Dalam bidang mesin penanda laser peringkat picosecond, ketepatan adalah penunjuk teras untuk menilai prestasi peralatan. Pangkalan, sebagai pembawa utama untuk sistem laser dan komponen ketepatan, bahannya secara langsung mempengaruhi kestabilan ketepatan pemprosesan. Granit dan besi tuang, sebagai dua bahan asas arus perdana, mempunyai perbezaan ketara dalam ciri pengecilan ketepatan semasa pemprosesan ultra-halus peringkat picosecond. Artikel ini akan menganalisis secara mendalam kelebihan dan kekurangan prestasi kedua-duanya untuk menyediakan asas saintifik untuk menaik taraf peralatan. ,
Sifat bahan menentukan asas ketepatan
Granit pada asasnya adalah batu igneus yang terbentuk melalui proses geologi selama ratusan juta tahun. Struktur kristal dalamannya adalah padat dan seragam, dengan pekali pengembangan linear serendah 0.5-8 × 10⁻⁶/℃, setanding dengan aloi ketepatan seperti keluli indium. Ciri ini menjadikan perubahan dimensinya hampir boleh diabaikan apabila suhu ambien berubah-ubah, dengan berkesan mengelakkan pengimbangan laluan optik dan ralat mekanikal yang disebabkan oleh pengembangan dan pengecutan haba. Di samping itu, ketumpatan granit adalah setinggi 2.6-2.8g /cm³, yang secara semula jadi mempunyai kapasiti penyerapan getaran yang sangat baik. Ia boleh melemahkan getaran frekuensi tinggi dengan pantas semasa pemprosesan laser, memastikan kestabilan sistem optik dan bahagian bergerak. ,
Tapak besi tuang digunakan secara meluas kerana prestasi tuangan yang sangat baik dan kelebihan kos. Struktur grafit serpihan tipikal besi tuang kelabu memberikannya prestasi redaman tertentu, yang boleh menyerap kira-kira 30% hingga 50% daripada tenaga getaran. Walau bagaimanapun, pekali pengembangan haba besi tuang adalah lebih kurang 10-12 ×10⁻⁶/℃, iaitu 2-3 kali ganda granit. Di bawah pengumpulan haba yang dihasilkan oleh pemprosesan berterusan jangka panjang, ubah bentuk dimensi terdedah untuk berlaku. Sementara itu, terdapat tekanan tuangan di dalam besi tuang. Oleh kerana tegasan dilepaskan semasa proses penggunaan, ia boleh menyebabkan perubahan tidak dapat dipulihkan dalam kerataan dan keserenjangan tapak. ,
Mekanisme pengecilan ketepatan dalam pemprosesan peringkat picosecond
Pemprosesan laser picosecond, dengan ciri nadi ultra-pendeknya, boleh mencapai pemprosesan halus pada tahap sub-mikron atau bahkan paras nanometer, tetapi ia juga menimbulkan keperluan yang ketat untuk kestabilan peralatan. Pangkalan granit, dengan struktur dalaman yang stabil, boleh mengawal tindak balas getaran pada tahap sub-mikron di bawah kesan laser frekuensi tinggi, dengan berkesan mengekalkan ketepatan kedudukan fokus laser. Data yang diukur menunjukkan bahawa mesin penanda laser dengan asas granit masih mengekalkan sisihan lebar garisan dalam ±0.5μm selepas pemprosesan picosaat berterusan selama 8 jam. ,
Apabila asas besi tuang terdedah kepada getaran frekuensi tinggi laser picosecond, struktur butiran dalaman akan mengalami keletihan mikroskopik akibat hentaman berterusan, mengakibatkan penurunan ketegaran asas. Data pemantauan daripada perusahaan pembuatan semikonduktor tertentu menunjukkan bahawa selepas enam bulan beroperasi, kadar pengecilan ketepatan pemprosesan peralatan dengan asas besi tuang mencapai 12%, terutamanya ditunjukkan sebagai peningkatan dalam kekasaran tepi garisan dan pengembangan ralat kedudukan. Sementara itu, besi tuang agak sensitif terhadap kelembapan persekitaran. Penggunaan jangka panjang terdedah kepada karat, mempercepatkan lagi kemerosotan ketepatan. ,
Pengesahan perbezaan prestasi dalam aplikasi praktikal
Dalam bidang pemprosesan komponen ketepatan elektronik 3C, sebuah perusahaan terkenal menjalankan ujian perbandingan ke atas prestasi peralatan dua jenis asas bahan. Dalam eksperimen, dua mesin penanda laser picosecond dengan konfigurasi yang sama masing-masing dilengkapi dengan asas granit dan besi tuang untuk memotong dan menanda kaca skrin telefon bimbit dengan lebar 0.1mm. Selepas 200 jam pemprosesan berterusan, kadar pengekalan ketepatan pemprosesan peralatan asas granit ialah 98.7%, manakala peralatan asas besi tuang hanya 86.3%. Tepi kaca yang diproses oleh yang terakhir menunjukkan kecacatan gigi gergaji yang jelas. ,
Dalam pembuatan komponen aeroangkasa, data pemantauan jangka panjang institut penyelidikan tertentu secara lebih intuitif mencerminkan perbezaan: Mesin penanda laser dengan asas granit mempunyai pengecilan ketepatan kumulatif kurang daripada 3μm dalam tempoh hayat perkhidmatan lima tahun; Walau bagaimanapun, selepas tiga tahun, ralat pemprosesan peralatan asas besi tuang yang disebabkan oleh ubah bentuk asas telah melebihi standard proses ±10μm, dan penentukuran ketepatan mesin keseluruhan perlu dijalankan. ,
Cadangan untuk menaik taraf keputusan
Jika perusahaan mengambil pemprosesan stabil berketepatan tinggi dan kitaran panjang sebagai tuntutan teras mereka, terutamanya dalam bidang seperti cip semikonduktor dan komponen optik ketepatan, asas granit, dengan kestabilan haba dan rintangan getaran yang cemerlang, adalah pilihan peningkatan yang ideal. Walaupun kos perolehan awalnya adalah 30% hingga 50% lebih tinggi daripada besi tuang, dari perspektif kos kitaran hayat penuh, pengurangan kekerapan penentukuran ketepatan dan masa henti peralatan untuk penyelenggaraan boleh meningkatkan manfaat keseluruhan dengan ketara. Untuk senario aplikasi dengan keperluan ketepatan pemprosesan yang agak rendah dan belanjawan terhad, asas besi tuang masih boleh digunakan sebagai penyelesaian peralihan di bawah premis mengawal persekitaran penggunaan secara munasabah. ,
Dengan membandingkan secara sistematik ciri pengecilan ketepatan granit dan besi tuang dalam pemprosesan peringkat picosecond, dapat dilihat bahawa memilih bahan asas yang sesuai adalah langkah utama untuk meningkatkan ketepatan pemprosesan dan kebolehpercayaan mesin penanda laser. Perusahaan harus, berdasarkan keperluan teknologi dan pertimbangan kos mereka sendiri, membuat keputusan saintifik mengenai pelan peningkatan asas untuk menyediakan asas peralatan yang kukuh untuk pembuatan mewah. ,
Masa siaran: Mei-22-2025