في إنتاج شاشات LCD/OLED، يؤثر أداء هيكل جهاز الإنتاج بشكل مباشر على إنتاجية الشاشة. يصعب على هياكل أجهزة الإنتاج التقليدية المصنوعة من الحديد الزهر تلبية متطلبات السرعة والدقة العالية نظرًا لوزنها الثقيل وبطء استجابتها. أما هياكل أجهزة الإنتاج المصنوعة من الجرانيت، فقد حققت من خلال الابتكار في المواد والهيكل، "تخفيضًا في الوزن بنسبة 40% مع الحفاظ على صلابة فائقة"، لتصبح بذلك تقنية أساسية لتطوير الصناعة.
أولاً: ثلاث معوقات رئيسية في إطارات الرافعات المصنوعة من الحديد الزهر
وزن ثقيل وقصور ذاتي كبير: تصل كثافة الحديد الزهر إلى 7.86 غ/سم³، ويزن إطار الرافعة البالغ طوله 10 أمتار أكثر من 20 طنًا. يبلغ خطأ تحديد الموضع أثناء بدء التشغيل والتوقف بسرعات عالية ±20 ميكرومتر، مما يؤدي إلى تفاوت في سماكة الطلاء.
تخفيف الاهتزاز البطيء: نسبة التخميد هي 0.05-0.1 فقط، ويستغرق الاهتزاز أكثر من ثانيتين للتوقف، مما يتسبب في عيوب دورية في الطلاء، وهو ما يمثل 18٪ من المنتجات المعيبة.
التشوه على المدى الطويل: معامل مرونة كبير، صلابة غير كافية، خطأ التسطيح يتوسع إلى ±15 ميكرومتر بعد 3 سنوات من الاستخدام، وتكلفة صيانة عالية.
ثانيًا: المزايا الطبيعية للجرانيت
خفيف الوزن وعالي القوة: الكثافة 2.6-3.1 جم/سم³، انخفاض الوزن بنسبة 40%؛ قوة الضغط 100-200 ميجا باسكال (ما يعادل الحديد الزهر)، والتشوه 0.08 مم فقط (0.12 مم للحديد الزهر) عند تطبيق حمل 1000 كجم على امتداد 5 أمتار.
مقاومة ممتازة للاهتزاز: يشكل هيكل حدود الحبيبات الداخلية تخميدًا طبيعيًا، بنسبة تخميد تتراوح بين 0.3 و 0.5 (6 أضعاف نسبة الحديد الزهر)، ويكون السعة أقل من ±1 ميكرومتر تحت اهتزاز 200 هرتز.
استقرار حراري قوي: معامل التمدد الحراري هو 0.6-5×10⁻⁶/درجة مئوية (1/5-1/20 للحديد الزهر)، ويكون التمدد أقل من 100 نانومتر عند تغير درجة الحرارة بمقدار 20 درجة مئوية.
ثالثًا: الابتكار الحيوي في التصميم الهيكلي
هيكل الصفيحة المضلعة على شكل قرص العسل: يحاكي التوزيع الميكانيكي لقرص العسل، مع انخفاض بنسبة 40٪ في الوزن ولكن زيادة بنسبة 35٪ في صلابة الانحناء وانخفاض بنسبة 32٪ في الإجهاد.
عارضة عرضية متغيرة المقطع: يتم تعديل السماكة ديناميكيًا وفقًا للقوة، مع تقليل التشوه الأقصى بنسبة 28٪، مما يلبي متطلبات الحركة عالية السرعة لرأس الطلاء.
معالجة السطح على المستوى النانوي: يحقق التلميع المغناطيسي الانسيابي تسطحًا بمقدار ±1 ميكرومتر/متر، ويزيد طلاء الكربون الشبيه بالماس (DLC) من مقاومة التآكل بمقدار خمسة أضعاف، ويكون التآكل لكل مليون حركة أقل من 0.5 ميكرومتر.
رابعاً: الاتجاهات المستقبلية
الترقية الذكية: من خلال دمج أجهزة استشعار الألياف الضوئية وخوارزميات الذكاء الاصطناعي، يمكنها التعويض عن التداخل البيئي في الوقت الحقيقي، مع التحكم في خطأ الهدف في حدود ±0.1 ميكرومتر.
التصنيع الأخضر: يتم تقليل البصمة الكربونية لمواد الجرانيت المعاد تدويرها بنسبة 60٪، مع الحفاظ على 90٪ من أدائها، مما يعزز الاقتصاد الدائري.
ملخص: لقد حلّ إطار البوابات الجرانيتي مشكلة المواد التقليدية المتمثلة في أن "تقليل الوزن يستلزم تقليل الصلابة"، وذلك من خلال الجمع بين "الخصائص المعدنية والتصميم الحيوي والمعالجة الدقيقة". يكمن جوهر هذا الحل في استغلال بنية قرص العسل للمعادن الطبيعية والمحاكاة الميكانيكية الحديثة لتحقيق التحسين الأمثل وإعادة بناء خصائص المواد، مما يوفر حلاً صديقاً للبيئة يراعي الكفاءة والدقة في إنتاج شاشات LED/OLED. لا يُعد هذا الابتكار انتصاراً للمواد فحسب، بل هو أيضاً نموذج للتكامل التكنولوجي متعدد التخصصات، مما يُسهم في دفع صناعة الشاشات العالمية نحو دقة أعلى واستهلاك أقل للطاقة.
تاريخ النشر: 19 مايو 2025