في تطبيقات وحدات الحركة فائقة الدقة، تلعب القاعدة، باعتبارها عنصرًا داعمًا رئيسيًا، دورًا حاسمًا في أداء الوحدة. تتميز قاعدة الجرانيت الدقيقة والقاعدة المصبوبة بخصائصها الخاصة، والتباين بينهما واضح.
أولا: الاستقرار
بعد ملايين السنين من التغيرات الجيولوجية، يتميز الجرانيت ببنيته الداخلية الكثيفة والمتجانسة، ويرجع ذلك أساسًا إلى اندماج الكوارتز والفلسبار ومعادن أخرى بشكل وثيق. يمنحه هذا الهيكل الفريد ثباتًا ممتازًا ومقاومةً فعالةً للتداخل الخارجي. في ورشة تصنيع الرقائق الإلكترونية، تعمل المعدات الطرفية باستمرار، ويمكن لقاعدة الجرانيت أن تقلل سعة اهتزاز وحدة الحركة فائقة الدقة المنقولة إلى عوامة الهواء بأكثر من 80%، مما يضمن حركة سلسة للوحدة ويوفر ضمانًا قويًا لعمليات تصنيع الرقائق عالية الدقة، مثل الطباعة الحجرية والنقش.
على الرغم من قدرة قاعدة الصب على امتصاص الاهتزازات إلى حد ما، إلا أنه قد تظهر بعض العيوب، مثل وجود ثقوب رملية ومسام، أثناء عملية الصب، مما يُضعف تجانس الهيكل واستقراره. في مواجهة الاهتزازات عالية التردد والقوة، لا تضاهي قدرة قاعدة الجرانيت على تخفيف الاهتزازات، مما يُضعف استقرار حركة وحدة الحركة فائقة الدقة للعوامة الهوائية، مما يؤثر على دقة معالجة واكتشاف المعدات.
ثانياً، الحفاظ على الدقة
معامل التمدد الحراري للجرانيت منخفض جدًا، ويتراوح عادةً بين 5-7 ×10⁻⁶/℃، وفي ظل تقلبات درجات الحرارة، يكون التغير في الحجم ضئيلًا. في مجال علم الفلك، تُستخدم وحدة الحركة فائقة الدقة لضبط عدسة التلسكوب بدقة مع قاعدة الجرانيت، مما يضمن الحفاظ على دقة تحديد موقع العدسة عند مستوى دون الميكرون حتى في ظل اختلاف كبير في درجات الحرارة بين الليل والنهار، مما يُمكّن علماء الفلك من رصد الأجرام السماوية البعيدة بوضوح.
تُستخدم مواد معدنية شائعة الاستخدام، مثل الحديد الزهر، في قاعدة الصب، ومعامل التمدد الحراري فيها مرتفع نسبيًا، حوالي 10-20 ×10⁻⁶/℃. يتغير الحجم بشكل واضح مع تغير درجة الحرارة، مما يُسبب تشوهًا حراريًا لوحدة الحركة فائقة الدقة لعوامة الهواء، مما يُقلل من دقة الحركة. في عملية طحن العدسات البصرية الحساسة لدرجة الحرارة، قد يؤدي تشوه قاعدة الصب تحت تأثير درجة الحرارة إلى انحراف دقة طحن العدسات عن النطاق المسموح به، مما يؤثر على جودتها.
ثالثا، مقاومة التآكل
صلابة الجرانيت عالية، ويمكن أن تصل صلابة موس إلى 6-7، ومقاومة عالية للتآكل. في مختبر علوم المواد، وحدة الحركة فائقة الدقة العائمة الهوائية المستخدمة بكثرة، تتميز قاعدة الجرانيت بمقاومة فعالة لاحتكاك منزلقة العائمة الهوائية. بالمقارنة مع القاعدة المصبوبة العادية، يمكن تمديد دورة صيانة الوحدة بأكثر من 50%، مما يقلل من تكاليف صيانة المعدات، ويضمن استمرارية العمل البحثي.
إذا كانت قاعدة الصب مصنوعة من مواد معدنية عادية، فإن الصلابة منخفضة نسبيًا، والسطح سهل التآكل تحت الاحتكاك المتبادل طويل الأمد لمنزلق الطفو الهوائي، مما يؤثر على دقة الحركة وسلاسة وحدة الحركة فائقة الدقة للطفو الهوائي، مما يتطلب صيانة واستبدالًا أكثر تكرارًا، مما يزيد من تكلفة الاستخدام ووقت التوقف عن العمل.
رابعا، تكلفة التصنيع وصعوبة المعالجة
تكلفة الحصول على المواد الخام من الجرانيت مرتفعة، وعمليات التعدين والنقل معقدة، وتتطلب المعالجة معدات وتقنيات احترافية، مثل القطع والطحن والتلميع عالي الدقة، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التصنيع. وبسبب صلابته العالية وهشاشته وصعوبة معالجته، وسهولة انهيار حوافه، والشقوق، وغيرها من العيوب، فإن معدل الخردة مرتفع.
المواد الخام لقاعدة الصب متوفرة على نطاق واسع، وتكاليفها منخفضة نسبيًا، وعملية الصب متطورة، وصعوبة المعالجة بسيطة، ويمكن إنتاجها بكميات كبيرة من خلال القالب، بكفاءة إنتاج عالية وتكلفة يمكن التحكم فيها. ومع ذلك، لتحقيق نفس الدقة العالية والاستقرار الذي تتمتع به قاعدة الجرانيت، فإن متطلبات عملية الصب وما بعد المعالجة صارمة للغاية، مما يؤدي إلى ارتفاع التكلفة بشكل كبير.
باختصار، تتميز قاعدة الجرانيت الدقيقة بميزة كبيرة في تطبيقات وحدات الحركة فائقة الدقة، حيث تتميز بدقة عالية وثبات ومقاومة للتآكل. كما تتميز قاعدة الصب بمزايا من حيث التكلفة وسهولة المعالجة، وهي مناسبة للحالات التي تكون فيها متطلبات الدقة منخفضة نسبيًا وتتطلب كفاءة التكلفة.
وقت النشر: ٨ أبريل ٢٠٢٥