ในกระบวนการผลิตแผง LCD/OLED ประสิทธิภาพของโครงเครนยกอุปกรณ์ส่งผลโดยตรงต่อผลผลิตของหน้าจอ โครงเครนยกอุปกรณ์แบบเหล็กหล่อแบบดั้งเดิมนั้นยากที่จะตอบสนองความต้องการด้านความเร็วและความแม่นยำสูงเนื่องจากมีน้ำหนักมากและตอบสนองช้า โครงเครนยกอุปกรณ์หินแกรนิต ด้วยนวัตกรรมด้านวัสดุและโครงสร้าง ได้ประสบความสำเร็จในการลดน้ำหนักลง 40% ในขณะที่ยังคงความแข็งแกร่งสูงมาก กลายเป็นเทคโนโลยีสำคัญสำหรับการยกระดับอุตสาหกรรม
I. ปัญหาคอขวดหลักสามประการของโครงเครนเหล็กหล่อ
น้ำหนักมากและแรงเฉื่อยสูง: ความหนาแน่นของเหล็กหล่อสูงถึง 7.86 กรัม/ซม³ และโครงเครนยกสูง 10 เมตรมีน้ำหนักมากกว่า 20 ตัน ความคลาดเคลื่อนในการกำหนดตำแหน่งระหว่างการเริ่มต้นและหยุดด้วยความเร็วสูงอยู่ที่ ±20 ไมโครเมตร ส่งผลให้ความหนาของสารเคลือบไม่สม่ำเสมอ
การลดทอนการสั่นสะเทือนช้า: อัตราส่วนการหน่วงอยู่ที่เพียง 0.05-0.1 และการสั่นสะเทือนใช้เวลามากกว่า 2 วินาทีจึงจะหยุดลง ส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องเป็นระยะในสารเคลือบ ซึ่งคิดเป็น 18% ของผลิตภัณฑ์ที่มีข้อบกพร่อง
การเสียรูปในระยะยาว: ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นสูง ความเหนียวไม่เพียงพอ ความคลาดเคลื่อนของความเรียบขยายตัวเป็น ±15 ไมโครเมตรหลังจากใช้งาน 3 ปี และค่าบำรุงรักษาสูง
2. ข้อดีตามธรรมชาติของหินแกรนิต
น้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง: ความหนาแน่น 2.6-3.1 กรัม/ซม³ ลดน้ำหนักลงได้ 40%; ความแข็งแรงในการรับแรงอัด 100-200 เมกะปาสคาล (เทียบเท่าเหล็กหล่อ) และการเสียรูปเพียง 0.08 มม. (0.12 มม. สำหรับเหล็กหล่อ) เมื่อรับน้ำหนัก 1,000 กก. บนช่วงความยาว 5 เมตร
ความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนที่ยอดเยี่ยม: โครงสร้างขอบเกรนภายในก่อให้เกิดการลดการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติ โดยมีอัตราส่วนการลดการสั่นสะเทือนอยู่ที่ 0.3-0.5 (สูงกว่าเหล็กหล่อถึง 6 เท่า) และแอมพลิจูดน้อยกว่า ±1 ไมโครเมตร ภายใต้การสั่นสะเทือนที่ 200 เฮิรตซ์
มีเสถียรภาพทางความร้อนสูง: ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนอยู่ที่ 0.6-5×10⁻⁶/℃ (1/5-1/20 สำหรับเหล็กหล่อ) และการขยายตัวจะน้อยกว่า 100 นาโนเมตร เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป 20℃
iii. นวัตกรรมไบโอนิกในการออกแบบโครงสร้าง
โครงสร้างแผ่นซี่โครงรังผึ้ง: จำลองการกระจายแรงทางกลของรังผึ้ง โดยลดน้ำหนักลง 40% แต่เพิ่มความแข็งแรงในการดัดงอ 35% และลดความเค้นลง 32%
คานขวางแบบปรับความหนาได้: ความหนาจะถูกปรับเปลี่ยนแบบไดนามิกตามแรงที่กระทำ โดยลดการเสียรูปสูงสุดลงได้ถึง 28% ซึ่งตรงตามข้อกำหนดการเคลื่อนที่ความเร็วสูงของหัวเคลือบ
การปรับสภาพพื้นผิวระดับนาโน: การขัดเงาด้วยของเหลวแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้ได้ความเรียบที่ ±1 μm/m การเคลือบด้วยคาร์บอนคล้ายเพชร (DLC) ช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอได้ถึงห้าเท่า และการสึกหรอต่อการเคลื่อนไหวหนึ่งล้านครั้งน้อยกว่า 0.5 μm
4. แนวโน้มในอนาคต
การอัปเกรดอัจฉริยะ: ด้วยการผสานรวมเซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสงและอัลกอริธึม AI ทำให้สามารถชดเชยการรบกวนจากสิ่งแวดล้อมได้แบบเรียลไทม์ โดยควบคุมความคลาดเคลื่อนของเป้าหมายให้อยู่ภายใน ±0.1 μm
การผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของวัสดุหินแกรนิตรีไซเคิลลดลง 60% ในขณะที่ประสิทธิภาพยังคงอยู่ถึง 90% ซึ่งส่งเสริมเศรษฐกิจหมุนเวียน
สรุป: โครงสร้างเฟรมหินแกรนิตได้แก้ปัญหาของวัสดุแบบดั้งเดิมที่ว่า "การลดน้ำหนักต้องลดความแข็งแกร่ง" ด้วยการผสมผสาน "คุณสมบัติของแร่ธาตุ + การออกแบบเลียนแบบธรรมชาติ + กระบวนการผลิตที่แม่นยำ" หลักการสำคัญอยู่ที่การใช้โครงสร้างรังผึ้งของแร่ธาตุธรรมชาติและการจำลองทางกลสมัยใหม่ เพื่อให้ได้การปรับปรุงและปรับคุณสมบัติของวัสดุใหม่ ซึ่งเป็นโซลูชันที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่คำนึงถึงทั้งประสิทธิภาพและความแม่นยำในการผลิต LED/OLED นวัตกรรมนี้ไม่เพียงแต่เป็นชัยชนะของวัสดุเท่านั้น แต่ยังเป็นแบบอย่างของการบูรณาการเทคโนโลยีแบบสหวิทยาการ ซึ่งช่วยให้อุตสาหกรรมจอแสดงผลทั่วโลกก้าวไปสู่ความแม่นยำที่สูงขึ้นและการใช้พลังงานที่ต่ำลง
วันที่เผยแพร่: 19 พฤษภาคม 2568