Dans la fabrication de précision, les tests de recherche scientifique et autres exigences de précision, la plateforme flottante pneumatique à pression statique de précision joue un rôle essentiel. Le choix de la base de la plateforme, comme la pose de la première pierre d'un bâtiment, est directement lié à ses performances. Les bases de précision en granit et en fonte minérale sont deux choix populaires, chacun présentant ses propres avantages. Voici une comparaison détaillée.
Stabilité : Différence entre la cristallisation naturelle et le composite artificiel
Après des millions d'années de changements géologiques, la base de précision en granit présente une structure cristalline extrêmement dense et uniforme, composée de quartz, de feldspath et d'autres minéraux. Face aux interférences externes, telles que les vibrations générées par le fonctionnement des gros équipements environnants, la base en granit agit comme un bouclier solide, capable de bloquer et d'atténuer efficacement les vibrations de la plateforme flottante à air statique de précision de plus de 80 %, offrant ainsi une base solide et stable pour un mouvement de haute précision. Dans l'atelier de fabrication de puces semi-conductrices, le processus de lithographie exige une stabilité élevée de la plateforme. La base en granit garantit le fonctionnement précis de l'équipement de lithographie, contribue à la gravure précise des motifs et améliore considérablement le rendement de fabrication.
La base en fonte minérale est composée de particules minérales mélangées à un liant spécial. Sa structure interne est uniforme et présente des propriétés d'amortissement des vibrations. Face aux vibrations générales, elle offre un environnement de travail relativement stable à la plateforme. Cependant, face à des vibrations intenses et continues, la capacité d'atténuation des vibrations de la base en fonte minérale est légèrement inférieure à celle d'une base en granit, ce qui peut entraîner de légères déviations du mouvement de la plateforme et affecter la précision des opérations de haute précision.
Précision de maintien : l'équilibre entre les avantages naturels et le contrôle artificiel de la faible dilatation
Le granit est connu pour son très faible coefficient de dilatation thermique, généralement compris entre 5 et 7 × 10⁻⁶/℃. Dans un environnement à température variable, la taille de la base de précision en granit varie peu. En astronomie, la plateforme de flotteur à air comprimé 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 les subtils changements des corps célestes lointains.
Lors de la formulation de matériaux de moulage minéraux, les caractéristiques de dilatation thermique peuvent être optimisées et contrôlées, et le coefficient de dilatation thermique peut être proche, voire supérieur, de celui du granit en ajustant la proportion de minéraux et de liants. Dans certains équipements de mesure thermosensibles de haute précision, la base en fonte minérale conserve une taille stable malgré les variations de température, garantissant ainsi la précision du mouvement de la plateforme. Cependant, la base en fonte minérale est affectée par des facteurs tels que le vieillissement du liant, et la stabilité de la précision à long terme doit être surveillée de plus près.
Durabilité : Caractéristiques de la pierre naturelle à haute dureté et des matériaux composites résistants à la fatigue
Le granit est d'une dureté élevée (dureté Mohs pouvant atteindre 6-7) et offre une bonne 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 se brise facilement en cas de choc accidentel.
La base en fonte minérale présente d'excellentes propriétés antifatigue, lui permettant de résister efficacement aux dommages dus à la fatigue et de préserver l'intégrité structurelle lors des mouvements alternatifs à haute fréquence et prolongés d'une plateforme flottante pneumatique de précision à pression statique. De plus, elle présente une certaine résistance aux produits chimiques courants et, dans un environnement présentant un léger risque de corrosion chimique, elle est plus durable que la base en granit. Cependant, dans des environnements extrêmes, comme une forte humidité, le liant de la base en fonte minérale peut être affecté, ce qui réduit sa durabilité.
Coût de fabrication et difficulté de traitement : défis de la pierre naturelle et seuils de coulée artificielle
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, il est sujet à des problèmes tels que l'affaissement des arêtes et des fissures lors de la découpe, du meulage, du polissage et d'autres opérations. De plus, le taux de rebut est relativement élevé, ce qui entraîne des coûts de fabrication élevés.
La fabrication de bases en fonte minérale nécessite un moule et un procédé spécifiques. Le coût initial de développement du moule est élevé. Cependant, une fois le moule formé, la production en série est possible et le coût unitaire est réduit. Son procédé de fabrication est relativement simple par rapport au granit, et il permet d'atteindre des exigences de précision plus élevées grâce à un usinage mécanique. Il présente un potentiel rentable pour les applications à grande échelle.
Date de publication : 10 avril 2025