Mối đe dọa thầm lặng đối với độ chính xác nanomet — Ứng suất bên trong đá granit chính xác

Câu hỏi quan trọng: Liệu có tồn tại ứng suất bên trong trong các bệ đỡ chính xác bằng đá granit?

Đá granit làm đế máy được công nhận rộng rãi là tiêu chuẩn vàng cho đo lường siêu chính xác và dụng cụ máy móc, được đánh giá cao nhờ độ ổn định tự nhiên và khả năng giảm rung. Tuy nhiên, một câu hỏi cơ bản thường nảy sinh trong giới kỹ sư giàu kinh nghiệm: Liệu những vật liệu tự nhiên tưởng chừng hoàn hảo này có chứa ứng suất bên trong hay không, và nếu có, các nhà sản xuất đảm bảo độ ổn định kích thước lâu dài bằng cách nào?

Tại ZHHIMG®, nơi chúng tôi chế tạo các linh kiện cho những ngành công nghiệp đòi hỏi khắt khe nhất thế giới—từ sản xuất chất bán dẫn đến hệ thống laser tốc độ cao—chúng tôi khẳng định rằng, đúng vậy, ứng suất bên trong tồn tại trong tất cả các vật liệu tự nhiên, bao gồm cả đá granit. Sự hiện diện của ứng suất dư không phải là dấu hiệu của chất lượng kém, mà là hệ quả tự nhiên của quá trình hình thành địa chất và quá trình gia công cơ học tiếp theo.

Nguồn gốc của ứng suất trong đá granit

Ứng suất bên trong một nền đá granit có thể được phân loại thành hai nguồn chính:

1. Ứng suất địa chất (nội tại): Trong quá trình nguội lạnh và kết tinh magma kéo dài hàng thiên niên kỷ sâu bên trong Trái đất, các thành phần khoáng chất khác nhau (thạch anh, fenspat, mica) liên kết chặt chẽ với nhau dưới áp suất cực lớn và tốc độ nguội lạnh khác nhau. Khi đá thô được khai thác, trạng thái cân bằng tự nhiên này bị phá vỡ đột ngột, để lại các ứng suất dư, bị khóa chặt bên trong khối đá.
2. Ứng suất do sản xuất (gây ra): Quá trình cắt, khoan, và đặc biệt là mài thô để tạo hình một khối vật liệu nặng nhiều tấn sẽ tạo ra ứng suất cơ học cục bộ mới. Mặc dù việc mài mịn và đánh bóng sau đó làm giảm ứng suất bề mặt, nhưng một số ứng suất sâu hơn có thể vẫn còn do quá trình loại bỏ vật liệu ban đầu quá nhiều.

Nếu không được kiểm soát, những lực dư này sẽ từ từ giải tỏa theo thời gian, khiến cho nền đá granit bị biến dạng hoặc dịch chuyển nhẹ. Hiện tượng này, được gọi là sự dịch chuyển kích thước, là kẻ giết người thầm lặng đối với độ phẳng ở mức nanomet và độ chính xác dưới micromet.

Cách ZHHIMG® loại bỏ căng thẳng nội tại: Quy trình ổn định

Loại bỏ ứng suất bên trong là yếu tố tối quan trọng để đạt được sự ổn định lâu dài mà ZHHIMG® đảm bảo. Đây là bước then chốt phân biệt các nhà sản xuất chính xác chuyên nghiệp với các nhà cung cấp đá thông thường. Chúng tôi thực hiện một quy trình nghiêm ngặt, tốn nhiều thời gian, tương tự như các phương pháp giảm ứng suất được sử dụng cho gang đúc chính xác: Lão hóa tự nhiên và thư giãn có kiểm soát.

1. Quá trình lão hóa tự nhiên kéo dài: Sau khi tạo hình thô ban đầu cho khối đá granit, chi tiết được chuyển đến khu vực lưu trữ vật liệu rộng lớn, được bảo vệ nghiêm ngặt của chúng tôi. Tại đây, đá granit trải qua quá trình giãn nở ứng suất tự nhiên, không giám sát trong tối thiểu 6 đến 12 tháng. Trong thời gian này, các lực địa chất bên trong được phép dần dần đạt đến trạng thái cân bằng mới trong môi trường được kiểm soát khí hậu, giảm thiểu sự biến dạng dẻo trong tương lai.
2. Gia công theo từng giai đoạn và giảm tải trung gian: Chi tiết không được hoàn thiện trong một bước. Chúng tôi sử dụng máy mài Nante công suất cao của Đài Loan để gia công trung gian, sau đó là một giai đoạn nghỉ ngơi khác. Cách tiếp cận theo từng giai đoạn này đảm bảo rằng ứng suất sâu do quá trình gia công nặng ban đầu gây ra được giải tỏa trước khi đến các giai đoạn mài bóng cuối cùng, tinh tế nhất.
3. Công đoạn mài phẳng cuối cùng đạt tiêu chuẩn đo lường: Chỉ sau khi nền tảng chứng minh được độ ổn định tuyệt đối qua nhiều lần kiểm tra đo lường, nó mới được đưa vào phòng sạch được kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm để thực hiện công đoạn mài phẳng cuối cùng. Các chuyên gia của chúng tôi, với hơn 30 năm kinh nghiệm mài phẳng thủ công, sẽ tinh chỉnh bề mặt để đạt được độ phẳng nanomet cuối cùng được chứng nhận, vì họ biết rằng nền tảng bên dưới bàn tay của họ ổn định về mặt hóa học và cấu trúc.

Bằng cách ưu tiên quy trình giảm ứng suất chậm rãi, có kiểm soát này hơn là các mốc thời gian sản xuất gấp rút, ZHHIMG® đảm bảo tính ổn định và độ chính xác của các nền tảng của chúng tôi được duy trì – không chỉ vào ngày giao hàng mà còn trong nhiều thập kỷ hoạt động quan trọng. Cam kết này là một phần trong chính sách chất lượng của chúng tôi: “Ngành công nghiệp chính xác không thể quá khắt khe.”