Во сценаријата за високопрецизна обработка на машини за обележување со ласер на пикосекундно ниво, основата, како основна потпорна компонента на опремата, нејзиниот избор на материјал директно ја одредува стабилноста на точноста на обработката. Гранитот и ливнатото железо се два вообичаени материјали за производство на бази. Оваа статија ќе направи споредба од аспекти како што се физички својства, принципот на прецизно слабеење и податоци за практична примена, обезбедувајќи научна основа за надградба на опремата.
I. Разлики во својствата на материјалите: Основната логика на прецизните перформанси
Гранитот е природна магматска карпа, формирана со блиска кристализација на минерали како што се кварц и фелдспат во него. Се карактеризира со густа структура и висока тврдост. Неговата густина е обично помеѓу 2,7 и 3,1 g/cm³, а неговиот коефициент на термичка експанзија е екстремно низок, приближно (4-8) ×10⁻⁶/℃, што може ефикасно да се спротивстави на влијанието на температурните промени врз точноста на опремата. Покрај тоа, единствената микроструктура на гранитот му дава одлични перформанси на амортизација, овозможувајќи му брзо да ја апсорбира надворешната енергија на вибрации и да го намали влијанието на вибрациите врз точноста на обработката.
Лиеното железо, како традиционален индустриски материјал, има густина од приближно 7,86 g/cm³, релативно висока компресивна цврстина, но е топло
Бројот на ширење (приближно 12×10⁻⁶/℃) е 1,5-3 пати поголем од оној на гранитот. Покрај тоа, во внатрешноста на леаното железо има структури од графит во форма на снегулки. При долготрајна употреба, овие структури може да доведат до концентрација на стрес, што влијае на стабилноста на материјалот и последователно предизвикува намалување на прецизноста.
II. Механизам за прецизно слабеење при машинска обработка на пикосекунди
Ласерската обработка на пикосекундно ниво има исклучително високи барања за стабилност на животната средина. Секоја мала деформација на основниот материјал ќе се зголеми во резултатот од обработката. Флуктуациите на температурата, вибрациите генерирани од работата на опремата, заморот под долготрајно оптоварување итн., се клучни фактори што водат до намалување на точноста.
Кога температурата се менува, големината на гранитот малку се менува поради неговиот низок коефициент на термичка експанзија. Релативно големиот коефициент на термичка експанзија на леаното железо ќе предизвика основата да претрпи деформација што е тешко да се открие со голо око. Оваа деформација директно ќе влијае на стабилноста на оптичката патека на ласерот и ќе предизвика поместување на положбата на обележувањето. Во однос на вибрациите, високата карактеристика на пригушување на гранитот може да ги намали вибрациите од 100Hz во рок од 0,12 секунди, додека на леаното железо му се потребни 0,9 секунди. Во услови на високофреквентни вибрации, точноста на обработката на опремата со основи од леано железо е повеќе склона кон флуктуации.
Iii. Споредба на податоците за прецизно слабеење
Според тестовите на професионалните институции, за време на континуираната 8-часовна пикосекундна операција на ласерско обележување, атенуацијата на точноста на позиционирањето на XY-оската на опремата со гранитна основа е во рамките на ±0,5μm. Прецизното атенуирање на опремата на база од леано железо достигнува ±3μm, со значителна разлика. Во симулирана средина со промена на температурата од 5℃, грешката на термичка деформација на опремата на база од гранит е само +0,8μm, додека онаа на опремата на база од леано железо е дури +12μm.
Понатаму, од перспектива на долгорочна употреба, стапката на погрешна проценка на гранитните бази е само 0,03%, додека стапката на погрешна проценка на базите од леано железо е дури 0,5% поради проблеми со структурната стабилност. Овие податоци целосно покажуваат дека под барањата за висока прецизност на обработката на пикосекундно ниво, предноста на стабилноста на гранитните бази е значајна.
IV. Предлози за надградба и практични примени
За претпријатијата кои се стремат кон максимална прецизност во обработката, надградбата на основата од леано железо во гранитна основа е ефикасен начин за подобрување на перформансите на опремата. За време на процесот на надградба, треба да се обрне внимание на точноста на обработката на гранитната основа за да се осигури дека рамноста на површината ги исполнува барањата за дизајн. Во исто време, во комбинација со помошни уреди како што е системот за изолација од вибрации со воздушна флотација, антивибрациските перформанси на опремата можат дополнително да се оптимизираат.
Во моментов, во индустрии како што се производството на полупроводнички чипови и прецизната обработка на оптички компоненти, машините за ласерско обележување со гранитни основи се широко распространети, ефикасно зголемувајќи го приносот на производот и ефикасноста на производството. На пример, откако одреден производител на оптички компоненти ја надгради опремата на база на леано железо, стапката на прецизна квалификација на производот се зголеми од 82% на 97%, а ефикасноста на производството беше значително подобрена.
Како заклучок, во основната надградба на машините за ласерско обележување на пикосекундно ниво, гранитот, со својата извонредна термичка стабилност, високи перформанси на амортизација и способност за долгорочно задржување на прецизноста, стана идеален избор супериорен во однос на леаното железо. Претпријатијата можат разумно да изберат основни материјали врз основа на сопствените барања за обработка и буџети за да постигнат сеопфатна надградба на перформансите на опремата.
Време на објавување: 19 мај 2025 година