A pikoszekundumos lézeres jelölőgépek nagy pontosságú megmunkálási forgatókönyveiben az alap, mint a berendezés központi tartóeleme, anyagválasztása közvetlenül meghatározza a megmunkálási pontosság stabilitását. A gránit és az öntöttvas két gyakori anyag az alapgyártásban. Ez a cikk összehasonlítást végez olyan szempontok alapján, mint a fizikai tulajdonságok, a precíziós csillapítás elve és a gyakorlati alkalmazási adatok, tudományos alapot biztosítva a berendezések korszerűsítéséhez.
I. Anyagtulajdonságbeli különbségek: A precíziós teljesítmény mögöttes logikája
A gránit egy természetes magmás kőzet, amely ásványok, például kvarc és földpát sűrű kristályosodásával keletkezik. Sűrű szerkezet és nagy keménység jellemzi. Sűrűsége általában 2,7 és 3,1 g/cm³ között van, hőtágulási együtthatója pedig rendkívül alacsony, körülbelül (4-8) ×10⁻⁶/℃, ami hatékonyan ellenáll a hőmérséklet-változások berendezés pontosságára gyakorolt hatásának. Ezenkívül a gránit egyedi mikroszerkezete kiváló csillapítási teljesítményt biztosít, lehetővé téve a külső rezgési energia gyors elnyelését és a rezgésnek a feldolgozási pontosságra gyakorolt zavaró hatásának csökkentését.
Az öntöttvas, mint hagyományos ipari anyag, körülbelül 7,86 g/cm³ sűrűségű, viszonylag nagy nyomószilárdságú, de forró.
A hőtágulási szám (körülbelül 12×10⁻⁶/℃) 1,5-3-szorosa a grániténak. Ezenkívül az öntöttvas belsejében grafitpehely-szerkezetek találhatók. Hosszú távú használat során ezek a szerkezetek feszültségkoncentrációhoz vezethetnek, ami befolyásolja az anyag stabilitását, és ezáltal a pontosság csökkenését okozza.
Ii. Precíziós csillapítási mechanizmus pikoszekundumos megmunkálásban
A pikoszekundumos lézeres megmunkálás rendkívül magas követelményeket támaszt a környezeti stabilitással szemben. Az alapanyag bármilyen kismértékű deformációja felerősödik a megmunkálás eredményében. A hőmérséklet-ingadozások, a berendezés működése által generált rezgések, a hosszú távú terhelés alatti fáradás stb. mind kulcsfontosságú tényezők, amelyek a pontosság csökkenéséhez vezetnek.
A hőmérséklet változásával a gránit mérete kismértékben változik az alacsony hőtágulási együtthatója miatt. Az öntöttvas viszonylag nagy hőtágulási együtthatója miatt az alap deformációt szenved, amelyet szabad szemmel nehéz észlelni. Ez a deformáció közvetlenül befolyásolja a lézer optikai útvonalának stabilitását, és a jelölési pozíció eltolódását okozza. A rezgés tekintetében a gránit magas csillapítási tulajdonsága 0,12 másodpercen belül képes csillapítani a 100 Hz-es rezgést, míg az öntöttvas esetében ez az idő 0,9 másodperc. Nagyfrekvenciás rezgési körülmények között az öntöttvas talppal rendelkező berendezések feldolgozási pontossága hajlamosabb az ingadozásokra.
Iii. A precíziós csillapítási adatok összehasonlítása
Szakmai intézmények tesztjei szerint a folyamatos 8 órás pikoszekundumos lézeres jelölési művelet során a gránit talpú berendezés XY tengely pozicionálási pontosságának csillapítása ±0,5 μm-en belül van. Az öntöttvas talpú berendezés pontossági csillapítása eléri a ±3 μm-t, jelentős eltéréssel. Egy szimulált környezetben, 5 ℃-os hőmérséklet-változás mellett, a gránit talpú berendezés hődeformációs hibája mindössze +0,8 μm, míg az öntöttvas talpú berendezésé akár +12 μm is lehet.
Továbbá, hosszú távú használat szempontjából a gránit talpak hibás megítélési aránya mindössze 0,03%, míg az öntöttvas talpak hibás megítélési aránya a szerkezeti stabilitási problémák miatt akár 0,5%. Ezek az adatok teljes mértékben bizonyítják, hogy a pikoszekundumos szintű feldolgozás nagy pontosságú követelményei mellett a gránit talp stabilitási előnye jelentős.
Iv. Frissítési javaslatok és gyakorlati alkalmazások
Azon vállalatok számára, amelyek a legnagyobb feldolgozási pontosságra törekszenek, az öntöttvas alap gránit alapra való cseréje hatékony módja a berendezések teljesítményének javítására. A frissítési folyamat során figyelmet kell fordítani a gránit alap feldolgozási pontosságára, hogy a felület síkossága megfeleljen a tervezési követelményeknek. Ugyanakkor a kiegészítő eszközökkel, például a levegőflotációs rezgéscsillapító rendszerrel kombinálva a berendezés rezgéscsillapítási teljesítménye tovább optimalizálható.
Jelenleg olyan iparágakban, mint a félvezető chipek gyártása és a precíziós optikai alkatrészek megmunkálása, széles körben alkalmazzák a gránit talpú lézeres jelölőgépeket, amelyek hatékonyan növelik a termékhozamot és a termelési hatékonyságot. Például, miután egy bizonyos optikai alkatrészgyártó korszerűsítette az öntöttvas talpú berendezéseit, a termék pontossági minősítési aránya 82%-ról 97%-ra nőtt, és a termelési hatékonyság jelentősen javult.
Összefoglalva, a pikoszekundumos lézeres jelölőgépek alapfrissítésében a gránit kiemelkedő hőstabilitásával, nagy csillapítási teljesítményével és hosszú távú precíziós megtartó képességével ideális választássá vált az öntöttvassal szemben. A vállalatok ésszerűen választhatják ki az alapanyagokat saját feldolgozási igényeik és költségvetésük alapján, hogy átfogóan korszerűsítsék a berendezések teljesítményét.
Közzététel ideje: 2025. május 19.