Na aplicação de módulos de movimento de ultraprecisão, a base, como componente de suporte fundamental, desempenha um papel decisivo no desempenho do módulo. Bases de precisão em granito e bases fundidas possuem características próprias, e o contraste entre elas é evidente.
I. Estabilidade
Após milhões de anos de transformações geológicas, o granito apresenta uma estrutura interna densa e uniforme, composta principalmente por quartzo, feldspato e outros minerais intimamente combinados. Essa estrutura singular confere-lhe excelente estabilidade e resistência eficaz a interferências externas. Em fábricas de chips eletrônicos, onde os equipamentos periféricos operam frequentemente, a base de granito reduz em mais de 80% a amplitude de vibração transmitida ao flutuador de ar dos módulos de movimento de ultraprecisão, garantindo o movimento suave dos módulos e proporcionando uma base sólida para processos de alta precisão, como litografia e corrosão, na fabricação de chips.
Embora a base de fundição possa amortecer vibrações até certo ponto, podem existir defeitos como poros e bolhas de ar durante o processo de fundição, o que reduz a uniformidade e a estabilidade da estrutura. Diante de vibrações de alta frequência e alta intensidade, a capacidade de atenuação de vibrações não é tão boa quanto a de uma base de granito, resultando em baixa estabilidade de movimento do módulo de movimento de ultraprecisão do flutuador pneumático, o que afeta a precisão de processamento e detecção do equipamento.
Em segundo lugar, a retenção de precisão.
O coeficiente de expansão térmica do granito é muito baixo, geralmente entre 5 e 7 × 10⁻⁶/℃, e, em ambientes com flutuações de temperatura, a variação dimensional é mínima. No campo da astronomia, o módulo de movimento de ultraprecisão para o ajuste fino da lente do telescópio é combinado com uma base de granito, garantindo que, mesmo com grandes diferenças de temperatura entre o dia e a noite, a precisão de posicionamento da lente seja mantida em nível submicrométrico, auxiliando os astrônomos na observação nítida de corpos celestes distantes.
A base fundida, geralmente feita de materiais metálicos como o ferro fundido, possui um coeficiente de expansão térmica relativamente alto, em torno de 10-20 × 10⁻⁶/℃. Quando a temperatura varia, as dimensões se alteram consideravelmente, o que pode facilmente causar deformação térmica no módulo de movimento de ultraprecisão do flutuador de ar, resultando em uma diminuição da precisão do movimento. No processo de lapidação de lentes ópticas sensíveis à temperatura, a deformação da base fundida sob a influência da temperatura pode causar desvios na precisão da lapidação da lente além da faixa permitida e afetar a qualidade da lente.
Terceiro, resistência ao desgaste
A dureza do granito é elevada, podendo atingir 6-7 na escala de Mohs, apresentando forte resistência ao desgaste. Em laboratórios de ciência dos materiais, o módulo de movimento de ultraprecisão com flutuador pneumático, frequentemente utilizado, possui uma base de granito que resiste eficazmente ao atrito do cursor do flutuador. Comparada a bases de ferro fundido comuns, essa base permite prolongar o ciclo de manutenção do módulo em mais de 50%, reduzindo os custos de manutenção do equipamento e garantindo a continuidade das pesquisas científicas.
Se a base de fundição for feita de materiais metálicos comuns, a dureza será relativamente baixa e a superfície se desgastará facilmente sob o atrito recíproco prolongado do cursor da boia pneumática, o que afetará a precisão e a suavidade do movimento do módulo de movimento de ultraprecisão da boia pneumática, exigindo manutenção e substituição mais frequentes, aumentando o custo de uso e o tempo de inatividade.
Quarto, custo de fabricação e dificuldade de processamento
O custo de aquisição da matéria-prima granito é elevado, a mineração e o transporte são complexos, e o processamento requer equipamentos e tecnologia especializados, como corte de alta precisão, retificação e polimento, o que acarreta altos custos de fabricação. Além disso, devido à sua alta dureza, fragilidade e dificuldade de processamento, a tendência ao surgimento de lascas nas bordas, rachaduras e outros defeitos resulta em uma alta taxa de refugo.
As matérias-primas para a base de fundição são amplamente disponíveis, o custo é relativamente baixo, o processo de fundição é consolidado, a dificuldade de processamento é pequena e a produção em massa pode ser realizada por meio de moldes, com alta eficiência de produção e custo controlável. No entanto, para atingir a mesma alta precisão e estabilidade da base de granito, os requisitos de processo de fundição e pós-processamento são extremamente rigorosos, e o custo também aumentará significativamente.
Em resumo, a base de precisão em granito apresenta uma vantagem significativa em aplicações de módulos de movimento de ultraprecisão com alta exatidão, estabilidade e resistência ao desgaste. A base fundida, por sua vez, oferece vantagens em termos de custo e facilidade de processamento, sendo adequada para situações em que a exigência de precisão é relativamente baixa e a busca por custo-benefício é prioritária.
Data da publicação: 08/04/2025