الجرانيت في صناعة معدات الفحص البصري: نقاط الضعف والحلول.

نقطة ضعف في الصناعة
تؤثر العيوب المجهرية السطحية على دقة تركيب المكونات البصرية
على الرغم من صلابة الجرانيت، إلا أن سطحه قد يُصاب أثناء عملية التصنيع بشقوق مجهرية وثقوب رملية وعيوب أخرى. هذه العيوب الطفيفة غير مرئية للعين المجردة، لكنها قد تؤثر بشكل كبير على تركيب المكونات البصرية. فعلى سبيل المثال، عند تركيب عدسة بصرية عالية الدقة على منصة جرانيتية بها عيوب مجهرية، لا يمكن تحقيق التوافق المثالي بين العدسة والمنصة، مما يؤدي إلى انحراف المركز البصري للعدسة، وهو ما يؤثر على دقة المسار البصري لجهاز الكشف البصري بأكمله، ويقلل في النهاية من دقة الكشف.
يؤدي تحرر الإجهاد الداخلي في المادة إلى تشوه المنصة
على الرغم من أن الجرانيت يتعرض للتقادم الطبيعي الطويل، إلا أن الإجهاد الداخلي فيه يتغير أثناء عمليات التعدين والمعالجة. ومع مرور الوقت، تتلاشى هذه الإجهادات تدريجيًا، مما قد يؤدي إلى تشوه سطح الجرانيت. في أجهزة الفحص البصري ذات متطلبات الدقة العالية، حتى التشوه الطفيف للغاية قد يتسبب في انحراف مسار الكشف البصري. على سبيل المثال، في أجهزة الكشف البصري الدقيقة مثل مقاييس التداخل الليزرية، يؤدي التشوه الطفيف للسطح إلى إزاحة أهداب التداخل، مما ينتج عنه أخطاء في نتائج القياس ويؤثر بشكل خطير على موثوقية بيانات الكشف.
من الصعب مطابقة معامل التمدد الحراري للعنصر البصري
تعمل معدات الفحص البصري عادةً في بيئات ذات درجات حرارة مختلفة، وفي هذه الحالة، يُصبح اختلاف معامل التمدد الحراري بين الجرانيت والمكونات البصرية تحديًا كبيرًا. فعند تغير درجة الحرارة المحيطة، وبسبب اختلاف معامل التمدد الحراري بينهما، يحدث تفاوت في درجات التمدد، مما قد يُسبب إزاحة أو إجهادًا نسبيًا بين العنصر البصري ومنصة الجرانيت، وبالتالي يؤثر على دقة محاذاة النظام البصري واستقراره. على سبيل المثال، في بيئة ذات درجة حرارة منخفضة، تختلف درجة انكماش الجرانيت عن درجة انكماش الزجاج البصري، مما قد يؤدي إلى ارتخاء المكونات البصرية والتأثير على التشغيل الطبيعي لمعدات الكشف.
حل
عملية معالجة سطحية عالية الدقة
باستخدام تقنيات الطحن والتلميع المتقدمة، تتم معالجة سطح الجرانيت بدقة فائقة. ومن خلال سلسلة من عمليات الطحن الدقيقة، وباستخدام معدات CNC عالية الدقة، يمكن إزالة العيوب المجهرية من السطح بفعالية، ليصل استواء سطح الجرانيت إلى مستوى النانومتر. وفي الوقت نفسه، تُستخدم تقنيات متطورة مثل التلميع بشعاع الأيونات لتحسين جودة السطح بشكل أكبر، وضمان تركيب المكونات البصرية بدقة، وتقليل انحراف المسار البصري الناتج عن عيوب السطح، وتحسين الدقة الإجمالية لمعدات الفحص البصري.
آلية تخفيف التوتر والمراقبة طويلة الأمد
قبل معالجة الجرانيت، تُجرى معالجة حرارية عميقة ومعالجة بالاهتزازات لتقليل الإجهاد الداخلي إلى أقصى حد. بعد اكتمال المعالجة، تُستخدم تقنية متطورة لكشف الإجهاد لإجراء مراقبة شاملة للإجهاد على المنصة. في الوقت نفسه، تُنشأ ملفات صيانة دورية للمعدات، ويتم الكشف بانتظام عن أي تشوه في منصة الجرانيت. عند اكتشاف أي تشوه طفيف ناتج عن تخفيف الإجهاد، يُصحح فورًا من خلال عملية ضبط دقيقة لضمان استقرار المنصة أثناء الاستخدام طويل الأمد، وتوفير أساس متين لمعدات الفحص البصري.
إدارة الحرارة وتحسين مطابقة المواد
نظراً لاختلاف معامل التمدد الحراري، تم تطوير نظام جديد لإدارة الحرارة للحفاظ على درجة الحرارة داخل معدات الكشف البصري ضمن نطاق مستقر نسبياً من خلال التحكم الدقيق بها، مما يقلل من تمدد المواد الناتج عن تغيرات درجة الحرارة. ومن جانب آخر، عند اختيار المواد، تم مراعاة التوافق التام بين معامل التمدد الحراري للجرانيت والمكونات البصرية، واختيار أنواع من الجرانيت ذات معامل تمدد حراري متقارب، وإجراء تصميم مُحسَّن للمكونات البصرية وفقاً لذلك. إضافةً إلى ذلك، يمكن استخدام مواد عازلة وسيطة أو هياكل توصيل مرنة لتخفيف الإجهاد الناتج عن اختلاف التمدد الحراري بينهما، لضمان استقرار عمل النظام البصري في بيئات ذات درجات حرارة مختلفة، وتحسين قدرة معدات الكشف على التكيف مع البيئة ودقة الكشف.