No campo da metrologia de ponta, a precisão é o critério central para medir o valor dos equipamentos. Nos últimos anos, 95% dos equipamentos de medição de ponta abandonaram as tradicionais bases de ferro fundido e adotaram bases de granito. Por trás dessa transformação do setor está o avanço tecnológico proporcionado pelas características de amortecimento em nível nanométrico das bases de granito. Este artigo analisará profundamente as vantagens exclusivas das bases de granito e desvendará o mistério por trás de sua transformação em "novas favoritas" entre os equipamentos de medição de ponta.
As limitações das bases de ferro fundido: É difícil atender aos requisitos de medição de ponta
O ferro fundido já foi o material principal para a base de equipamentos de medição e foi amplamente utilizado devido ao seu baixo custo e fácil processamento. No entanto, em cenários de medição de ponta, as limitações do ferro fundido estão se tornando cada vez mais proeminentes. Por um lado, o ferro fundido tem baixa estabilidade térmica, com um coeficiente de expansão térmica tão alto quanto 11-12 ×10⁻⁶/℃. Quando o equipamento gera calor durante a operação ou a temperatura ambiente muda, ele está sujeito à deformação térmica, resultando no desvio da referência de medição. Por outro lado, a estrutura interna do ferro fundido tem poros microscópicos e seu desempenho de amortecimento de vibração é insuficiente, tornando-o incapaz de absorver efetivamente a interferência de vibração externa. Quando a operação de máquinas-ferramentas e o movimento de veículos na oficina geram vibrações, a base de ferro fundido transmite as vibrações para o equipamento de medição, causando flutuações nos dados de medição e dificultando o atendimento aos requisitos de medição de alta precisão nos níveis nanométrico e micrométrico.
Características de amortecimento em nanoescala de bases de granito: a principal garantia para medições precisas
O granito é uma pedra natural formada por processos geológicos ao longo de centenas de milhões de anos. Seus cristais minerais internos são compactos e sua estrutura é densa e uniforme, conferindo-lhe excelentes propriedades de amortecimento em nanoescala. Quando vibrações externas são transmitidas à base de granito, sua microestrutura interna pode converter rapidamente a energia vibratória em energia térmica, alcançando uma atenuação eficiente. Em comparação com o ferro fundido, o tempo de resposta à vibração das bases de granito é reduzido em mais de 80%, e elas podem retornar a um estado estável em um tempo extremamente curto, evitando efetivamente o impacto da vibração na precisão da medição dos equipamentos de medição.
Do ponto de vista microscópico, a estrutura cristalina do granito contém um grande número de minúsculos contornos de grãos e partículas minerais, e essas características estruturais formam uma "rede de absorção de vibração" natural. Quando as ondas de vibração se propagam dentro do granito, elas colidem, refletem e se espalham com esses contornos de grãos e partículas múltiplas vezes. A energia da vibração é constantemente consumida nesse processo, alcançando assim o efeito de amortecimento de vibração. Estudos mostram que a base de granito pode reduzir a amplitude de vibração para menos de um décimo da original, proporcionando um ambiente de medição estável para os equipamentos de medição.
Outras vantagens das bases de granito: Atende plenamente às demandas de alto padrão
Além de suas excelentes propriedades de amortecimento em nanoescala, a base de granito também apresenta múltiplas vantagens, tornando-a a escolha ideal para equipamentos de medição de alta qualidade. Seu coeficiente de expansão térmica é extremamente baixo, de apenas 5-7 ×10⁻⁶/°C, e é praticamente inalterado por mudanças de temperatura. Ele pode manter tamanho e forma estáveis sob diferentes condições ambientais, garantindo a precisão da referência de medição. Além disso, o granito possui alta dureza (com uma dureza Mohs de 6-7) e forte resistência ao desgaste. Mesmo após uso prolongado, sua superfície ainda pode manter um estado plano de alta precisão, reduzindo a frequência de manutenção e calibração do equipamento. Além disso, o granito possui propriedades químicas estáveis e não é facilmente corroído por substâncias ácidas ou alcalinas, tornando-o adequado para diversos ambientes industriais complexos.
A prática da indústria comprovou o valor excepcional das bases de granito
Na área de fabricação de semicondutores, o tamanho dos chips entrou na era da nanoescala, e os requisitos de precisão para equipamentos de metrologia são extremamente elevados. Após uma renomada empresa internacional de semicondutores substituir o equipamento de medição por uma base de ferro fundido por uma base de granito, o erro de medição diminuiu de ±5 μm para ±0,5 μm e a taxa de rendimento do produto aumentou 12%. Na área aeroespacial, equipamentos de metrologia de ponta utilizados para detectar as tolerâncias de forma e posição dos componentes, após a adoção de bases de granito, evitam efetivamente a interferência de vibração, garantindo a precisão do processamento de componentes-chave, como pás de motores de aeronaves e fuselagens, e fornecendo uma forte garantia para a segurança e confiabilidade dos produtos aeroespaciais.
Com a melhoria contínua dos requisitos de precisão de medição na indústria de manufatura de ponta, as bases de granito, com suas características de amortecimento em nanoescala e amplas vantagens de desempenho, estão remodelando os padrões técnicos dos equipamentos de medição. A mudança do ferro fundido para o granito não é apenas uma atualização de materiais; é também uma revolução na indústria que impulsiona a tecnologia de medição de precisão a novos patamares.
Horário de publicação: 13 de maio de 2025