Lors de la construction d'une plateforme flottante pneumatique de précision à pression statique, le choix de la base joue un rôle déterminant dans ses performances globales. Les bases de précision en granit et en fonte présentent des caractéristiques spécifiques, et des différences notables en termes de stabilité, de précision, de durabilité et de coût.
Premièrement, la stabilité : structure naturelle dense et métallique
Après des millions d'années de changements géologiques, le granite est étroitement lié au quartz, au feldspath et à d'autres minéraux pour former une structure très dense et uniforme. Face aux interférences externes, telles que les fortes vibrations générées par le fonctionnement des gros équipements dans les ateliers, la base en granit peut efficacement les bloquer et les atténuer grâce à sa structure cristalline complexe. Celle-ci permet de réduire de plus de 80 % l'amplitude des vibrations de la plateforme flottante à air statique de précision, offrant ainsi un fonctionnement stable et un mouvement fluide lors des opérations de traitement ou de détection de haute précision. Par exemple, lors du processus de photolithographie pour la fabrication de puces électroniques, la caractérisation précise des motifs est garantie.
La base en fonte est fabriquée à partir d'un alliage fer-carbone, et le graphite interne est réparti en feuilles ou en sphères. Malgré une certaine capacité d'amortissement des vibrations, son uniformité structurelle est inférieure à celle du granit. Face à des vibrations intenses et continues, la base en fonte a du mal à réduire les interférences vibratoires au même niveau que la base en granit, ce qui peut entraîner de légers écarts dans le mouvement de la plateforme flottante à air comprimé de précision, affectant ainsi ses performances lors des opérations de haute précision.
Deuxièmement, la conservation de la précision : les avantages naturels d'une faible dilatation et le défi du changement thermique du métal
Le granit est connu pour son très faible coefficient de dilatation thermique, généralement compris entre 5 et 7 × 10⁻⁶/℃. Dans un environnement soumis à des fluctuations de température, la taille de la base de précision en granit varie peu. En astronomie, la plateforme de flotteur hydrostatique de précision, utilisée pour le réglage fin de la lentille du télescope, est associée à la base en granit. Même en cas de différence de température importante entre le jour et la nuit, elle garantit un positionnement précis de la lentille à l'échelle submicronique, aidant ainsi les astronomes à capturer la dynamique subtile des corps célestes lointains.
Le coefficient de dilatation thermique de la fonte est relativement élevé, généralement de 10-20 × 10⁻⁶/℃. Les variations de température entraînent des variations importantes de la taille de la base en fonte, ce qui peut facilement entraîner une déformation thermique de la plateforme flottante à air comprimé de précision, entraînant une diminution de la précision de mouvement de la plateforme. Lors du meulage de lentilles optiques thermosensibles, la déformation de la base en fonte sous l'effet de la température peut entraîner une déviation de la précision de meulage de la lentille au-delà de la plage admissible et affecter sa qualité.
Troisièmement, la durabilité : dureté élevée de la pierre naturelle et fatigue du métal
Le granit est d'une dureté élevée (dureté Mohs pouvant atteindre 6-7) et offre une excellente résistance à l'usure. Dans les laboratoires de sciences des matériaux, la plateforme flottante pneumatique de précision à pression statique, fréquemment utilisée, possède une base en granit qui résiste efficacement aux pertes par frottement à long terme. Comparée à une base ordinaire, elle permet d'allonger le cycle de maintenance de la plateforme de plus de 50 %, de réduire les coûts de maintenance des équipements et d'assurer la continuité des travaux de recherche scientifique. Cependant, le granit est relativement fragile et présente un risque de rupture en cas de choc accidentel.
La base en fonte présente une certaine ténacité et résiste difficilement aux chocs. Cependant, lors des mouvements alternatifs à haute fréquence et prolongés d'une plateforme flottante pneumatique de précision à pression statique, la fonte est sujette à la fatigue, ce qui modifie sa structure interne et affecte la précision et la stabilité du mouvement. De plus, la fonte est sujette à la rouille et à la corrosion en milieu humide, ce qui réduit sa durabilité. En revanche, la base en granit offre une meilleure résistance à la corrosion.
Quatrièmement, le coût de fabrication et la difficulté de traitement : les défis de l'extraction et du traitement de la pierre naturelle et le seuil du processus de coulée des métaux
L'extraction et le transport du granit sont complexes, et sa transformation requiert des équipements et des technologies de pointe. En raison de sa dureté et de sa fragilité élevées, la découpe, le meulage, le polissage et d'autres procédés sont sujets à l'effondrement, aux fissures et à un taux de rebut élevé, ce qui entraîne des coûts de fabrication élevés.
La base en fonte est fabriquée selon un procédé de moulage éprouvé, grâce à une vaste source de matières premières et à un coût relativement faible. Grâce au moule, la production en série et la productivité sont élevées. Cependant, pour obtenir la même précision et la même stabilité que la base en granit, le procédé de moulage et les exigences de post-traitement sont extrêmement stricts, nécessitant un usinage de précision et un traitement de vieillissement, ce qui entraîne une augmentation significative des coûts.
En résumé, la base de précision en granit présente des avantages significatifs dans les scénarios d'application de la plate-forme flottante à air à pression statique de précision qui nécessitent une précision, une stabilité et une résistance à l'usure élevées ; La base en fonte présente certains avantages en termes de coût et de ténacité, et convient aux occasions où les exigences de précision sont relativement faibles, la recherche de rentabilité et l'environnement de vibration et de température sont relativement stables.
Date de publication : 09/04/2025