Trong quá trình chế tạo bệ nổi khí nén tĩnh chính xác, việc lựa chọn đế đóng vai trò quyết định đến hiệu suất tổng thể của bệ. Đế chính xác bằng đá granit và đế gang có những đặc điểm riêng, và có sự khác biệt rõ ràng về các kích thước chính như độ ổn định, độ chính xác, độ bền và chi phí.
Đầu tiên, tính ổn định: cấu trúc kim loại và đặc tự nhiên
Trải qua hàng triệu năm biến đổi địa chất, đá granit được kết hợp chặt chẽ với thạch anh, fenspat và các khoáng chất khác, tạo thành một cấu trúc rất đặc và đồng nhất. Khi đối mặt với các tác động bên ngoài, chẳng hạn như rung động mạnh phát sinh từ hoạt động của thiết bị lớn trong xưởng sản xuất, nền đá granit có thể ngăn chặn và làm suy yếu hiệu quả nhờ cấu trúc tinh thể phức tạp, giúp giảm biên độ rung của bệ nổi khí áp suất tĩnh chính xác hơn 80%, tạo nền tảng vận hành ổn định cho bệ, đảm bảo chuyển động trơn tru trong quá trình xử lý hoặc phát hiện có độ chính xác cao. Ví dụ, trong quy trình quang khắc của sản xuất chip điện tử, việc mô tả chính xác các mẫu chip được đảm bảo.
Đế gang được đúc từ hợp kim sắt-cacbon, than chì bên trong được phân bố thành từng tấm hoặc hình cầu. Mặc dù có khả năng giảm chấn động nhất định, nhưng tính đồng nhất về cấu trúc của nó không tốt bằng đá granit. Khi xử lý cường độ rung động cao và liên tục, đế gang khó có thể giảm nhiễu rung động xuống mức thấp như đế đá granit, điều này có thể dẫn đến độ lệch nhỏ trong chuyển động của bệ nổi khí áp suất tĩnh chính xác, ảnh hưởng đến hiệu suất chính xác của bệ trong các hoạt động siêu chính xác.
Thứ hai, duy trì độ chính xác: lợi thế tự nhiên của độ giãn nở thấp và thách thức của sự thay đổi nhiệt kim loại
Đá granit nổi tiếng với hệ số giãn nở nhiệt rất thấp, thường ở mức 5-7 ×10⁻⁶/℃. Trong môi trường biến động nhiệt độ, kích thước của đế đá granit thay đổi rất ít. Trong lĩnh vực thiên văn học, bệ phao khí thủy tĩnh chính xác dùng để tinh chỉnh thấu kính kính thiên văn được kết hợp với đế đá granit, ngay cả khi chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm đáng kể, nó vẫn có thể đảm bảo độ chính xác định vị của thấu kính được duy trì ở mức dưới micron, giúp các nhà thiên văn học nắm bắt được động lực học tinh tế của các thiên thể ở xa.
Hệ số giãn nở nhiệt của gang tương đối cao, thường là 10-20 ×10⁻⁶/℃. Khi nhiệt độ thay đổi, kích thước đế gang cũng thay đổi rõ rệt, dễ gây ra biến dạng nhiệt của bệ khí nén tĩnh chính xác, dẫn đến giảm độ chính xác chuyển động của bệ. Trong quá trình mài thấu kính quang học nhạy nhiệt, biến dạng đế gang dưới tác động của nhiệt độ có thể khiến độ chính xác mài của thấu kính vượt quá phạm vi cho phép, ảnh hưởng đến chất lượng của thấu kính.
Thứ ba, độ bền: độ cứng cao của đá tự nhiên và độ mỏi của kim loại
Đá granit có độ cứng cao, độ cứng Mohs có thể đạt 6-7, khả năng chống mài mòn tốt. Trong phòng thí nghiệm khoa học vật liệu, bệ nổi khí nén áp suất tĩnh chính xác thường được sử dụng, đế đá granit có thể chống lại tổn thất ma sát dài hạn hiệu quả, so với đế thông thường, có thể kéo dài chu kỳ bảo trì bệ hơn 50%, giảm chi phí bảo trì thiết bị và đảm bảo tính liên tục của công tác nghiên cứu khoa học. Tuy nhiên, vật liệu đá granit tương đối giòn, dễ vỡ khi va chạm mạnh.
Đế gang có độ bền nhất định, khó bị vỡ khi chịu lực tác động nhất định. Tuy nhiên, trong quá trình chuyển động qua lại tần số cao của bệ nổi khí nén tĩnh chính xác trong thời gian dài, gang dễ bị hư hỏng do mỏi, dẫn đến thay đổi cấu trúc bên trong, ảnh hưởng đến độ chính xác và độ ổn định của bệ. Đồng thời, gang dễ bị gỉ sét và ăn mòn trong môi trường ẩm ướt, làm giảm độ bền, ngược lại, đế đá granit có khả năng chống ăn mòn tốt hơn.
Thứ tư, chi phí sản xuất và khó khăn trong quá trình chế biến: thách thức khai thác và chế biến đá tự nhiên và ngưỡng quy trình đúc kim loại
Việc khai thác và vận chuyển nguyên liệu đá granit rất phức tạp, đòi hỏi thiết bị và công nghệ chế biến rất cao. Do độ cứng và độ giòn cao, các công đoạn cắt, mài, đánh bóng và các công đoạn khác dễ bị sụp đổ, nứt vỡ, tỷ lệ phế liệu cao, dẫn đến chi phí sản xuất cao.
Đế gang được sản xuất bằng quy trình đúc tiên tiến, nguồn nguyên liệu dồi dào và chi phí tương đối thấp. Khuôn có thể sản xuất hàng loạt, hiệu suất sản xuất cao. Tuy nhiên, để đạt được độ chính xác và độ ổn định cao như đế đá granit, quy trình đúc và các yêu cầu hậu xử lý cực kỳ nghiêm ngặt, đòi hỏi gia công chính xác và xử lý lão hóa, v.v., và chi phí cũng sẽ tăng đáng kể.
Tóm lại, đế chính xác bằng đá granit có những ưu điểm đáng kể trong các tình huống ứng dụng của bệ phao khí áp suất tĩnh chính xác đòi hỏi độ chính xác cao, độ ổn định và khả năng chống mài mòn; Đế gang có một số ưu điểm nhất định về chi phí và độ bền, phù hợp với những trường hợp yêu cầu về độ chính xác tương đối thấp, theo đuổi hiệu quả về chi phí và môi trường rung động và nhiệt độ tương đối ổn định.
Thời gian đăng: 09-04-2025