ปัญหาและแนวทางแก้ไขของหินแกรนิตในอุตสาหกรรมอุปกรณ์ตรวจสอบด้วยแสง

ปัญหาสำคัญของอุตสาหกรรม
ข้อบกพร่องระดับจุลภาคบนพื้นผิวส่งผลต่อความแม่นยำในการติดตั้งชิ้นส่วนทางแสง
แม้ว่าหินแกรนิตจะมีเนื้อแข็ง แต่ในกระบวนการผลิต พื้นผิวอาจยังเกิดรอยแตกขนาดเล็ก รูพรุน และข้อบกพร่องอื่นๆ ได้ ข้อบกพร่องเล็กน้อยเหล่านี้มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า แต่สามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อการติดตั้งชิ้นส่วนทางแสงได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อติดตั้งเลนส์ออปติคอลความแม่นยำสูงบนแท่นหินแกรนิตที่มีข้อบกพร่องขนาดเล็ก การติดตั้งที่แนบสนิทระหว่างเลนส์กับแท่นจะไม่สามารถทำได้ ส่งผลให้จุดศูนย์กลางแสงของเลนส์เบี่ยงเบน ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำของเส้นทางแสงของอุปกรณ์ตรวจจับแสงทั้งหมด และในที่สุดก็จะลดความแม่นยำในการตรวจจับลง
การคลายความเครียดภายในของวัสดุทำให้เกิดการเสียรูปของแท่น
แม้ว่าหินแกรนิตจะผ่านกระบวนการบ่มตามธรรมชาติมาเป็นเวลานาน แต่ในกระบวนการขุดและแปรรูป ความเครียดภายในก็ยังคงเปลี่ยนแปลงไป เมื่อเวลาผ่านไป ความเครียดเหล่านี้จะค่อยๆ คลายตัวลง ซึ่งอาจทำให้พื้นผิวหินแกรนิตเสียรูปได้ ในอุปกรณ์ตรวจสอบด้วยแสงที่มีความแม่นยำสูง แม้แต่การเสียรูปเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เส้นทางแสงในการตรวจจับเบี่ยงเบนไปได้ ตัวอย่างเช่น ในเครื่องมือตรวจจับด้วยแสงที่มีความแม่นยำสูง เช่น เลเซอร์อินเตอร์เฟอโรเมตร การเสียรูปเพียงเล็กน้อยของพื้นผิวจะทำให้แถบการรบกวนเคลื่อนที่ ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในผลการวัดและส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อความน่าเชื่อถือของข้อมูลการตรวจจับ
การหาค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ตรงกับชิ้นส่วนทางแสงนั้นเป็นเรื่องยาก
อุปกรณ์ตรวจสอบด้วยแสงมักทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิแตกต่างกัน ซึ่งในขณะนี้ ความแตกต่างระหว่างค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของหินแกรนิตและชิ้นส่วนทางแสงกลายเป็นความท้าทายที่สำคัญ เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเปลี่ยนแปลง เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ไม่สอดคล้องกันระหว่างวัสดุทั้งสอง จะทำให้เกิดการขยายตัวในระดับที่แตกต่างกัน ซึ่งอาจทำให้เกิดการเคลื่อนที่หรือความเครียดระหว่างชิ้นส่วนทางแสงและแท่นหินแกรนิต ส่งผลต่อความแม่นยำในการจัดตำแหน่งและความเสถียรของระบบทางแสง ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ ระดับการหดตัวของหินแกรนิตจะแตกต่างจากกระจกทางแสง ซึ่งอาจทำให้ชิ้นส่วนทางแสงหลวมและส่งผลต่อการทำงานปกติของอุปกรณ์ตรวจจับ
สารละลาย
กระบวนการปรับสภาพพื้นผิวที่มีความแม่นยำสูง
ด้วยเทคโนโลยีการเจียรและการขัดเงาขั้นสูง พื้นผิวหินแกรนิตจึงได้รับการประมวลผลด้วยความแม่นยำสูง ผ่านกระบวนการเจียรละเอียดหลายขั้นตอน โดยใช้เครื่อง CNC ที่มีความแม่นยำสูง สามารถกำจัดข้อบกพร่องขนาดเล็กบนพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้พื้นผิวหินแกรนิตเรียบเนียนถึงระดับนาโนเมตร ในขณะเดียวกัน เทคโนโลยีล้ำสมัย เช่น การขัดเงาด้วยลำแสงไอออน ถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวให้ดียิ่งขึ้น เพื่อให้มั่นใจได้ว่าสามารถติดตั้งชิ้นส่วนทางแสงได้อย่างแม่นยำ ลดการเบี่ยงเบนของเส้นทางแสงที่เกิดจากข้อบกพร่องบนพื้นผิว และปรับปรุงความแม่นยำโดยรวมของอุปกรณ์ตรวจสอบทางแสง
กลไกการบรรเทาความเครียดและการติดตามระยะยาว
ก่อนการแปรรูปหินแกรนิต จะมีการอบชุบด้วยความร้อนและการสั่นสะเทือนอย่างล้ำลึกเพื่อคลายความเครียดภายในให้มากที่สุด หลังจากเสร็จสิ้นการแปรรูปแล้ว จะใช้เทคโนโลยีการตรวจจับความเครียดขั้นสูงในการตรวจสอบความเครียดบนแท่นอย่างครอบคลุม ในขณะเดียวกัน ก็จัดทำแฟ้มการบำรุงรักษาอุปกรณ์ระยะยาว และตรวจจับการเสียรูปของแท่นหินแกรนิตอย่างสม่ำเสมอ เมื่อพบการเสียรูปเล็กน้อยที่เกิดจากการคลายความเครียด ก็จะทำการแก้ไขทันท่วงทีผ่านกระบวนการปรับแต่งอย่างแม่นยำ เพื่อให้มั่นใจในเสถียรภาพของแท่นในระหว่างการใช้งานระยะยาว และเป็นฐานที่มั่นคงสำหรับอุปกรณ์ตรวจสอบด้วยแสง
การจัดการความร้อนและการเพิ่มประสิทธิภาพการจับคู่วัสดุ
เนื่องจากความแตกต่างของสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ในด้านหนึ่ง จึงได้พัฒนาระบบจัดการความร้อนแบบใหม่เพื่อรักษาระดับอุณหภูมิภายในอุปกรณ์ตรวจจับแสงให้อยู่ในระดับที่ค่อนข้างคงที่โดยการควบคุมอย่างแม่นยำ ลดการขยายตัวของวัสดุที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ในอีกด้านหนึ่ง ในการเลือกวัสดุ ควรพิจารณาความสอดคล้องกันของสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของหินแกรนิตและส่วนประกอบทางแสงอย่างเต็มที่ เลือกหินแกรนิตที่มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนใกล้เคียงกัน และดำเนินการออกแบบปรับปรุงส่วนประกอบทางแสงให้เหมาะสม นอกจากนี้ ยังสามารถใช้วัสดุรองรับหรือโครงสร้างการเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นเพื่อลดความเครียดที่เกิดจากความแตกต่างของการขยายตัวทางความร้อนระหว่างทั้งสอง เพื่อให้มั่นใจว่าระบบทางแสงสามารถทำงานได้อย่างเสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิแตกต่างกัน และเพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมและความแม่นยำในการตรวจจับของอุปกรณ์ตรวจจับ