Nhu cầu về tính di động trong thử nghiệm và đo lường chính xác đang tăng nhanh chóng, thúc đẩy các nhà sản xuất tìm kiếm các giải pháp thay thế cho nền tảng đá granit truyền thống, cồng kềnh. Câu hỏi quan trọng đối với các kỹ sư là: liệu các nền tảng chính xác bằng đá granit nhẹ có sẵn cho thử nghiệm di động hay không, và quan trọng là, việc giảm trọng lượng này có làm giảm độ chính xác hay không?
Câu trả lời ngắn gọn là có, các nền tảng trọng lượng nhẹ chuyên dụng hiện có, nhưng thiết kế của chúng là một sự đánh đổi kỹ thuật tinh tế. Trọng lượng thường là lợi thế lớn nhất của nền đá granit, cung cấp quán tính nhiệt và khối lượng cần thiết để giảm rung động và ổn định tối đa. Việc loại bỏ khối lượng này sẽ dẫn đến những thách thức phức tạp, đòi hỏi phải được giảm thiểu một cách chuyên nghiệp.
Thách thức của việc làm nhẹ phần đế
Đối với đế đá granit thông thường, chẳng hạn như vật tư ZHHIMG® cho máy đo khoảng cách ngang (CMM) hoặc dụng cụ bán dẫn, khối lượng lớn là nền tảng của độ chính xác. Mật độ cao của đá granit đen ZHHIMG® (≈ 3100 kg/m³) mang lại khả năng giảm chấn tối ưu - triệt tiêu rung động nhanh chóng và hiệu quả. Trong môi trường di động, khối lượng này cần được giảm đáng kể.
Các nhà sản xuất đạt được trọng lượng nhẹ chủ yếu thông qua hai phương pháp:
- Kết cấu lõi rỗng: Tạo các lỗ rỗng hoặc tổ ong bên trong cấu trúc đá granit. Điều này giúp duy trì diện tích bề mặt lớn đồng thời giảm tổng trọng lượng.
- Vật liệu lai: Kết hợp các tấm đá granit với các vật liệu lõi nhẹ hơn, thường là vật liệu tổng hợp, như tổ ong nhôm, đúc khoáng chất tiên tiến hoặc dầm chính xác bằng sợi carbon (một lĩnh vực mà ZHHIMG® đang tiên phong).
Độ chính xác dưới áp lực: Sự thỏa hiệp
Khi một nền tảng được làm nhẹ hơn đáng kể, khả năng duy trì độ chính xác cực cao của nó sẽ bị thách thức ở một số khía cạnh chính:
- Kiểm soát rung động: Nền tảng nhẹ hơn có quán tính nhiệt và giảm chấn khối lượng thấp hơn. Nó vốn dĩ dễ bị ảnh hưởng bởi rung động bên ngoài hơn. Mặc dù các hệ thống cách ly không khí tiên tiến có thể bù trừ, nhưng tần số rung động tự nhiên của nền tảng có thể dịch chuyển đến một phạm vi khiến việc cách ly trở nên khó khăn hơn. Đối với các ứng dụng đòi hỏi độ phẳng ở cấp độ nano - độ chính xác mà ZHHIMG® chuyên về - một giải pháp di động, nhẹ thường không thể sánh được với độ ổn định tối ưu của một nền tảng cố định lớn.
- Độ ổn định nhiệt: Việc giảm khối lượng khiến bệ đo dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ môi trường nhanh hơn. Nó nóng lên và nguội đi nhanh hơn so với bệ đo có khối lượng lớn, khiến việc đảm bảo độ ổn định kích thước trong thời gian đo dài trở nên khó khăn, đặc biệt là trong môi trường thực địa không được kiểm soát khí hậu.
- Độ võng tải trọng: Kết cấu mỏng hơn, nhẹ hơn dễ bị võng hơn dưới sức nặng của chính thiết bị thử nghiệm. Thiết kế phải được phân tích kỹ lưỡng (thường sử dụng FEA) để đảm bảo rằng mặc dù trọng lượng giảm, độ cứng và độ cứng vẫn đủ để đạt được các thông số kỹ thuật về độ phẳng cần thiết khi chịu tải.
Con đường phía trước: Giải pháp lai
Đối với các ứng dụng như hiệu chuẩn tại hiện trường, đo lường không tiếp xúc di động hoặc trạm kiểm tra nhanh, một nền tảng nhẹ được thiết kế cẩn thận thường là lựa chọn thực tế tốt nhất. Điều quan trọng là chọn một giải pháp dựa trên công nghệ tiên tiến để bù đắp cho khối lượng bị mất.
Điều này thường hướng đến các vật liệu lai, chẳng hạn như khả năng đúc khoáng sản và dầm chính xác bằng sợi carbon của ZHHIMG®. Những vật liệu này có tỷ lệ độ cứng trên trọng lượng cao hơn nhiều so với đá granit đơn thuần. Bằng cách tích hợp một cách chiến lược các cấu trúc lõi nhẹ nhưng cứng cáp, có thể tạo ra một nền tảng di động và duy trì đủ độ ổn định cho nhiều nhiệm vụ chính xác tại hiện trường.
Tóm lại, việc giảm trọng lượng một bệ đá granit là khả thi và cần thiết cho tính di động, nhưng đây là một sự đánh đổi về mặt kỹ thuật. Nó đòi hỏi phải chấp nhận giảm nhẹ độ chính xác tối đa so với một bệ vững chắc, đồ sộ, hoặc đầu tư nhiều hơn đáng kể vào khoa học vật liệu lai tiên tiến và thiết kế để giảm thiểu sự mất mát này. Đối với các thử nghiệm đòi hỏi độ chính xác cao, khối lượng vẫn là tiêu chuẩn vàng, nhưng đối với tính di động chức năng, kỹ thuật thông minh có thể thu hẹp khoảng cách.
Thời gian đăng: 21-10-2025