Trong nỗ lực không ngừng nghỉ để đạt được độ chính xác ở mức dưới micromet và nanomet, việc lựa chọn vật liệu mặt phẳng tham chiếu—nền tảng của tất cả các máy móc và thiết bị đo lường siêu chính xác—có lẽ là quyết định quan trọng nhất mà một kỹ sư thiết kế phải đối mặt. Trong nhiều thập kỷ, đá granit chính xác đã là tiêu chuẩn của ngành, được ca ngợi vì khả năng giảm chấn và độ ổn định vượt trội. Tuy nhiên, sự xuất hiện của gốm sứ chính xác tiên tiến trong các lĩnh vực công nghệ cao như in thạch bản bán dẫn và quang học tốc độ cao đặt ra một câu hỏi quan trọng cho tương lai của ngành công nghiệp siêu chính xác: Liệu các nền tảng gốm sứ có thể thay thế hiệu quả sự thống trị lâu đời của đá granit hay không?
Là một nhà tiên phong hàng đầu trong lĩnh vựcđế chính xácVới các vật liệu này, Tập đoàn ZHONGHUI (ZHHIMG®) hiểu rõ các đặc tính vốn có và sự đánh đổi thực tiễn của cả nền tảng đá granit và gốm sứ. Phạm vi sản xuất của chúng tôi bao gồm cả các linh kiện đá granit chính xác và các linh kiện gốm sứ chính xác, cho phép chúng tôi đưa ra so sánh khách quan, chuyên nghiệp dựa trên khoa học vật liệu, độ phức tạp trong sản xuất và tổng chi phí sở hữu (TCO).
Khoa học Vật liệu: Khám phá sâu sắc các Chỉ số Hiệu suất
Tính phù hợp của vật liệu nền tảng phụ thuộc vào các đặc tính nhiệt, cơ học và động lực học của nó. Ở đây, đá granit và gốm sứ thể hiện những đặc điểm khác biệt:
1. Sự giãn nở nhiệt và tính ổn định
Kẻ thù của mọi độ chính xác chính là sự biến động nhiệt độ. Hệ số giãn nở nhiệt (CTE) của vật liệu quyết định mức độ thay đổi kích thước của nó khi nhiệt độ thay đổi.
-
Đá Granite Chính Xác: Đá Granite Đen ZHHIMG® độc quyền của chúng tôi có hệ số giãn nở nhiệt (CTE) cực thấp, thường nằm trong khoảng từ 5 × 10⁻⁶/K đến 7 × 10⁻⁶/K. Đối với hầu hết các môi trường đo lường thông thường (như Xưởng Nhiệt độ và Độ ẩm Không đổi 10.000 m² của chúng tôi), tốc độ giãn nở thấp này mang lại độ ổn định kích thước lâu dài vượt trội. Đá Granite đóng vai trò như một lớp đệm nhiệt hiệu quả, giúp ổn định môi trường đo lường.
-
Gốm sứ chính xác: Các loại gốm kỹ thuật cao cấp, chẳng hạn như alumina (Al2O3) hoặc zirconia, có thể có hệ số giãn nở nhiệt (CTE) tương đương hoặc thậm chí thấp hơn đá granit, khiến chúng trở nên tuyệt vời trong môi trường được kiểm soát nhiệt độ. Tuy nhiên, các nền tảng gốm thường đạt trạng thái cân bằng nhiệt nhanh hơn so với các cấu trúc đá granit khối lớn, điều này có thể là một lợi thế trong các quy trình chu kỳ nhanh nhưng đòi hỏi sự kiểm soát môi trường nghiêm ngặt hơn.
2. Độ cứng, Trọng lượng và Hiệu suất động
Trong các hệ thống tốc độ cao, năng suất cao, hiệu năng động—khả năng của đế chống biến dạng dưới tải trọng và giảm rung động—là yếu tố then chốt.
