Při výrobě LCD/OLED panelů má výkon portálového zařízení přímý vliv na výtěžnost obrazovky. Tradiční litinové portálové rámy obtížně splňují požadavky na vysokou rychlost a přesnost kvůli své vysoké hmotnosti a pomalé odezvě. Žulové portálové rámy díky materiálovým a konstrukčním inovacím dosáhly „40% snížení hmotnosti při zachování ultra vysoké tuhosti“ a staly se klíčovou technologií pro modernizaci průmyslu.
I. Tři hlavní nedostatky litinových portálových rámů
Vysoká hmotnost a silná setrvačnost: Hustota litiny dosahuje 7,86 g/cm³ a 10metrový portálový rám váží přes 20 tun. Chyba polohování při vysokorychlostním startu a zastavení je ±20 μm, což má za následek nerovnoměrnou tloušťku povlaku.
Pomalé tlumení vibrací: Tlumicí poměr je pouze 0,05-0,1 a vibrace se zastaví za více než 2 sekundy, což způsobuje periodické vady v povlaku, což představuje 18 % vadných výrobků.
Dlouhodobá deformace: Velký modul pružnosti, nedostatečná houževnatost, chyba rovinnosti se po 3 letech používání zvětšuje na ±15 μm a vysoké náklady na údržbu.
II. Přirozené výhody žuly
Lehký a vysoce pevný: Hustota 2,6–3,1 g/cm³, snížení hmotnosti o 40 %; Pevnost v tlaku je 100–200 mpa (ekvivalent litiny) a deformace je pouze 0,08 mm (0,12 mm u litiny) při zatížení 1000 kg na rozpětí 5 metrů.
Vynikající odolnost proti vibracím: Vnitřní struktura hranic zrn vytváří přirozené tlumení s tlumicím poměrem 0,3–0,5 (6krát více než u litiny) a amplituda vibrací je menší než ±1 μm při 200 Hz.
Silná tepelná stabilita: Koeficient tepelné roztažnosti je 0,6–5 × 10⁻⁶/℃ (1/5–1/20 pro litinu) a roztažnost je menší než 100 nm při změně teploty o 20 ℃.
Iii. Bionické inovace v konstrukčním návrhu
Struktura žebrované desky s voštinovým vzorem: Simuluje mechanické rozložení plástve, se 40% snížením hmotnosti, ale 35% zvýšením ohybové tuhosti a 32% snížením napětí.
Příčník s proměnným průřezem: Tloušťka se dynamicky upravuje podle síly, přičemž maximální deformace se snižuje o 28 %, což splňuje požadavky na vysokorychlostní pohyb nanášecí hlavy.
Povrchová úprava v nanoměřítku: Magnetorheologické leštění dosahuje rovinnosti ±1 μm/m, diamantový uhlíkový povlak (DLC) zvyšuje odolnost proti opotřebení pětkrát a opotřebení na milion pohybů je menší než 0,5 μm.
Iv. Budoucí trendy
Inteligentní vylepšení: Integrací optických vláknových senzorů a algoritmů umělé inteligence dokáže kompenzovat rušení prostředí v reálném čase s chybou cíle řízenou v rozmezí ±0,1 μm.
Zelená výroba: Uhlíková stopa recyklovaných žulových materiálů se snižuje o 60 %, přičemž se zachovává 90 % jejich vlastností, což podporuje oběhové hospodářství.
Souhrn: Žulový portálový rám vyřešil problém tradičních materiálů, že „snížení hmotnosti musí snížit tuhost“, a to kombinací „minerálních vlastností + bionického designu + přesného zpracování“. Základní logika spočívá ve využití voštinové struktury přírodních minerálů a moderní mechanické simulace k dosažení optimalizace a rekonstrukce materiálových vlastností, což poskytuje ekologické řešení, které zohledňuje jak efektivitu, tak přesnost výroby LED/OLED. Tato inovace není jen vítězstvím materiálů, ale také modelem interdisciplinární technologické integrace, která pomáhá globálnímu zobrazovacímu průmyslu směřovat k vyšší přesnosti a nižší spotřebě energie.
Čas zveřejnění: 19. května 2025