ماژول حرکت فوق دقیق: تجزیه و تحلیل عمیق پایه دقیق گرانیتی و پایه ریخته‌گری معدنی.

انتخاب جنس پایه نقش مهمی در ساخت ماژول‌های حرکتی فوق دقیق ایفا می‌کند. پایه‌های دقیق گرانیتی و پایه‌های ریخته‌گری معدنی، به عنوان دو گزینه اصلی، هر کدام دارای ویژگی‌های متمایزی هستند که از نظر پایداری، حفظ دقت، دوام و هزینه تفاوت قابل توجهی دارند.

پایداری: تراکم طبیعی در مقابل کامپوزیت‌های مصنوعی
پس از میلیون‌ها سال تحولات زمین‌شناسی، گرانیت از طریق پیوند طبیعی کوارتز، فلدسپار و سایر مواد معدنی، ساختاری بسیار متراکم و یکنواخت تشکیل می‌دهد. در محیط‌های صنعتی که تجهیزات بزرگ ارتعاشات قوی ایجاد می‌کنند، ساختار کریستالی پیچیده گرانیت به طور مؤثر این اختلالات را تضعیف می‌کند و دامنه ارتعاش منتقل شده به ماژول‌های حرکتی فوق دقیق شناور در هوا را بیش از 80٪ کاهش می‌دهد. این امر عملکرد روان را در حین پردازش یا بازرسی‌های با دقت بالا، مانند الگوسازی دقیق تراشه‌های الکترونیکی در فرآیندهای فوتولیتوگرافی، تضمین می‌کند.

پایه‌های ریخته‌گری معدنی از ذرات معدنی مخلوط با چسب‌های تخصصی ساخته شده‌اند که منجر به ساختار داخلی یکنواخت با خواص میرایی ارتعاش خوب می‌شود. در حالی که آنها بافر مؤثری برای ارتعاشات عمومی فراهم می‌کنند و یک محیط کاری پایدار برای ماژول‌های حرکتی فوق دقیق شناور در هوا ایجاد می‌کنند، عملکرد آنها تحت ارتعاشات با شدت بالا و پایدار کمی پایین‌تر از پایه‌های گرانیتی است. این محدودیت ممکن است باعث ایجاد خطاهای جزئی در کاربردهای با دقت بالا شود.

حفظ دقت: انبساط کم طبیعی در مقابل انقباض کنترل‌شده
گرانیت به دلیل ضریب انبساط حرارتی فوق‌العاده پایین خود (معمولاً 5-7 × 10⁻⁶/°C) مشهور است. حتی در محیط‌هایی با نوسانات دمایی قابل توجه، پایه‌های دقیق گرانیتی تغییرات ابعادی حداقلی را نشان می‌دهند. به عنوان مثال، در کاربردهای نجومی، ماژول‌های حرکتی فوق دقیق شناور در هوا مبتنی بر گرانیت، دقت موقعیت‌یابی لنز در سطح زیر میکرون را برای تلسکوپ‌ها تضمین می‌کنند و ستاره‌شناسان را قادر می‌سازند تا جزئیات پیچیده اجرام آسمانی دور را ثبت کنند.

مواد ریخته‌گری معدنی را می‌توان طوری فرموله کرد که ویژگی‌های انبساط حرارتی را بهینه و کنترل کنند و به ضرایبی قابل مقایسه یا حتی پایین‌تر از گرانیت دست یابند. این امر آنها را برای تجهیزات اندازه‌گیری با دقت بالا و حساس به دما مناسب می‌کند. با این حال، پایداری طولانی‌مدت دقت آنها به دلیل عواملی مانند کهنه شدن چسب، که می‌تواند منجر به کاهش عملکرد در دوره‌های طولانی استفاده شود، همچنان منوط به تأیید است.

دوام: سختی بالای سنگ طبیعی در مقابل کامپوزیت‌های مقاوم در برابر خستگی
سختی بالای گرانیت (مقیاس موهس: ۶-۷) مقاومت عالی در برابر سایش را فراهم می‌کند. در آزمایشگاه‌های علوم مواد، پایه‌های گرانیتی برای ماژول‌های حرکتی فوق دقیق شناور در هوا که اغلب استفاده می‌شوند، در برابر اصطکاک طولانی مدت ناشی از لغزنده‌ها مقاومت می‌کنند و چرخه‌های نگهداری را در مقایسه با پایه‌های معمولی بیش از ۵۰٪ افزایش می‌دهند. با وجود این مزیت، شکنندگی گرانیت خطر شکستگی در اثر ضربه تصادفی را ایجاد می‌کند.

پایه‌های ریخته‌گری معدنی خواص ضد خستگی فوق‌العاده‌ای از خود نشان می‌دهند و یکپارچگی ساختاری را در طول حرکات رفت و برگشتی طولانی مدت با فرکانس بالا در ماژول‌های شناور با هوای فوق دقیق حفظ می‌کنند. علاوه بر این، آنها در برابر خوردگی شیمیایی خفیف مقاومت نشان می‌دهند و دوام را در محیط‌های با خوردگی خفیف افزایش می‌دهند. با این حال، در شرایط شدید مانند رطوبت بالا، چسب درون پایه‌های ریخته‌گری معدنی ممکن است تخریب شود و دوام کلی آنها را به خطر بیندازد.

هزینه تولید و دشواری پردازش**: چالش‌های استخراج سنگ طبیعی در مقابل فرآیندهای ریخته‌گری مصنوعی
استخراج و حمل و نقل گرانیت شامل تدارکات پیچیده‌ای است، در حالی که فرآوری آن به تجهیزات و تکنیک‌های پیشرفته‌ای نیاز دارد. به دلیل سختی و شکنندگی بالای آن، عملیاتی مانند برش، سنگ‌زنی و صیقل دادن اغلب منجر به نرخ بالای ضایعات می‌شود و هزینه‌های تولید را افزایش می‌دهد.

در مقابل، تولید پایه‌های ریخته‌گری معدنی به قالب‌ها و فرآیندهای خاصی نیاز دارد. اگرچه توسعه اولیه قالب هزینه‌های قابل توجهی را متحمل می‌شود، اما تولید انبوه بعدی پس از ایجاد قالب، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می‌شود.