เหตุใดอุปกรณ์เลเซอร์ความเร็วสูงจึงขาดฐานหินแกรนิตไม่ได้? มาทำความเข้าใจข้อดีที่ซ่อนอยู่ทั้งสี่ประการนี้กัน

ในอุปกรณ์เลเซอร์ความเร็วสูงที่ใช้ในการผลิตชิปและชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง ฐานหินแกรนิตที่ดูเหมือนธรรมดา กลับเป็นกุญแจสำคัญในการหลีกเลี่ยงปัญหาที่ซ่อนอยู่ แล้วมันจะช่วยแก้ปัญหา "ตัวทำลายความแม่นยำ" ที่มองไม่เห็นเหล่านั้นได้อย่างไร? วันนี้เรามาดูกัน
I. ขจัด "ผีแห่งการสั่นสะเทือน" : บอกลาการรบกวนจากแรงสั่นสะเทือน
ในระหว่างการตัดด้วยเลเซอร์ความเร็วสูง หัวเลเซอร์จะเคลื่อนที่หลายร้อยครั้งต่อวินาที แม้แต่การสั่นสะเทือนเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้ขอบคมของชิ้นงานไม่เรียบได้ ฐานเหล็กเปรียบเสมือน "ระบบเสียงขนาดใหญ่" ที่ขยายการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการทำงานของอุปกรณ์และการสัญจรของยานพาหนะภายนอก ฐานหินแกรนิตมีความหนาแน่นสูงถึง 3100 กก./ลบ.ม. และโครงสร้างภายในมีความหนาแน่นเทียบเท่า "คอนกรีตเสริมเหล็ก" สามารถดูดซับพลังงานจากการสั่นสะเทือนได้มากกว่า 90% การวัดจริงของบริษัทผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แห่งหนึ่งพบว่า หลังจากเปลี่ยนมาใช้ฐานหินแกรนิต ความหยาบของขอบแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนที่ตัดแล้วลดลงจาก Ra1.2 μm เหลือ 0.5 μm และความแม่นยำดีขึ้นกว่า 50%

ประการที่สอง จงต่อต้าน "กับดักการเสียรูปจากความร้อน" : อุณหภูมิจะไม่ก่อให้เกิดปัญหาอีกต่อไป
ในระหว่างการประมวลผลด้วยเลเซอร์ ความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์อาจทำให้ฐานขยายตัวและเสียรูป ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุโลหะทั่วไปนั้นสูงกว่าหินแกรนิตถึงสองเท่า เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น 10 องศาเซลเซียส ฐานโลหะอาจเสียรูปได้ถึง 12 ไมโครเมตร ซึ่งเทียบเท่ากับ 1/5 ของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นผมมนุษย์! หินแกรนิตมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก แม้จะใช้งานเป็นเวลานาน การเสียรูปก็สามารถควบคุมได้ภายใน 5 ไมโครเมตร นี่เปรียบเสมือนการสวม "เกราะป้องกันอุณหภูมิคงที่" ให้กับอุปกรณ์ เพื่อให้แน่ใจว่าการโฟกัสของเลเซอร์มีความแม่นยำและปราศจากข้อผิดพลาดอยู่เสมอ
iii. การหลีกเลี่ยง "วิกฤตการสึกหรอ" : การยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
หัวเลเซอร์ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมักสัมผัสกับฐานเครื่องจักร และวัสดุที่ด้อยคุณภาพจะสึกหรอเหมือนกระดาษทราย หินแกรนิตมีความแข็ง 6 ถึง 7 บนมาตราโมห์ และทนต่อการสึกหรอได้ดีกว่าเหล็กเสียอีก หลังจากใช้งานปกติเป็นเวลา 10 ปี การสึกหรอของพื้นผิวจะน้อยกว่า 1 ไมโครเมตร ในทางตรงกันข้าม ฐานโลหะบางชนิดจำเป็นต้องเปลี่ยนทุก 2 ถึง 3 ปี สถิติจากโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์แห่งหนึ่งแสดงให้เห็นว่า หลังจากใช้ฐานเครื่องจักรที่ทำจากหินแกรนิตแล้ว ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาอุปกรณ์ลดลง 300,000 หยวนต่อปี
ประการที่สี่ ขจัด "ความเสี่ยงในการติดตั้ง" : ดำเนินการให้เสร็จสมบูรณ์อย่างแม่นยำในขั้นตอนเดียว
ความแม่นยำในการประมวลผลของฐานเครื่องจักรแบบดั้งเดิมมีจำกัด และความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งรูติดตั้งอาจสูงถึง ±0.02 มม. ส่งผลให้ชิ้นส่วนอุปกรณ์ไม่เข้ากันอย่างเหมาะสม ฐานหินแกรนิต ZHHIMG® ผลิตด้วยเครื่อง CNC ห้าแกน โดยมีความแม่นยำของตำแหน่งรู ±0.01 มม. เมื่อรวมกับการออกแบบการผลิตล่วงหน้าด้วย CAD/CAM ทำให้การติดตั้งเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบราวกับต่อเลโก้ สถาบันวิจัยแห่งหนึ่งรายงานว่า เวลาในการปรับแต่งอุปกรณ์ลดลงจาก 3 วันเหลือเพียง 8 ชั่วโมงหลังจากการใช้งาน