แท่นลอยน้ำแรงดันคงที่ความแม่นยำสูง: การเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างฐานหินแกรนิตความแม่นยำสูงและฐานเซรามิก

ในด้านการผลิตที่แม่นยำและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขั้นสูง การเลือกฐานรองสำหรับแท่นลอยตัวแบบใช้แรงดันอากาศคงที่ที่มีความแม่นยำสูงนั้นเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดประสิทธิภาพ ฐานรองหินแกรนิตและฐานรองเซรามิกมีลักษณะเฉพาะของตนเอง โดยแสดงให้เห็นถึงข้อดีและคุณลักษณะที่แตกต่างกันในด้านความเสถียร การรักษาความแม่นยำ ความทนทาน และอื่นๆ

ความเสถียร: โครงสร้างธรรมชาติเทียบกับโครงสร้างสังเคราะห์
หลังจากการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาอันยาวนาน หินแกรนิตจะถูกผสมผสานอย่างแน่นหนาด้วยควอตซ์ เฟลด์สปาร์ และแร่ธาตุอื่นๆ ก่อให้เกิดโครงสร้างที่หนาแน่นและสม่ำเสมอ เมื่อเผชิญกับการรบกวนจากแรงสั่นสะเทือนภายนอก เช่น แรงสั่นสะเทือนรุนแรงที่เกิดจากการทำงานของอุปกรณ์ขนาดใหญ่ในโรงงาน ฐานหินแกรนิตสามารถป้องกันและลดทอนแรงสั่นสะเทือนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งสามารถลดความแรงของแรงสั่นสะเทือนของแท่นลอยตัวแบบความดันคงที่ที่มีความแม่นยำสูงได้มากกว่า 80% ทำให้แท่นมีฐานการทำงานที่มั่นคง เพื่อให้มั่นใจได้ว่าการเคลื่อนที่ของแท่นเป็นไปอย่างราบรื่นในการประมวลผลหรือการตรวจสอบที่มีความแม่นยำสูง ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการพิมพ์หินของกระบวนการผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์ ฐานหินแกรนิตที่มั่นคงสามารถรับประกันการทำงานที่แม่นยำของอุปกรณ์พิมพ์หินชิปและบรรลุการกำหนดลักษณะของลวดลายชิปที่มีความแม่นยำสูง
ฐานเซรามิกผลิตขึ้นโดยการสังเคราะห์ด้วยเทคโนโลยีขั้นสูง โครงสร้างภายในมีความสม่ำเสมอและมีคุณสมบัติในการลดแรงสั่นสะเทือนได้ดี เมื่อเผชิญกับแรงสั่นสะเทือนทั่วไป สามารถสร้างสภาพแวดล้อมการทำงานที่มั่นคงสำหรับแท่นลอยตัวด้วยแรงดันอากาศแบบคงที่ที่มีความแม่นยำสูง อย่างไรก็ตาม เมื่อเผชิญกับแรงสั่นสะเทือนสูงและต่อเนื่อง ความสามารถในการลดแรงสั่นสะเทือนจะด้อยกว่าฐานหินแกรนิตเล็กน้อย และยากที่จะลดการรบกวนจากแรงสั่นสะเทือนให้อยู่ในระดับต่ำเท่ากัน ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อการเคลื่อนที่ที่มีความแม่นยำสูงของแท่นได้
การรักษาความแม่นยำ: การขยายข้อได้เปรียบตามธรรมชาติในระดับต่ำ และการควบคุมความแม่นยำโดยเทียม
หินแกรนิตเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำมาก โดยปกติอยู่ที่ 5-7 ×10⁻⁶/℃ ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิผันผวน ขนาดของฐานหินแกรนิตที่มีความแม่นยำสูงจะเปลี่ยนแปลงน้อยมาก ในด้านดาราศาสตร์ แพลตฟอร์มลอยตัวด้วยแรงดันอากาศแบบคงที่ที่มีความแม่นยำสูงสำหรับการปรับแต่งเลนส์กล้องโทรทัศน์อย่างละเอียดนั้น เมื่อใช้ร่วมกับฐานหินแกรนิต แม้ว่าความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืนจะมาก ก็สามารถรับประกันได้ว่าความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งของเลนส์จะคงอยู่ที่ระดับต่ำกว่าไมครอน ช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถบันทึกพลวัตที่ละเอียดอ่อนของวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ไกลออกไปได้
วัสดุเซรามิกมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมในด้านเสถียรภาพทางความร้อน และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของเซรามิกประสิทธิภาพสูงบางชนิดอาจต่ำถึงเกือบศูนย์ และสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำผ่านสูตรและกระบวนการผลิต ในอุปกรณ์วัดความแม่นยำสูงที่ไวต่ออุณหภูมิบางชนิด ฐานเซรามิกสามารถรักษาระดับขนาดให้คงที่ได้เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ทำให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำในการเคลื่อนที่ของแท่นลอยอากาศความดันคงที่ที่มีความแม่นยำสูง อย่างไรก็ตาม ความเสถียรของความแม่นยำในระยะยาวในการใช้งานจริงได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น การเสื่อมสภาพของวัสดุ และจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติม
ความทนทาน: ทำจากหินธรรมชาติที่มีความแข็งสูงและวัสดุสังเคราะห์ที่ทนต่อการกัดกร่อน
หินแกรนิตมีความแข็งสูง โดยมีค่าความแข็งตามมาตราโมห์อยู่ที่ 6-7 และทนต่อการสึกหรอได้ดี ในห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์วัสดุ มักใช้แท่นลอยอากาศแบบความดันคงที่ที่มีความแม่นยำสูง ซึ่งฐานหินแกรนิตสามารถต้านทานการสูญเสียจากการเสียดสีในระยะยาวได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเทียบกับฐานทั่วไป สามารถยืดอายุการใช้งานของแท่นได้มากกว่า 50% ลดต้นทุนการบำรุงรักษาอุปกรณ์ และรับประกันความต่อเนื่องของงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม หินแกรนิตค่อนข้างเปราะ มีความเสี่ยงที่จะแตกหักเมื่อถูกกระแทกโดยไม่ตั้งใจ
ฐานเซรามิกไม่เพียงแต่แข็งแรง แต่ยังมีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนทางเคมี เช่น แท่นลอยตัวด้วยแรงดันอากาศที่มีความแม่นยำสูงในอุปกรณ์ตรวจสอบผลิตภัณฑ์เคมี ฐานเซรามิกสามารถทนต่อก๊าซหรือของเหลวที่กัดกร่อน รักษาความสมบูรณ์ของพื้นผิวและคุณสมบัติทางกลได้เป็นเวลานาน ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น ความชื้นสูง ความเสถียรของประสิทธิภาพของฐานเซรามิกจะดีกว่าฐานหินแกรนิต
ต้นทุนการผลิตและความยากลำบากในการแปรรูป: ความท้าทายในการทำเหมืองหินธรรมชาติและขีดจำกัดทางเทคนิคของการสังเคราะห์หินเทียม
การขุดและการขนส่งวัตถุดิบหินแกรนิตมีความซับซ้อน และกระบวนการแปรรูปต้องใช้อุปกรณ์และเทคโนโลยีขั้นสูงมาก เนื่องจากหินแกรนิตมีความแข็งสูงและเปราะ การตัด การเจียร การขัดเงา และกระบวนการอื่นๆ จึงมีแนวโน้มที่จะแตกหัก มีเศษวัสดุเหลือทิ้งจำนวนมาก ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตสูง
การผลิตฐานเซรามิกอาศัยเทคโนโลยีการสังเคราะห์ขั้นสูงและการขึ้นรูปที่แม่นยำ ตั้งแต่การเตรียมวัตถุดิบ การขึ้นรูป ไปจนถึงการเผาผนึก ทุกขั้นตอนต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำ การวิจัยและพัฒนาและการลงทุนด้านอุปกรณ์ในช่วงแรกนั้นสูงมาก และมีเกณฑ์ทางเทคนิคที่สูง อย่างไรก็ตาม คาดว่าต้นทุนจะลดลงเมื่อขยายขนาดการผลิต และมีศักยภาพในการคุ้มค่าในด้านการใช้งานระดับสูง

โดยรวมแล้ว ฐานหินแกรนิตที่มีความแม่นยำสูงนั้นมีประสิทธิภาพดีในด้านความเสถียรโดยรวมและความทนทานทั่วไป ในขณะที่ฐานเซรามิกมีข้อดีเฉพาะตัวในด้านความสามารถในการปรับตัวต่ออุณหภูมิสูงและต่ำ และความทนทานต่อการกัดกร่อน การเลือกใช้ฐานควรพิจารณาจากสถานการณ์การใช้งาน สภาพแวดล้อม และงบประมาณของแท่นลอยน้ำแรงดันคงที่ที่มีความแม่นยำสูง