หินแกรนิตเทียบกับเหล็กหล่อ: การเปิดเผยความแตกต่างของการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของฐานเครื่องวัดพิกัดสามมิติด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อน

ในด้านการวัดความแม่นยำสูง เครื่องวัดพิกัดสามมิติ (MSMP) เป็นอุปกรณ์หลักในการควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์ และฐานรองทำหน้าที่เป็นรากฐานสำหรับการทำงานที่เสถียร ประสิทธิภาพการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของฐานรองเป็นตัวกำหนดความแม่นยำในการวัดโดยตรง หินแกรนิตและเหล็กหล่อ ซึ่งเป็นวัสดุฐานรองหลักสองชนิด ได้รับความสนใจอย่างมากมานานแล้วเนื่องจากมีความแตกต่างกันในด้านการเสียรูปเนื่องจากความร้อน ด้วยเทคโนโลยีการตรวจจับภาพด้วยกล้องถ่ายภาพความร้อน เราสามารถเปิดเผยความแตกต่างที่สำคัญในด้านความเสถียรทางความร้อนระหว่างวัสดุทั้งสองได้โดยตรง ซึ่งเป็นพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับการเลือกอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมการผลิตที่ต้องการความแม่นยำสูง

การเสียรูปเนื่องจากความร้อน: "ฆาตกรล่องหน" ที่ส่งผลต่อความแม่นยำของการวัดพิกัดสามมิติ
เครื่องวัดพิกัดสามมิติ (3D) เก็บข้อมูลสามมิติโดยการสัมผัสของหัววัดกับวัตถุที่ต้องการวัด การเปลี่ยนแปลงรูปทรงเนื่องจากความร้อนของฐานจะทำให้จุดอ้างอิงในการวัดคลาดเคลื่อน ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม ปัจจัยต่างๆ เช่น การเกิดความร้อนระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ และความผันผวนของอุณหภูมิแวดล้อม ล้วนสามารถทำให้ฐานเกิดการขยายตัวหรือหดตัวเนื่องจากความร้อนได้ การเปลี่ยนแปลงรูปทรงเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้หัววัดคลาดเคลื่อนไปจากตำแหน่งเดิม ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการวัด สำหรับอุตสาหกรรมที่มีความต้องการความแม่นยำสูงมาก เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศและเซมิคอนดักเตอร์ ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงรูปทรงเนื่องจากความร้อนอาจนำไปสู่การทิ้งผลิตภัณฑ์หรือประสิทธิภาพการทำงานที่ลดลง ดังนั้น ความเสถียรทางความร้อนของฐานจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
กล้องถ่ายภาพความร้อน: แสดงภาพความแตกต่างของการเปลี่ยนแปลงรูปทรงเนื่องจากความร้อน
กล้องถ่ายภาพความร้อนสามารถแปลงการกระจายอุณหภูมิบนพื้นผิวของวัตถุให้เป็นภาพได้ โดยการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในบริเวณต่างๆ กล้องเหล่านี้สามารถแสดงสถานการณ์การเสียรูปเนื่องจากความร้อนได้ ในการทดลอง เราเลือกฐานเครื่องวัดพิกัดสามมิติที่ทำจากหินแกรนิตและเหล็กหล่อที่มีสเปคเดียวกัน จำลองการเกิดความร้อนระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ภายใต้สภาพแวดล้อมเดียวกัน และใช้กล้องถ่ายภาพความร้อนบันทึกการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและกระบวนการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของทั้งสองชิ้น
ฐานเหล็กหล่อ: เกิดการเสียรูปจากความร้อนอย่างมากและมีเสถียรภาพที่น่าเป็นห่วง
ภาพถ่ายความร้อนแสดงให้เห็นว่าหลังจากฐานเหล็กหล่อทำงานไป 30 นาที อุณหภูมิพื้นผิวมีการกระจายตัวไม่สม่ำเสมออย่างมาก เนื่องจากค่าการนำความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของเหล็กหล่อ อุณหภูมิในบริเวณเฉพาะที่ของฐานจึงสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว และความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุดอาจสูงถึง 8-10 ℃ ภายใต้แรงกดดันจากความร้อน ฐานเหล็กหล่อจะเกิดการเสียรูปเล็กน้อยที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า อุปกรณ์วัดความแม่นยำสูงตรวจพบว่าการเปลี่ยนแปลงขนาดเชิงเส้นอยู่ที่ 0.02-0.03 มม. การเสียรูปนี้จะทำให้ข้อผิดพลาดในการวัดขยายไปถึง ±5 μm ซึ่งส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อความแม่นยำในการวัด นอกจากนี้ หลังจากฐานเหล็กหล่อหยุดทำงาน ความร้อนจะระบายออกช้าและใช้เวลานานถึง 1-2 ชั่วโมงกว่าจะกลับสู่สภาพเดิม ซึ่งจำกัดความสามารถในการทำงานต่อเนื่องของอุปกรณ์อย่างมาก
ฐานหินแกรนิต: มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีเยี่ยม ช่วยให้การวัดมีความแม่นยำ
ในทางตรงกันข้าม ฐานหินแกรนิตแสดงให้เห็นถึงเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีเยี่ยมในระหว่างการใช้งาน ภาพถ่ายความร้อนแสดงให้เห็นว่าการกระจายอุณหภูมิบนพื้นผิวมีความสม่ำเสมอ หลังจากใช้งานไปหนึ่งชั่วโมง ความแตกต่างของอุณหภูมิสูงสุดบนพื้นผิวฐานอยู่ที่เพียง 1-2 ℃ เท่านั้น ซึ่งเป็นผลมาจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำมากของหินแกรนิต (5-7 ×10⁻⁶/℃) และความสม่ำเสมอที่ดีเยี่ยมของค่าการนำความร้อน หลังจากทดสอบแล้ว การเปลี่ยนแปลงขนาดเชิงเส้นของฐานหินแกรนิตภายใต้สภาวะการทำงานเดียวกันนั้นน้อยกว่า 0.005 มม. และข้อผิดพลาดในการวัดสามารถควบคุมได้ภายใน ±1 μm แม้หลังจากใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานาน ฐานหินแกรนิตก็ยังคงรักษารูปทรงที่คงที่ได้ และหลังจากหยุดการใช้งาน อุณหภูมิจะกลับสู่สภาวะคงที่อย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นข้อมูลอ้างอิงที่เชื่อถือได้สำหรับการวัดครั้งต่อไป

จากการนำเสนอและการเปรียบเทียบข้อมูลที่เข้าใจง่ายของกล้องถ่ายภาพความร้อน ทำให้เห็นถึงข้อดีของหินแกรนิตในด้านความเสถียรทางความร้อนได้อย่างชัดเจน สำหรับสถานประกอบการผลิตที่ต้องการการวัดที่มีความแม่นยำสูง การเลือกใช้เครื่องวัดพิกัดสามมิติที่มีฐานเป็นหินแกรนิตสามารถลดข้อผิดพลาดในการวัดที่เกิดจากการเสียรูปเนื่องจากความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และช่วยเพิ่มความแม่นยำและประสิทธิภาพในการตรวจสอบผลิตภัณฑ์ เนื่องจากอุตสาหกรรมการผลิตกำลังมุ่งสู่ความแม่นยำสูงและระบบอัจฉริยะ ฐานหินแกรนิตที่มีความเสถียรทางความร้อนที่โดดเด่น จึงมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมสำหรับเครื่องวัดพิกัดสามมิติและอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงยิ่งขึ้น ซึ่งจะช่วยยกระดับการควบคุมคุณภาพของอุตสาหกรรมไปสู่ระดับใหม่