แบริ่งลมหินแกรนิต: เหตุใดอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และอุปกรณ์เลเซอร์ที่มีความแม่นยำจึงขึ้นอยู่กับมัน

แบริ่งลมหินแกรนิตเป็นวิธีที่เงียบที่สุดในการเคลื่อนย้ายแท่นที่แม่นยำ แทนที่จะกลิ้งบนลูกบอลหรือเลื่อนบนน้ำมัน รถม้าจะลอยอยู่บนแผ่นฟิล์มบางๆ ของอากาศอัด และหินแกรนิตนำทางที่มันลอยอยู่เหนือคือสิ่งที่กำหนดความแม่นยำของการเคลื่อนที่ การผสมผสาน - รางนำแบริ่งอากาศหินแกรนิตที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เชิงเส้น - กลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐานในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ในระบบเลเซอร์ femtosecond และ picosecond และในตาราง XY และสเตจความแม่นยำที่อยู่ข้างใต้ทั้งสอง บทความนี้จะกล่าวถึงสาเหตุ

จริงๆ แล้วตลับลูกปืนหินแกรนิตคืออะไร

ตลับลูกปืนอากาศทำงานโดยการผลักฟิล์มอากาศอัดบางๆ ซึ่งโดยทั่วไปมีความหนาไม่กี่ไมโครเมตร ระหว่างแคร่ที่เคลื่อนที่และไกด์ เนื่องจากไม่มีการสัมผัสระหว่างโลหะ-กับ-โลหะ จึงไม่สึกหรอ ไม่ติด-การลื่นไถล และแทบไม่มีแรงเสียดทาน: ระยะลูกปืนอากาศที่ออกแบบอย่างดี-สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่นตั้งแต่ไม่กี่ไมโครเมตรต่อวินาทีไปจนถึงเมตรต่อวินาที และคงตำแหน่งไว้ที่นาโนเมตร พื้นผิวไกด์คือการแข่งขันของแบริ่ง ดังนั้นความเรียบและความตรงของมันจึงกำหนดความแม่นยำของแกนทั้งหมด นั่นคือเหตุผลที่ไกด์มักเป็นหินแกรนิต

เหตุใดไกด์จึงควรเป็นหินแกรนิต ไม่ใช่เหล็ก

เหล็กและเหล็กหล่อสามารถทำแบบแบนได้ แต่หินแกรนิตมีคุณสมบัติสามประการที่จำเป็นต้องใช้ตลับลูกปืนอากาศ มีความเสถียรในมิติ ดังนั้นช่องว่างอากาศจึงคงที่เมื่ออุณหภูมิห้องเคลื่อนที่ โดยจะดูดซับแรงสั่นสะเทือนภายใน ฟิล์มจึงไม่ส่งผ่านสัญญาณรบกวนเล็กๆ น้อยๆ ซึ่งอาจแสดงเป็นข้อผิดพลาดของตำแหน่ง และไม่เป็นสนิม ซึ่งสำคัญเมื่อพื้นผิวลูกปืนต้องสะอาดและแห้งตลอดอายุการใช้งานหลายปี หินแกรนิตสีดำจาก UNPARALLELED® มีความหนาแน่นประมาณ 3100 กก./ลบ.ม. และไม่ใช่-แม่เหล็ก ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบเมื่อแท่นบรรทุกมอเตอร์เชิงเส้นตรงและเซ็นเซอร์ตำแหน่ง

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์: ซึ่งมีความต้องการสูงสุด

เครื่องมือเซมิคอนดักเตอร์เป็นผู้ใช้ตลับลูกปืนหินแกรนิตที่มีความต้องการมากที่สุด ขั้นเวเฟอร์ เครื่องมือพิมพ์หินและโอเวอร์เลย์ การตรวจสอบเวเฟอร์และมาสก์ การเชื่อมด้วยแม่พิมพ์ และการบรรจุขั้นสูง ล้วนวางตำแหน่งเวเฟอร์หรือเครื่องมือในระดับนาโนเมตรในขณะที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว ระยะลูกปืนลมช่วยนำทางพวกเขาโดยไม่มีอนุภาคการสึกหรอ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญภายในตู้ที่สะอาดซึ่งมีอนุภาคเดี่ยวเป็นข้อบกพร่อง และช่วยให้พวกมันเคลื่อนที่โดยไม่มีการสั่นสะเทือนที่องค์ประกอบกลิ้งจะฉีดเข้าไปในเส้นทางแสง

อุปกรณ์เลเซอร์เฟมโตวินาทีและพิโควินาที

ระบบเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษ - เครื่องมือ femtosecond และ picosecond ที่ใช้สำหรับการตัด การเจาะ และการสร้างพื้นผิวที่มีความแม่นยำ - ขึ้นอยู่กับเส้นทางแสงที่มั่นคงและระยะที่ไม่เกินขอบเขต ที่พลังงานพัลส์และอัตราการเกิดซ้ำ การสั่นเล็กน้อยหรือข้อผิดพลาดด้านความตรงไม่กี่ไมโครเมตรจะเปลี่ยนเป็นการเปลี่ยนแปลงการตัดโดยตรง แกนลูกปืนลมหินแกรนิตช่วยให้ชิ้นงานและเลนส์โฟกัสอยู่ในตำแหน่งสัมพันธ์เดียวกันตลอดการเดินทางระยะไกล ดังนั้นกระบวนการจึงรักษาคุณภาพขอบตั้งแต่คุณสมบัติแรกจนถึงคุณสมบัติสุดท้าย

