Užeikite į beveik bet kurią kalibravimo laboratoriją, CMM patalpą ar puslaidininkių švarią patalpą ir po brangiausia pastato įranga rasite tą pačią medžiagą: natūralų akmenį. Tačiau ne visi akmuo veikia vienodai, o skirtumas tarp „granito“ ir „marmuro“ nėra prekės ženklo - tai kristalinės struktūros, tankio ir ilgalaikio-stabilumo apkrovos klausimas.
Inžinieriams, kurie nurodo pagrindinę plokštę, mašinos lovą arbamatavimo atskaitos paviršius, suprasti šį skirtumą nėra akademinis. Tai turi įtakos pakartojamumui, šiluminiam elgesiui ir ant jo sumontuotos įrangos eksploatavimo trukmei.
Kodėl išvis Stone?
Prieš lyginant medžiagas, verta paklausti, kodėl natūralus akmuo pirmiausia naudojamas tiksliam naudojimui, kai ketus, plienas ir aliuminis yra dažnos alternatyvos.
Natūralus akmuo turi tris savybes, kurias metalai vienu metu stengiasi suderinti:
Mažas ir nuspėjamas šiluminis plėtimasis. Akmuo reaguoja į aplinkos temperatūros pokyčius daug lėčiau nei metalas, o jo šiluminio plėtimosi koeficientas yra mažesnis ir vienodesnis visoje medžiagoje.
Didelis vidinis slopinimas. Akmuo sugeria vibraciją, o ne ją perduoda, o tai labai svarbu atliekant optinius matavimus, lazerines sistemas ir bet kokį procesą, jautrų mikro{1}}vibracijai.
Ilgalaikis{0}}matmenų stabilumas. Skirtingai nei liejamas metalas, iškastas akmuo jau patyrė geologinį „senėjimo“ procesą per milijonus metų. Jis nešliaužia, nesikreipia ir nesumažina vidinio įtempimo taip, kaip gali metalo liejinys per pirmuosius eksploatavimo metus.
Dėl šių trijų savybių granito pagrindai visame pasaulyje rodomi po koordinačių matavimo mašinomis (CMM), optiniais komparatoriais, puslaidininkių tikrinimo įrankiais, lazeriniais interferometrais ir tiksliomis CNC platformomis.
Marmuro pakeitimo problema
Štai čia į rinką patenka painiavos - ir kartais apgalvotas pakeitimas -. Marmuras ir granitas yra natūralūs akmenys, kurie yra kasami, abu gali būti pjaustomi, poliruojami ir įklijuojami į plokščias plokštes, kurios atrodo beveik identiškos ne-specialistams. Tačiau geologiškai tai labai skirtingos medžiagos.
Marmuras yra metamorfinė uoliena, susidaranti daugiausia iš perkristalizuoto kalkakmenio. Jo kristalinė struktūra yra santykinai šiurkšti, o dėl kalcito sudėties jis pastebimai minkštesnis ir poringesnis nei nešvarus granitas. Granitas, priešingai, yra magminė uoliena, susidaranti iš lėtai atvėsusios magmos, sudaryta daugiausia iš susipynusių kvarco, lauko špato ir žėručio kristalų. Ši susipynusi kristalinė struktūra suteikia granitui būdingą kietumą ir standumą.
