V přesné výrobě, vědeckém výzkumu, testování a dalších požadavcích na přesnost v oboru hraje klíčovou roli přesná plovoucí plošina se statickým tlakem vzduchu. Volba základny plošiny, stejně jako položení základního kamene budovy, přímo souvisí s výkonem plošiny. Přesná základna z žuly a základna z minerálního lití jsou dvě oblíbené možnosti, každá s vlastními výhodami. Následuje podrobné srovnání.
Stabilita: Rozdíl mezi přirozenou krystalizací a umělým kompozitem
Přesná žulová základna po milionech let geologických změn, vnitřní křemen, živec a další minerály krystalicky těsné, struktura je extrémně hustá a jednotná. Tváří v tvář vnějšímu rušení, jako jsou vibrace generované provozem okolních velkých zařízení, žulová základna působí jako pevný štít, který dokáže účinně blokovat a tlumit a snižuje amplitudu vibrací přesné staticky tlakové vzduchové plovoucí plošiny o více než 80 %, čímž poskytuje pevný a stabilní základ pro vysoce přesný pohyb plošiny. V dílně na výrobu polovodičových čipů má litografický proces vysoké požadavky na stabilitu plošiny a žulová základna zajišťuje přesný provoz litografického zařízení pro čipy, pomáhá s přesným gravírováním vzoru čipu a výrazně zlepšuje výtěžnost výroby čipů.
Minerální odlitek je vyroben z minerálních částic smíchaných se speciálním pojivem. Jeho vnitřní struktura je jednotná a má určité tlumicí vlastnosti pro vibrace. Při běžných vibracích může poskytovat relativně stabilní pracovní prostředí pro plošinu. Avšak vzhledem k vysoké intenzitě a nepřetržitým vibracím je schopnost tlumení vibrací minerálního odlitku ve srovnání s žulovým základem mírně nedostatečná, což může vést k mírným odchylkám v pohybu plošiny a ovlivnit přesnost ultra přesného provozu.
Zachování přesnosti: rovnováha mezi přirozenými výhodami a umělou regulací nízké roztažnosti
Žula je známá svým velmi nízkým koeficientem tepelné roztažnosti, obvykle 5-7 × 10⁻⁶/℃. V prostředí s kolísavou teplotou se velikost přesné žulové základny mění jen velmi málo. V oblasti astronomie se přesná platforma s plovákem se statickým tlakem vzduchu pro jemné doladění čočky dalekohledu spáruje s žulovou základnou, a i když je teplotní rozdíl mezi dnem a nocí významný, může zajistit, že přesnost polohování čočky zůstane na submikronové úrovni, což astronomům pomáhá zachytit jemné změny vzdálených nebeských těles.
Při návrhu receptur minerálních licích materiálů lze optimalizovat a kontrolovat charakteristiky tepelné roztažnosti a úpravou poměru minerálů a pojiv se koeficient tepelné roztažnosti může blížit nebo dokonce převyšovat žulu. U některých teplotně citlivých, vysoce přesných měřicích zařízení si minerální licí základna může udržovat stabilní velikost při změně teploty, což zajišťuje přesnost pohybu plošiny. Minerální licí základna je však ovlivněna faktory, jako je stárnutí pojiva, a je třeba dále sledovat dlouhodobou stabilitu přesnosti.
Trvanlivost: Charakteristiky vysoce tvrdého přírodního kamene a kompozitních materiálů odolných proti únavě
Tvrdost žuly je vysoká, Mohsova stupnice tvrdosti může dosáhnout 6-7, s dobrou odolností proti opotřebení. V laboratořích materiálových věd se často používá přesná statická tlaková vzduchová plováková plošina, jejíž žulová základna dokáže účinně odolávat dlouhodobým ztrátám třením a ve srovnání s běžnou základnou může prodloužit cyklus údržby plošiny o více než 50 %, snížit náklady na údržbu zařízení a zajistit kontinuitu vědeckého výzkumu. Žula je však relativně křehký materiál a při náhodném nárazu se snadno zlomí.
Minerální odlitek má vynikající protiúnavové vlastnosti, které účinně odolávají únavovému poškození a udržují strukturální integritu během dlouhodobého vysokofrekvenčního vratného pohybu přesné staticky tlakové vzduchové plovoucí plošiny. Zároveň má určitou odolnost vůči běžným chemikáliím a v prostředí s mírným rizikem chemické koroze je odolnější než žulový základ. V extrémních podmínkách, jako je vysoká vlhkost, však může dojít k narušení pojiva v minerálním odlitku, což snižuje jeho trvanlivost.
Výrobní náklady a obtížnost zpracování: Problémy s přírodním kamenem a prahy umělého odlévání
Těžba a přeprava žulových surovin je složitá a jejich zpracování vyžaduje velmi náročné vybavení a technologie. Vzhledem k vysoké tvrdosti a křehkosti žuly se při řezání, broušení, leštění a dalších procesech snadno vyskytují problémy, jako je opotřebení hran a praskliny, a míra zmetkovitosti je relativně vysoká, což vede k vysokým výrobním nákladům.
Výroba minerální odlitky vyžaduje specifickou formu a proces a počáteční náklady na vývoj formy jsou vysoké, ale jakmile je forma vytvořena, lze dosáhnout hromadné výroby a snížit jednotkové náklady. Její proces zpracování je ve srovnání s žulou relativně snadný a mechanickým zpracováním lze dosáhnout vyšších požadavků na přesnost a má potenciál nákladové efektivity ve scénářích velkosériových aplikací.
Čas zveřejnění: 10. dubna 2025