1. Остатъчно напрежение и дългосрочна стабилност на размерите
Независимо дали са чугун или стомана, металните основи генерират огромно вътрешно напрежение при леене и обработка по време на леене, заваряване и коване. Дори след лечение на стареене чрез отгряване, повечето, но не целият вътрешен стрес може да бъде освободен. След пускане в експлоатация, остатъчното напрежение бавно се освобождава с течение на времето при температурни цикли и непрекъснато натоварване, причинявайки деформация при пълзене, изкривяване на стенда и накланяне на еталонния показател, заедно с постепенно влошаване на точността, което изисква редовно повторно калибриране и повторно нивелиране. Такъв дефект се усилва допълнително за метални основи с големи размери; някои продукти показват очевидно отклонение от плоскостта след 2-3 години работа.
Гранитът е освободил напълно своето първобитно напрежение чрез геоложко уплътняване в продължение на стотици милиони години. UNPARALLELED използва специални заготовки от черен гранит с висока плътност, обработени с многоетапно естествено стареене за допълнително елиминиране на вторичния стрес. Завършените гранитни основи почти не страдат от пълзене под напрежение и поддържат стабилна геометрична форма при дългосрочно натоварване с изключително ниско годишно отклонение на плоскостта. Честото повторно калибриране на бенчмарка е ненужно, което ги прави идеални за свръхпрецизно оборудване, работещо 24/7. Имайте предвид, че гранитът е крехък и податлив на начупване при силен удар, така че защитата на ръбовете трябва да се обмисли във фазата на проектиране.
2. Топлинна производителност при повишаване на температурата на оборудването и флуктуация на околната среда
Топлината, генерирана от непрекъснато работещи двигатели и модули за движение, заедно с промяната на температурата на околната среда, води до термично разширение и свиване на монтажните основи. Металите имат относително високи коефициенти на топлинно разширение. Лека промяна на температурата ще доведе до забележима деформация, изместване на референтните стойности на водещите релси и оптичните модули и нарушаване на яснотата на изображението и повторяемостта на проверката. Чугунените основи също показват термичен хистерезис: асинхронна деформация по време на повишаване и понижаване на температурата, което е неблагоприятно за оптично оборудване с висока точност.
НЕПРАЛЕМНИТЕ гранитни основи притежават много по-нисък коефициент на термично разширение от обикновения чугун и стомана, съчетан с голяма топлинна инерция. Незначително локално генериране на топлина и флуктуация на температурата в цеха предизвикват тривиална деформация с малка локална диференциална деформация. Неговото предимство на термична стабилност се откроява в полупроводникови чисти помещения и метрологични лаборатории, изискващи прецизност на нанометрово ниво. Въпреки това гранитът има ниска топлопроводимост; конструкции за разсейване на топлина се запазват, когато съществуват устойчиви интензивни местни източници на топлина.
3. Амортизиране на вибрациите: Основен диференциатор за динамични работни условия
Вибрациите, предизвикани от старт-стоп на платформата за високоскоростно движение, задействане на цилиндъра и външни смущения в цеха, представляват основен източник на смущения в точността на прецизното оборудване. Капацитетът на затихване отразява способността на основата да абсорбира вибрациите и да съкращава времето за установяване на колебанията. Металните основи осигуряват лоша амортизация. Енергията на вибрациите е трудна за разсейване, което води до продължителна остатъчна вибрация. Необходимо е дълго време за изчакване за намаляване на вибрациите след завършване на движението, което намалява пропускателната способност на оборудването. Резонансът може дори да усили шума и грешката при позициониране при възвратно-постъпателно движение с висока скорост.
Границите на гранитните зърна разсейват енергията на вибрациите бързо с много по-висок коефициент на затихване от чугуна. Високочестотните микровибрации могат да бъдат абсорбирани ефективно, за да се съкрати времето за затихване на трептенията. Задоволително динамично представяне може да се постигне без сложни допълнителни виброизолиращи структури. За високоскоростна сканираща инспекция, лазерна обработка и платформи за движение с въздушни лагери, гранитните основи ефективно потискат трептенето на данните, причинено от вибрации, и подобряват ефективността на производството.
4. Устойчивост на околната среда, магнетизъм и съвместимост с чисти помещения
Металните основи са обект на ръжда. Дори и с антикорозионно покритие, субстратите ще корозират, след като покритията се износят във влажна среда или леко корозивен газ. Остатъците от ръжда и металните частици замърсяват работните повърхности и носят сериозни рискове за инспекцията на полупроводникови пластини и оптичното оборудване. Освен това чугунът и стоманата са феромагнитни и могат да попречат на сензорите, електронните лъчи и откриването на слаб сигнал. За много сценарии на прецизна инспекция е необходима допълнителна обработка за размагнитване, което добавя разходи за проектиране.
