Šiuolaikinėje didelio-tikslios gamybos aplinkoje perėjus nuo „mikro“ prie „nano“ tikslumo, reikėjo iš esmės iš naujo{1}}įvertinti konstrukcines medžiagas. Tradicinis plienas ir granitas, nors ir istoriškai patikimi, vis labiau susiduria su dideliais puslaidininkių ir kosmoso pramonės šiluminiais ir mechaniniais poreikiais. UNPARALLELED Group pastebėjome, kad pažangios keramikos integravimas-ypač keraminių pneumatinių guolių ir konstrukcinių komponentų pavidalu-nebėra prabanga, o būtina naujos-kartos veikimo sąlyga.
Kodėl keraminės medžiagos apibrėžia tikslią inžineriją
Keramikos, o ne metalų pasirinkimas didelio{0}}tikslumo mašinų konstrukcijoje priklauso nuo fizinių konstantų, kurios skatina stabilumą. Kai aptariame tiksliąją inžineriją, iš esmės valdome tris kintamuosius: trintį, svorį ir šiluminį plėtimąsi.
Techninė keramika, tokia kaip aliuminio oksidas (Al_2O_3), silicio nitridas (Si_3N_4) ir silicio karbidas (SiC), siūlo žymiai didesnį Youngo modulį nei plieno. Šis būdingas standumas leidžia sukurti plonesnes, lengvesnes konstrukcijas, kurios nepraranda standumo. Be to, jų šiluminio plėtimosi koeficientas yra tik dalis tradicinių lydinių. Aplinkoje, kurioje vos 0,5 laipsnio temperatūros svyravimai gali sugadinti silicio plokštelę, keraminio rėmo matmenų stabilumas yra vienintelis būdas užtikrinti pakartojamumą.
Aerostatinė revoliucija: keraminių oro guolių pritaikymas
Bene reikšmingiausias judesio valdymo šuolis yra keraminių oro guolių pritaikymas. Skirtingai nuo tradicinių riedėjimo{1}}guolių, oro guoliai naudoja ploną suslėgto oro plėvelę (dažniausiai 5–10 mikronų), kad išlaikytų apkrovą. Kai guolio paviršius pagamintas iš porėtos arba didelio tankio keramikos, privalumai padidėja.
Koordinačių matavimo mašinose (CMM) ir optinėje tikrinimo įrangoje,keraminiai oro guoliaisudaryti be trinties aplinką. Kadangi nėra mechaninio kontakto, nėra susidėvėjimo, histerezės ir šilumos generavimo dideliu greičiu{1}}. Tokiose pramonės šakose kaip aviacija ir kosmosas, kur turbinos menčių tikrinimui reikalingas mažesnis -mikronų tikslumas, keraminės aerostatinės sistemos „tylus“ judėjimas užtikrina, kad užfiksuoti duomenys atspindėtų dalį, o ne mašinos vibraciją.
Be to, puslaidininkių litografijoje keramikos naudojimas apsaugo nuo dujų išsiskyrimo ir dalelių užteršimo -dažnai suteptų plieninių guolių gedimo vieta. Keraminis oro guolis iš prigimties yra suderinamas su „švariomis patalpomis“ ir veikia neribotą laiką be alyvos rūko ar metalo drožlių pavojaus.
Technologinė dvikova: ore plaukiojanti liniuotė prieš linijines variklio sistemas
Dažnas mūsų pasaulinių klientų diskusijų taškas yra pasirinkimas tarp ore plaukiojančių liniuočių (aerostatinių kreipiamųjų) sistemų ir tradicinių linijinių variklių pavarų. Nors abu yra žingsniai į priekį nuo rutulinių varžtų, jų pritaikymas skiriasi atsižvelgiant į užduoties „dinaminius ir statinius“ reikalavimus.
Oru plaukiojanti liniuotė puikiai tinka metrologijai ir{0}}ilgos kelionės nuskaitymui. Plūduriuodamos ant oro pagalvės virš tikslaus-perlenkto keraminio kreiptuvo, šios sistemos pasiekia neprilygstamą judėjimo „tiesumą“. Kadangi oro plėvelė vidutiniškai išlygina mikroskopinį kreipiamojo bėgio paviršiaus apdailą (reiškinys, žinomas kaip vidurkio efektas), atsirandantis judėjimas dažnai būna sklandesnis nei pats kreiptuvas.
Kita vertus, tiesiniai varikliai yra pagreičio ir pralaidumo meistrai. Jie pasižymi dideliu jėgos tankiu ir dinamišku reagavimu. Tačiau suporuotas su keraminiais oro guoliais, tiesinis variklis pasiekia tikrąjį potencialą. Šis hibridinis metodas pašalina sukibimo ir šilumos problemas, susijusias su mechaniniais kontaktais. Naudodami keraminę ore plaukiojančią liniuotę kaip pagrindą ir linijinį variklį kaip variklį, inžinieriai gali pasiekti judesio „Šventąjį Gralį“: nanometrų padėties nustatymą dideliu greičiu be šiluminio dreifo.
NEPRIlyginama individualiosios inžinerijos perspektyva
Kadangi pasaulinės tiekimo grandinės reikalauja sudėtingesnių komponentų, tikslaus partnerio vaidmuo iš tiekėjo tampa konsultantu. UNPARALLELED Group specializuojasi šių keraminių sistemų gamyboje pagal užsakymą. Nesvarbu, ar tai silicio karbido vakuuminis griebtuvas, ar kelių-ašių oro guolių pakopa, mes sutelkiame dėmesį į ilgalaikį-įrenginio gyvavimo ciklą.
Didelę pradinę investiciją į keramikos technologiją kompensuoja drastiškas priežiūros sumažinimas ir eksponentinis derlingumo padidėjimas. Sraigtasparnio aviacijos ir erdvėlaivių pavarų dėžėje arba plokštelinio skenerio širdyje ne-rūdijančio, ne-magnetinio ir itin-kieto keramikos komponento patikimumas yra didžiausias draudimas nuo gedimų.
Išvada
Metalo-prie-metalo trinties era baigiasi-aukštos klasės metrologijos ir gamybos pasaulyje. Kadangi mes plečiame ribas, kas įmanoma puslaidininkių ir kosmoso sektoriuose, keraminių medžiagų mokslo ir aerostatinių guolių technologijos sinergija ir toliau bus inovacijų kertinis akmuo. UNPARALLELED Group ir toliau yra įsipareigojusi padėti savo klientams pereiti prie šio techninio perėjimo, užtikrindama, kad jų sistemos būtų sukurtos ant absoliutaus stabilumo ir nulinės trinties pagrindo.