông số môi trường ở đây vô cùng khắc nghiệt: sự biến đổi nhiệt độ được giới hạn ở mức ±0,1°C trong 24 giờ, độ ẩm được duy trì ở mức 50% ± 2%, và số lượng hạt bụi trong không khí được giữ ở tiêu chuẩn ISO 5 (ít hơn 3.520 hạt có kích thước 0,5μm trở lên trên mỗi mét khối). Những điều kiện như vậy không chỉ đảm bảo các phép đo chính xác trong quá trình sản xuất mà còn mô phỏng môi trường được kiểm soát nơi các nền tảng của chúng tôi cuối cùng sẽ được sử dụng. “Chúng tôi thử nghiệm mọi nền tảng trong điều kiện khắc nghiệt hơn hầu hết những gì khách hàng từng gặp phải,” Zhang Li, chuyên gia kỹ thuật môi trường của chúng tôi, cho biết. “Nếu một nền tảng duy trì được sự ổn định ở đây, nó sẽ hoạt động tốt ở bất cứ đâu trên thế giới.”
Cam kết kiểm soát môi trường này được thể hiện rõ trong quy trình đóng gói và vận chuyển của chúng tôi. Mỗi sản phẩm được bọc bằng lớp đệm xốp dày 1cm và cố định trong các thùng gỗ tùy chỉnh có lót vật liệu giảm chấn, sau đó được vận chuyển bằng các phương tiện chuyên dụng được trang bị hệ thống treo khí nén. Chúng tôi thậm chí còn giám sát độ rung và nhiệt độ trong quá trình vận chuyển bằng cảm biến IoT, cung cấp cho khách hàng toàn bộ lịch sử môi trường của sản phẩm trước khi sản phẩm rời khỏi cơ sở của chúng tôi.
Kết quả của phương pháp tỉ mỉ này là một sản phẩm có tuổi thọ sử dụng vượt trội. Trong khi mức trung bình của ngành cho thấy một bệ đá granit có thể cần hiệu chỉnh lại sau 5-7 năm, khách hàng của chúng tôi thường báo cáo hiệu suất ổn định trong 15 năm trở lên. Tuổi thọ này không chỉ đến từ sự ổn định vốn có của đá granit mà còn từ các quy trình giảm ứng suất độc quyền của chúng tôi, bao gồm việc để các khối đá thô lão hóa tự nhiên trong tối thiểu 24 tháng trước khi gia công. “Chúng tôi có một khách hàng gửi lại bệ đá để kiểm tra sau 12 năm,” ông Chen Tao, quản lý kiểm soát chất lượng, nhớ lại. “Độ phẳng của nó chỉ thay đổi 0,8μm—nằm trong phạm vi dung sai quy định ban đầu của chúng tôi. Đó chính là sự khác biệt của ZHHIMG.”
Thiết lập tiêu chuẩn: Chứng nhận và sự công nhận toàn cầu
Trong một ngành công nghiệp mà yêu cầu về độ chính xác là điều phổ biến, việc thẩm định độc lập có ý nghĩa rất lớn. ZHHIMG tự hào là nhà sản xuất duy nhất trong lĩnh vực của mình đồng thời đạt được các chứng nhận ISO 9001, ISO 45001 và ISO 14001, một sự khác biệt phản ánh cam kết của chúng tôi về chất lượng, an toàn lao động và trách nhiệm môi trường. Thiết bị đo lường của chúng tôi, bao gồm các thiết bị Mahr của Đức và Mitutoyo của Nhật Bản, được hiệu chuẩn hàng năm bởi Viện Đo lường tỉnh Sơn Đông, với khả năng truy xuất nguồn gốc theo tiêu chuẩn quốc gia được duy trì thông qua các cuộc kiểm tra định kỳ.
Những chứng nhận này đã mở ra cánh cửa hợp tác với một số tổ chức khắt khe nhất thế giới. Từ việc cung cấp đế đá granit cho máy khắc quang bán dẫn của Samsung đến việc cung cấp bề mặt tham chiếu cho Viện Vật lý Kỹ thuật Liên bang Đức (PTB), các linh kiện của chúng tôi đóng một vai trò thầm lặng nhưng quan trọng trong việc thúc đẩy công nghệ toàn cầu. “Khi Apple liên hệ với chúng tôi để tìm kiếm các nền tảng chính xác nhằm kiểm tra các linh kiện tai nghe AR của họ, họ không chỉ muốn một nhà cung cấp – họ muốn một đối tác có thể hiểu được những thách thức đo lường độc đáo của họ,” Giám đốc bán hàng quốc tế Michael Zhang cho biết. “Khả năng tùy chỉnh cả nền tảng vật lý và quy trình xác minh của chúng tôi đã tạo nên sự khác biệt.”
Có lẽ điều ý nghĩa nhất là sự công nhận từ các tổ chức học thuật hàng đầu trong nghiên cứu đo lường. Sự hợp tác với Đại học Quốc gia Singapore và Đại học Stockholm của Thụy Điển đã giúp chúng tôi hoàn thiện phương pháp đo chênh lệch góc, trong khi các dự án chung với Đại học Chiết Giang của Trung Quốc tiếp tục mở rộng giới hạn của những gì có thể đo được. Những mối quan hệ đối tác này đảm bảo rằng các kỹ thuật của chúng tôi phát triển song song với các công nghệ mới nổi, từ điện toán lượng tử đến sản xuất pin thế hệ tiếp theo.
Khi hướng tới tương lai, các nguyên tắc cơ bản của phương pháp đo chênh lệch góc vẫn giữ nguyên tính thời sự. Trong kỷ nguyên tự động hóa ngày càng tăng, chúng tôi nhận thấy rằng các phép đo đáng tin cậy nhất vẫn đến từ sự kết hợp giữa công nghệ tiên tiến và chuyên môn của con người. Các chuyên gia mài của chúng tôi, với khả năng “cảm nhận” được độ lệch đến từng micromet, làm việc cùng với các hệ thống phân tích dữ liệu dựa trên trí tuệ nhân tạo, xử lý hàng nghìn điểm đo trong vài giây. Sự kết hợp hài hòa này—giữa cũ và mới, giữa con người và máy móc—định hình cách tiếp cận độ chính xác của chúng tôi.
Đối với các kỹ sư và chuyên gia chất lượng, những người chịu trách nhiệm đảm bảo độ chính xác của sản phẩm, việc lựa chọn nền tảng thử nghiệm là vô cùng quan trọng. Vấn đề không chỉ đơn thuần là đáp ứng các thông số kỹ thuật mà còn là thiết lập một điểm tham chiếu mà họ có thể tin tưởng tuyệt đối. Tại ZHHIMG, chúng tôi không chỉ xây dựng những nền tảng vững chắc – chúng tôi xây dựng niềm tin. Và trong một thế giới mà từng phép đo nhỏ nhất cũng có thể tạo ra tác động lớn nhất, niềm tin đó là tất cả.
Thời gian đăng bài: 03/11/2025