Гранитът е без ръжда, не е магнитен и е устойчив на слаба киселинна и алкална корозия без замърсяване с метални частици, отговарящ добре на изискванията за чисти помещения. Прецизно полирани НЕСПАРАЛЕМНИ гранитни основи притежават плътни и гладки работни повърхности, които почти не улавят микрочастици за лесно почистване и поддръжка, отговаряйки на изискванията за чисто производство на полупроводниковата и оптичната промишленост. Обратно, металните основи поддържат директно заваряване и нарязване с по-голяма гъвкавост на структурна модификация.
5. Разлики в обработката, монтажа и структурната реализация
Металните основи могат да реализират интегрирано отливане на сложни кухини и усилващи ребра. Заваряването, отварянето на дупки, нарязването на резби и модификациите на по-късен етап са удобни с ниски разходи за повторение на прототипа. За металите обаче е трудно да постигнат ултра-висока плоскост чрез шлайфане, а горната граница на микро-плоскостта на повърхността е по-ниска от тази на гранита.
Гранитните основи приемат интегрирано формоване на заготовки за референтни повърхности с висока равнинност, а повърхностите на носещите въздух релси могат да бъдат директно шлифовани. Сложните кухини със специална форма са трудни за изпълнение; дупките и резбите се реализират чрез предварително вградени стоманени втулки. UNPARALLELED е способен на интегрирана машинна обработка на гранит в големи размери. Персонализирано отваряне на дупки, зенкериране и вграждане на втулка на резба могат да бъдат изпълнени според чертежите на клиента, за да се задоволят изискванията за сглобяване. Металните основи са по-рентабилни за прототипи с чести ревизии; гранитните основи носят по-високи дългосрочни ползи за масово произвежданото прецизно оборудване от висок клас.
6. Цялостна оценка на разходите за целия жизнен цикъл
По отношение на единичната цена на доставка, металните основи с еднаква спецификация обикновено струват по-малко. И все пак металните основи изискват често калибриране и поддръжка след това. Престоят на оборудването за калибриране причинява производствени загуби. Някои основи дори се нуждаят от пълна подмяна, след като точността надхвърли прага, което повишава общите разходи за целия жизнен цикъл.
Гранитните основи изискват по-висока първоначална инвестиция, като същевременно се отличават с отлична стабилност на размерите, ниско натоварване при поддръжка, значително удължен интервал на калибриране и дълъг експлоатационен живот. За изнесено оборудване от висок клас за масово производство те намаляват честотата на поддръжката на място за чуждестранни клиенти и намаляват разходите след продажбата. UNPARALLELED притежава ISO9001, ISO14001, ISO45001, CE и други пълни сертификати заедно с повече от сто патента и търговски марки. Доклади за свойствата на материалите и проследими документи за проверка са налични за одит на клиенти в чужбина, а персонализираните бази могат да бъдат доставени в рамките на 2 седмици.
7. Указания за избор на материал
Дайте приоритет на металните основи: общо прецизно оборудване, прототипи с чести ревизии, проекти, изискващи масивни сложни кухини и заваръчни конструкции, сценарии с голямо натоварване и тежки удари и проекти с ограничен бюджет и висока толерантност към дългосрочно отклонение на точността.
Дайте приоритет на гранитни основи: инспекция на полупроводници, оптична метрология, лазерна микрообработка, метрологични инструменти, въздушни платформи, масово произвеждано оборудване със строги изисквания за повтаряща се точност на позициониране, дългосрочна стабилност и чистота.
Заключение
Нито гранитът, нито металните основи са универсално превъзходни. Изборът на материал трябва да съответства на степента на точност на оборудването, работната среда и планирането на жизнения цикъл. Металните основи се отличават с гъвкава обработка и удобна модификация; гранитните основи се отличават с изключителни предимства, включително пълзене при ниско напрежение, ниско термично разширение, високо гасене на вибрации, немагнетизъм и устойчивост на корозия, осигурявайки по-добра цялостна производителност за ултрапрецизно оборудване при динамична работа.
UNPARALLELED Group доставя пълна гама от персонализирани прецизни базови компоненти от гранит, както и минерални отливки, UHPC, компоненти от въглеродни влакна и други ултрапрецизни еталонни решения. Предоставяме предложения за избор на материали според условията на работа на клиентското оборудване и доставяме квалифицирани еталонни превозвачи за глобалните производители на прецизно оборудване.