ตาราง XY และขั้นตอนความแม่นยำ

ด้านล่างระดับเครื่องจักร แกนเดียวกันจะปรากฏเป็นตาราง XY หรือแท่นโครงสำหรับตั้งสิ่งของ ฐานหินแกรนิตมีแกนลูกปืนลมหนึ่งหรือสองแกน มอเตอร์เชิงเส้นตรงจะขับเคลื่อนแกนเหล่านั้น และเครื่องเข้ารหัสเชิงเส้นจะอ่านตำแหน่งโดยตรงจากเครื่องชั่ง การวางแกนสองแกนซ้อนกันบนบล็อกหินแกรนิตที่มั่นคงบล็อกเดียว หรือสร้างโครงสำหรับตั้งสิ่งของทรง H- ข้ามบล็อกนั้น จะทำให้ทั้งสองทิศทางตั้งฉากและได้ระดับซึ่งกันและกัน นี่คือสถาปัตยกรรมมาตรฐานสำหรับ-การตรวจสอบขั้นสุดท้าย การประมวลผลด้วยเลเซอร์ การจ่าย และขั้นตอนมาตรวิทยา และถูกสร้างขึ้นโดยใช้หินแกรนิตด้วยเหตุผลเดียวกันในทุกขนาด

การตัดเฉือนไกด์ลูกปืนลม 20 เมตรเป็นชิ้นเดียว

ตัวนำทางตลับลูกปืนลมเริ่มมีความยาวมากขึ้น เนื่องจากการใช้งานมีเพิ่มมากขึ้น เช่น การตรวจสอบ-รูปแบบขนาดใหญ่ การประมวลผลแผงและกระจก และระบบเลเซอร์เคลื่อนที่-ระยะยาว UNPARALLELED® ใช้ส่วนประกอบหินแกรนิตเดี่ยวยาวสูงสุด 20 เมตร กว้าง 4,000 มม. และหนา 1,000 มม. จึงสามารถผลิตตัวนำลูกปืนลมเป็นชิ้นเดียวต่อเนื่องกัน แทนที่จะต่อจากหลายบล็อก ชิ้นเดียวจะขจัดข้อต่อที่อาจขัดขวางความตรงและความเรียบของพื้นผิวแบริ่ง และช่วยให้ช่องว่างอากาศสม่ำเสมอตลอดการเคลื่อนที่ทั้งหมด

ความสามารถในการบดขนาดใหญ่ด้านหลังไกด์

ความตรงของรางกั้นแบบยาวนั้นถูกกำหนดไว้บนเครื่องเจียร ดังนั้นเครื่องจักรจึงต้องมีความสามารถพอๆ กับชิ้นงาน ความสามารถในการบดและการขัดขนาดใหญ่ของเรานั้นมีขนาดพอเหมาะกับงานนี้ และตารางด้านล่างจะสรุปสิ่งที่เราสามารถนำไปใช้กับโครงการตลับลูกปืนลมได้

หลังจากการเจียร พื้นผิวแบริ่งจะถูกขัดและ{0}ขูดด้วยมือเพื่อนำไกด์ทั้งหมดมาไว้ในระนาบเดียว และชิ้นส่วนที่เสร็จแล้วจะได้รับการตรวจสอบความเรียบ ความตรง และความขนานภายใต้อุณหภูมิที่มั่นคงก่อนจัดส่ง ตามแนวทางฉบับยาว สภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมนั้นไม่ใช่พิธีการ: การวัดที่ดำเนินการในห้องที่ไม่มีการควบคุมจะพูดถึงห้องมากกว่าคำแนะนำ

การระบุลูกปืนลมหินแกรนิต

หากคุณกำลังสร้างแท่นรับลม แบบที่เราต้องการนั้นสั้น: ความยาวและความกว้างของการเคลื่อนที่ ความตรงและความเรียบที่คุณต้องการ น้ำหนักบรรทุก และวิธีการขับเคลื่อนและอ่านแคร่ จากนั้นเราก็ทำเครื่องกแบริ่งอากาศหินแกรนิตนำทางเป็นชิ้นเดียว เตรียมพื้นผิวการติดตั้งสำหรับไดรฟ์และตัวเข้ารหัส และเมื่อแกนอยู่บนเครื่องจักรขนาดใหญ่ ให้รวมเข้ากับฐานหินแกรนิตที่มีความแม่นยำแบบกำหนดเองเพื่อสร้างฟูลเฟรม ผลลัพธ์ที่ได้คือขั้นตอนที่มีความแม่นยำมาจากวัสดุที่มั่นคง หน่วง และปราศจากสนิม- แทนที่จะมาจากห่วงโซ่ชิ้นส่วนที่ประกอบเข้าด้วยกัน ส่งข้อมูลจำเพาะและการใช้งานมาให้เรา แล้วเราจะส่งคืนคำแนะนำ ฐาน และข้อมูลการตรวจสอบให้ตรงกัน