Praktiškai tai reiškia išmatuojamus skirtumus, susijusius su tikslumu:
| Turtas | Marmuras | Granitas (juodasis granitas) |
|---|---|---|
| Tipiškas tankis | ~2700 kg/m³ | ~2 900–3 100 kg/m³ (kinta priklausomai nuo karjero / rūšies) |
| Kietumas (Moho skalė) | ~3–4 | ~6–7 |
| Poringumas | Aukštesnis, jautresnis drėgmės sugėrimui | Žemesnis, stabilesnis matmenų kintamoje drėgmėje |
| Atsparumas dilimui | Žemesnis | Aukštesnis |
| Ilgalaikis lygumo išlaikymas- | Labiau linkę dreifuoti esant nuolatinei apkrovai | Geresnis išlaikymas esant nuolatinei apkrovai |
Kadangi marmuras yra minkštesnis ir poringesnis, dėl pasikartojančio kontakto (pvz., judančio CMM zondo ar slankiojančio stalo) jis labiau linkęs nusidėvėti paviršius ir lengviau sugeria aplinkos drėgmę -, o tai gali turėti įtakos plokštumo matavimams laboratorijose be griežtos drėgmės kontrolės. Dėl didesnio granito tankio ir mažesnio poringumo jis yra labiau nuspėjamas pasirinkimas tais atvejais, kai mikronų-lygis arba mažesnis{3}} mikronų lygumas turi būti išlaikytas per ilgus naudojimo metus, o ne tik kalibravimo metu.
Tai nereiškia, kad marmuras yra „bloga“ medžiaga - jis teisėtai naudojamas architektūroje, stalviršiuose ir dekoratyvinėse srityse, kur šios savybės neturi reikšmės. Problema iškyla ypač tada, kai marmuras pakeičiamas granitu metrologijos ar mašinų{2}}pagrindinėse srityse, kai pirkėjas nurodė granitą ir tikisi granito fizinių savybių, o tai dažnai sumažins medžiagų sąnaudas. Kadangi poliruoti ir nudažyti arba padengti du akmenys gali atrodyti panašiai, šis pakeitimas ne visada akivaizdus duomenų lape ar net vizualiai apžiūrint -, norint patvirtinti, paprastai reikia atlikti tankio patikrinimą arba kietumo testą.
Ko paklausti tiekėjo
Inžinieriams ir pirkimų komandoms, tiekiančioms granito komponentus, keli praktiniai klausimai gali padėti patikrinti medžiagos autentiškumą prieš išsiunčiant užsakymą:
Prašykite tikrojo išmatuoto tankio, o ne tik vardinės specifikacijos. Tiksliam naudojimui naudojamas juodasis granitas paprastai patenka į 2 900–3 100 kg/m³ diapazoną; jei plokštelė gerokai mažesnė už šį diapazoną, reikia atlikti tolesnius bandymus.
Klauskite karjero kilmės ir akmens kokybės. Gerbiami tiekėjai gali atsekti medžiagą iki konkretaus šaltinio.
Pateikite užklausą dėl lygumo sertifikavimo su atsekamu kalibravimu, idealiu atveju nurodant interferometrą arba elektroninį nivelyrą, kalibruotą pagal nacionalinį metrologijos institutą.
Patikrinkite paviršiaus kietumą, ypač plokščių, kurios matys pasikartojantį zondo kontaktą arba slydimą.
Esmė
Bet kokiam naudojimui, kai svarbus plokštumas, vibracijos slopinimas ar ilgalaikis matmenų stabilumas - CMM pagrindai, optiniai stendai, puslaidininkių tikrinimo platformos, linijinės variklio pakopos arba tikslios paviršiaus plokštės - granito virš marmuro fizinis atvejis yra paprastas: didesnis tankis, didesnis {kietumas, mažesnis atsparumas apkrovai. Abiejų medžiagų painiava suprantama, atsižvelgiant į jų paviršiaus panašumą, tačiau pagrindinė geologija pasakoja labai skirtingą istoriją apie tai, kaip kiekviena veiks po penkerių ar dešimties metų.
Šis straipsnis yra tebevykstančios techninės serijos, skirtos tiksliųjų akmens komponentų, skirtų metrologijos ir{0}}mašinų kūrimo programoms, dalis. Jei kyla klausimų apie medžiagų specifikacijas ar bandymus, tikslūs gamintojai, turintys vidaus metrologijos laboratorijas, paprastai gali geriausiai pateikti atsekamus duomenis, o ne vardines katalogo vertes.