-
Độ cứng (Modulus đàn hồi): Gốm sứ nói chung có Modulus Young cao hơn đáng kể so với đá granit. Điều này có nghĩa là các bệ đỡ bằng gốm cứng hơn nhiều so với các bệ đỡ bằng đá granit cùng kích thước, cho phép thiết kế với mặt cắt ngang nhỏ hơn hoặc cung cấp độ cứng vững cao hơn trong không gian chật hẹp.
-
Mật độ và Trọng lượng: Đá Granite Đen ZHHIMG® của chúng tôi có mật độ cao (≈ 3100 kg/m³), cung cấp khối lượng tuyệt vời để giảm chấn rung động thụ động. Gốm sứ, mặc dù cứng hơn, thường nhẹ hơn đá granite với độ cứng tương đương, điều này rất có lợi trong các ứng dụng yêu cầu các bộ phận chuyển động nhẹ, chẳng hạn như bàn XY tốc độ cao hoặc bàn trượt động cơ tuyến tính.
-
Khả năng giảm chấn rung động: Đá granit có khả năng giảm chấn rung động cơ học tần số cao vượt trội nhờ cấu trúc tinh thể không đồng nhất. Nó tiêu tán năng lượng một cách hiệu quả, một đặc tính quan trọng đối với các vật liệu nền được sử dụng trong thiết bị đo tọa độ (CMM) và hệ thống laser chính xác. Gốm sứ cứng hơn và trong một số trường hợp có khả năng giảm chấn thấp hơn đá granit, có thể cần đến các hệ thống giảm chấn bổ sung.
3. Độ hoàn thiện bề mặt và độ sạch sẽ
Gốm sứ có thể được đánh bóng đến độ hoàn thiện bề mặt cực kỳ cao, thường vượt trội hơn cả đá granit, đạt giá trị độ nhám dưới 0,05 μm. Hơn nữa, gốm sứ thường được ưa chuộng trong môi trường siêu sạch, chẳng hạn như đế lắp ráp cho thiết bị bán dẫn và hệ thống quang khắc, nơi cần phải tránh tuyệt đối sự nhiễm bẩn kim loại (điều không thành vấn đề đối với đá granit nhưng đôi khi là mối lo ngại đối với các nền tảng kim loại).
Độ phức tạp trong sản xuất và phương trình chi phí
Mặc dù các chỉ số hiệu năng có thể cho thấy gốm sứ vượt trội hơn ở một số khía cạnh cao cấp cụ thể (như độ cứng tối đa), sự khác biệt quan trọng giữa hai vật liệu nằm ở khâu sản xuất và chi phí.
1. Quy mô gia công và sản xuất
Đá granit, là vật liệu tự nhiên, được tạo hình thông qua quá trình mài và đánh bóng cơ học. ZHHIMG® sử dụng thiết bị đẳng cấp thế giới—như máy mài Nan-Te của Đài Loan—và các kỹ thuật đánh bóng độc quyền, cho phép chúng tôi sản xuất nhanh chóng số lượng lớn các bệ đá granit chính xác và các bộ phận quy mô lớn (lên đến 100 tấn, dài 20 mét). Khả năng sản xuất hơn 20.000 bộ bệ đá granit 5000mm mỗi tháng của chúng tôi cho thấy tính khả thi và hiệu quả chi phí của sản xuất đá granit.
Ngược lại, gốm sứ là vật liệu tổng hợp đòi hỏi quy trình xử lý bột phức tạp, nung kết ở nhiệt độ cực cao và mài bằng kim cương. Quá trình này vốn dĩ tốn nhiều năng lượng và thời gian hơn, đặc biệt đối với các hình dạng rất lớn hoặc phức tạp.
2. Độ bền gãy và rủi ro khi thao tác
Nhìn chung, đá granit có khả năng chịu đựng va đập cục bộ và xử lý không cẩn thận tốt hơn so với gốm kỹ thuật. Gốm sứ có độ bền chống nứt thấp hơn đáng kể và có thể dễ bị hư hỏng nghiêm trọng (nứt giòn) dưới tác động của ứng suất hoặc va đập cục bộ. Điều này làm tăng đáng kể rủi ro và chi phí liên quan đến gia công, vận chuyển và lắp đặt. Một vết sứt mẻ hoặc nứt nhỏ trên một đế gốm lớn có thể khiến toàn bộ chi tiết không thể sử dụng được, trong khi đá granit thường cho phép sửa chữa hoặc làm mới bề mặt cục bộ.
