Lors de la production d'écrans LCD/OLED, les performances du portique d'équipement influencent directement le rendement de l'écran. Les portiques traditionnels en fonte peinent à répondre aux exigences de vitesse et de précision élevées en raison de leur poids élevé et de leur faible réactivité. Grâce à des innovations matérielles et structurelles, les portiques en granit ont permis une réduction de poids de 40 % tout en conservant une rigidité ultra-élevée, devenant ainsi une technologie clé pour la modernisation de l'industrie.
I. Trois principaux goulots d'étranglement des portiques en fonte
Poids élevé et forte inertie : la densité de la fonte atteint 7,86 g/cm³ et le portique de 10 mètres pèse plus de 20 tonnes. L'erreur de positionnement lors des démarrages et arrêts à grande vitesse est de ± 20 µm, ce qui entraîne une épaisseur de revêtement irrégulière.
Atténuation lente des vibrations : le rapport d'amortissement n'est que de 0,05 à 0,1 et la vibration prend plus de 2 secondes pour s'arrêter, provoquant des défauts périodiques dans le revêtement, représentant 18 % des produits défectueux.
Déformation à long terme : module d'élasticité important, ténacité insuffisante, erreur de planéité s'étendant jusqu'à ±15 μm après 3 ans d'utilisation et coût de maintenance élevé.
Ii. Les avantages naturels du granit
Léger et haute résistance : Densité 2,6-3,1 g/cm³, réduction de poids de 40 % ; La résistance à la compression est de 100-200 mpa (équivalent à la fonte) et la déformation n'est que de 0,08 mm (0,12 mm pour la fonte) lorsqu'une charge de 1 000 kg est appliquée sur une portée de 5 mètres.
Excellente résistance aux vibrations : la structure interne des joints de grains forme un amortissement naturel, avec un rapport d'amortissement de 0,3 à 0,5 (6 fois celui de la fonte), et l'amplitude est inférieure à ±1 μm sous une vibration de 200 Hz.
Forte stabilité thermique : le coefficient de dilatation thermique est de 0,6 à 5 × 10⁻⁶/℃ (1/5 à 1/20 pour la fonte) et la dilatation est inférieure à 100 nm lorsque la température change de 20℃.
Iii. Innovation bionique dans la conception structurelle
Structure de plaque nervurée en nid d'abeille : Elle simule la répartition mécanique d'un nid d'abeille, avec une réduction de poids de 40 % mais une augmentation de la rigidité en flexion de 35 % et une diminution de la contrainte de 32 %.
Traverse à section variable : L'épaisseur est ajustée dynamiquement en fonction de la force, avec une déformation maximale réduite de 28 %, répondant aux exigences de mouvement à grande vitesse de la tête de revêtement.
Traitement de surface à l'échelle nanométrique : le polissage magnétorhéologique permet d'obtenir une planéité de ±1 μm/m, le revêtement en carbone de type diamant (DLC) augmente la résistance à l'usure de cinq fois et l'usure par million de mouvements est inférieure à 0,5 μm.
IV. Tendances futures
Mise à niveau intelligente : intégrant des capteurs à fibre optique et des algorithmes d'IA, il peut compenser les interférences environnementales en temps réel, avec l'erreur cible contrôlée à ± 0,1 μm.
Fabrication verte : L'empreinte carbone des matériaux en granit recyclé est réduite de 60 %, tandis que 90 % de leurs performances sont conservées, favorisant ainsi une économie circulaire.
Résumé : Le portique en granit résout le problème des matériaux traditionnels, selon lequel « la réduction du poids implique une diminution de la rigidité », grâce à la combinaison de « propriétés minérales, conception bionique et usinage de précision ». La logique fondamentale repose sur l'utilisation de la structure en nid d'abeille de minéraux naturels et d'une simulation mécanique moderne pour optimiser et reconstruire les propriétés des matériaux, offrant ainsi une solution écologique alliant efficacité et précision pour la production de LED/OLED. Cette innovation est non seulement une victoire pour les matériaux, mais aussi un modèle d'intégration technologique interdisciplinaire, qui contribue à l'évolution de l'industrie mondiale de l'affichage vers une plus grande précision et une consommation énergétique réduite.
Date de publication : 19 mai 2025