في مجال التصنيع عالي الجودة، تتطلب منصة XYZ الدقيقة ذات الرافعة الجسرية معايير صارمة للغاية فيما يتعلق بأداء المواد. وقد أصبح الجرانيت الطبيعي، بما يتمتع به من خصائص متميزة، خيارًا أفضل من الرخام.
أولاً: مقارنة الخواص الميكانيكية
الصلابة ومقاومة التآكل
يتكون الجرانيت بشكل أساسي من معادن مثل الكوارتز والفلسبار، وتتراوح صلابته على مقياس موس بين 6 و7. يتميز الجرانيت بمقاومته الفعالة للتآكل وحفاظه على دقة سطح المنصة خلال الاستخدام طويل الأمد والحركات الميكانيكية المتكررة. في المقابل، يتميز المكون الرئيسي للرخام، وهو كربونات الكالسيوم، بصلابة منخفضة نسبيًا، تتراوح بين 3 و5 على مقياس موس. وتحت نفس الاحتكاك والضغط، يكون الرخام أكثر عرضة للخدوش والتآكل، مما يؤثر على دقة المنصة وعمرها الافتراضي.
الصلابة والاستقرار
يتميز الجرانيت ببنية كثيفة، حيث تتشابك جزيئاته المعدنية الداخلية بإحكام، مما يمنحه صلابة فائقة. وعند تعرضه لأحمال ثقيلة وإجهادات ميكانيكية، يحافظ على استقراره الهيكلي ولا يميل إلى التشوه. أما الرخام، فيحتوي على العديد من النقوش والشقوق الدقيقة في داخله، وصلابته ضعيفة نسبيًا. وخلال الأحمال العالية أو الاستخدام طويل الأمد، قد تظهر فيه شقوق أو تشوهات نتيجة لتركيز الإجهاد، مما يؤثر على استقرار ودقة المنصة.
ثانياً: الاختلافات في الأداء الحراري
معامل التمدد الحراري
يتميز الجرانيت بمعامل تمدد حراري منخفض للغاية، يتراوح بين 4 و8 × 10⁻⁶ لكل درجة مئوية، ولا يتغير حجمه إلا قليلاً بتغير درجة الحرارة. وهذا أمر بالغ الأهمية لمنصات البوابات عالية الدقة ثلاثية المحاور (XYZ)، حيث يمنع التشوه الحراري الناتج عن تقلبات درجات الحرارة، ويضمن عدم تأثر دقة تحديد موضع المنصة. أما الرخام، فمعامل تمدده الحراري مرتفع نسبيًا. وفي بيئة ذات تقلبات كبيرة في درجات الحرارة، يكون عرضة للتمدد والانكماش الحراري، مما قد يؤدي إلى تغيرات في حجم المنصة ودقتها.
الموصلية الحرارية
يتميز الجرانيت بموصلية حرارية منخفضة. فعند تسخينه موضعياً، ينتشر الحر ببطء، مما يقلل من حدوث التشوه الحراري. أما الرخام، فيتميز بموصلية حرارية عالية نسبياً. في تطبيقات مثل المعالجة بالليزر التي تولد كمية كبيرة من الحرارة، يزداد احتمال انتقال الحرارة وانتشارها، مما يؤدي إلى تشوه حراري غير متجانس للسطح ويؤثر على دقة المعالجة.
ثالثًا: الاختلافات في خصائص التخميد
يتمتع الجرانيت بخصائص تخميد ممتازة، حيث يمكن لبنيته الداخلية امتصاص طاقة الاهتزاز وتخفيفها بكفاءة. أثناء تشغيل منصة الرافعة، يمكن كبح الاهتزاز بسرعة، مما يقلل من تأثيره على دقة المعالجة وعمر المعدات. أما أداء التخميد في الرخام فهو ضعيف نسبيًا، مما يجعل من الصعب تخفيف الاهتزازات بسرعة مثل الجرانيت، وهو ما لا يُساعد على عمليات المعالجة الدقيقة.
رابعاً: اعتبارات الاستقرار الكيميائي
يتميز الجرانيت بثبات كيميائي عالٍ ومقاومة للتآكل الناتج عن الأحماض والقلويات. في بعض بيئات المعالجة الخاصة، مثل تلك التي تتضمن مواد كيميائية أو غازات أكالة، يمكن لمنصات الجرانيت الحفاظ على ثبات خصائص المادة ومنع التآكل. أما المكون الرئيسي للرخام، وهو كربونات الكالسيوم، فهو عرضة للتفاعلات الكيميائية مع الأحماض ويتآكل بسهولة في البيئات الحمضية، مما يؤدي إلى تلف سطح المنصة وانخفاض دقتها.
خامساً: العمر الافتراضي وتكلفة الصيانة
بفضل مزايا الجرانيت من حيث الصلابة ومقاومة التآكل والثبات الحراري، فإن عمره الافتراضي عادةً ما يكون أطول من عمر الرخام. علاوة على ذلك، يتميز الجرانيت بمقاومته للتآكل، وقلة تشوهه، وطول دورة صيانته، وانخفاض تكاليف صيانته نسبيًا. أما الرخام، فيعاني من مشاكل مثل سهولة التآكل وضعف الثبات الحراري، مما يستدعي معايرة وإصلاحًا واستبدالًا أكثر تكرارًا، وبالتالي ارتفاع تكاليف صيانته.
وختاماً، يتفوق الجرانيت الطبيعي على الرخام في العديد من الجوانب، كالخواص الميكانيكية والحرارية، وخصائص التخميد، والاستقرار الكيميائي، وعمر الخدمة، وتكاليف الصيانة. ولذلك، أصبح المادة المثالية لمنصات الرافعات الجسرية الدقيقة من نوع XYZ.
تاريخ النشر: 12 يونيو 2025