3. So sánh chi phí (Chi phí ban đầu và tổng chi phí sở hữu)
-
Chi phí ban đầu: Do sự phức tạp của quá trình tổng hợp nguyên liệu thô, nung và gia công chuyên dụng, chi phí ban đầu của một nền tảng gốm chính xác thường cao hơn đáng kể—thường gấp nhiều lần—so với một nền tảng đá granit chính xác tương đương.
-
Tổng chi phí sở hữu (TCO): Khi tính đến tuổi thọ, độ ổn định và chi phí thay thế, đá granit thường nổi lên như một giải pháp kinh tế hơn về lâu dài. Đặc tính giảm chấn rung động vượt trội và yêu cầu bảo trì thấp của đá granit giúp giảm sự phụ thuộc vào các hệ thống giảm chấn chủ động tốn kém mà một số vật liệu có độ cứng cao yêu cầu. Kinh nghiệm hàng chục năm của chúng tôi và việc tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt (ISO 9001, CE, DIN, ASME) đảm bảo rằng nền tảng đá granit ZHHIMG® mang lại tuổi thọ hoạt động tối đa.
Kết luận: Thay thế hay chuyên môn hóa?
Mối quan hệ thực sự giữa gốm sứ chính xác vàbệ đá granitĐây không phải là sự thay thế toàn bộ mà là sự chuyên môn hóa.
-
Gốm sứ phát huy tối đa hiệu quả trong các ứng dụng chuyên biệt, hiệu năng cực cao, nơi yêu cầu bắt buộc về trọng lượng nhẹ, độ cứng cực cao và thời gian phản hồi rất nhanh, và nơi chi phí cao hơn là điều có thể chấp nhận được (ví dụ: quang học vũ trụ tiên tiến, các thành phần in thạch bản chuyên dụng).
-
Đá granit vẫn là vật liệu không thể tranh cãi cho phần lớn các ngành công nghiệp siêu chính xác, bao gồm máy khoan PCB khối lượng lớn, thiết bị AOI/CT/XRAY và các ứng dụng CMM nói chung. Tính hiệu quả về chi phí, độ ổn định kích thước đã được chứng minh theo thời gian, khả năng giảm chấn thụ động tuyệt vời và khả năng chịu đựng vượt trội đối với quy mô sản xuất (như được chứng minh bởi khả năng xử lý các khối đá nguyên khối nặng tới 100 tấn của ZHHIMG®) khiến nó trở thành vật liệu nền tảng.
Tại Tập đoàn ZHONGHUI—ZHHIMG®, chúng tôi chuyên tận dụng những vật liệu tốt nhất cho từng ứng dụng. Sự tận tâm của chúng tôi đối với sứ mệnh “Thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp siêu chính xác” được hiện thực hóa bằng việc cung cấp cho khách hàng sự lựa chọn vật liệu tối ưu. Bằng cách lựa chọn ZHHIMG®, một nhà sản xuất được chứng nhận đồng thời bởi ISO9001, ISO 45001, ISO14001 và CE, cùng với quy mô sản xuất và chuyên môn vượt trội, bạn đảm bảo nền tảng của mình đáp ứng các tiêu chuẩn toàn cầu cao nhất, bất kể bạn chọn đá granit đen ZHHIMG® đã được chứng minh hay các linh kiện gốm chính xác chuyên dụng của chúng tôi. Chúng tôi tin rằng “Ngành công nghiệp chính xác không thể quá khắt khe”, và đội ngũ chuyên gia của chúng tôi, được đào tạo theo tất cả các tiêu chuẩn quốc tế chính (DIN, ASME, JIS, GB), sẵn sàng hướng dẫn bạn đến giải pháp siêu chính xác hoàn hảo.
Thời gian đăng bài: 12/12/2025