Прецизна контрола кретања: Поређење постоља ваздушних лежајева и гранитних система у оптичкој метрологији

Неуморна тежња ка нанометарској тачности у производњи полупроводника и оптичкој инспекцији великих размера поставила је невиђене захтеве пред системе за управљање кретањем. Инжењери се често суочавају са критичним избором дизајна: елеганција без трења постоља са ваздушним лежајевима или робусна, поуздана механичка постоља на бази гранита која пригушују вибрације. У ZHHIMG групи, препознајемо да оптимално решење често лежи на пресеку науке о материјалима и динамике флуида.

Основна дебата: Фазе са ваздушним лежајевима наспрам гранитних фаза

Да би се разумела разлика, мора се погледати механика контакта. Традиционалне гранитне бине често користе високопрецизне механичке лежајеве - као што су клизачи са унакрсним ваљцима или куглицама - интегрисане директно награнитна базаОви системи су цењени због своје велике носивости и изузетне крутости. Природна својства пригушења гранита осигуравају да се све преостале вибрације из мотора или околине брзо распрше, што их чини основним елементом у метрологији тешких услова рада.

Насупрот томе, платформе са ваздушним лежајевима представљају врхунац глаткоће. Ослањањем покретног носача на танак филм ваздуха под притиском – обично дебљине само неколико микрона – ове платформе елиминишу физички контакт. Овај недостатак трења се претвара у нулто трење и нулто хабање, што омогућава изузетно константну брзину потребну у апликацијама скенирања. Иако ваздушни лежајеви нуде врхунску геометријску тачност, они захтевају довод чистог, сувог ваздуха и генерално су осетљивији на ексцентрично оптерећење у поређењу са својим механичким панданима.

Анализирање типова оптичких постоља за специјализоване примене

Област оптике захтева специјализоване профиле кретања, што доводи до развоја различитих оптичких постоља. Избор правог типа зависи од потребних степена слободе и окружења инспекције.

Линеарни оптички степеници су вероватно најчешћи, користећи или водеће вијке за велику силу или линеарне моторе за велико убрзање. Када је потребна правоћа на нанометарском нивоу током дугих путева, линеарни степеници са ваздушним лежајевима се често упарују са ласерским интерферометрима за повратну информацију.

Ротационе оптичке платформе су неопходне за мерења зависна од угла, као што су гониометрија или провера центрирања елемената сочива. Ротационе платформе са ваздушним лежајевима су овде посебно корисне, јер показују скоро нулто аксијално и радијално одступање, осигуравајући да оптичка оса остане савршено поравната током ротације.

Вишеосни системи, као што су XY или XYZ стекови, често се користе у аутоматизованој инспекцији плочица. У овим конфигурацијама, избор гранитне основе је неоспорив. Гранит обезбеђује неопходну масу и топлотну инерцију како би се спречило да кретање једне осе искриви прецизност друге.

Синергија гранита и ваздушних лежајева

Уобичајена је заблуда да су степенице са ваздушним лежајевима игранитне бинемеђусобно се искључују. У ствари, најнапреднији системи кретања су хибрид ова два. Врхунске бине са ваздушним лежајевима готово искључиво користе гранит као водећу површину. Разлог лежи у способности гранита да се преклапа до субмикронске равности на великим површинама – што је тешко постићи са алуминијумом или челиком.

Пошто ваздушни лежајеви „усредњавају“ површинске неравнине водилице, екстремна равност гранитне греде коју производи ZHHIMG омогућава да ваздушни филм остане конзистентан током целог кретања. Ова синергија резултира системима кретања који пружају најбоље из оба света: кретање ваздуха без трења и чврсту стабилност гранита.

Индустријска метрологија

Одржавање и еколошка разматрања

Рад ових система захтева строгу контролу животне средине. Механичке гранитне бине су релативно робусне, али захтевају периодично подмазивање и чишћење лежајева како би се спречило накупљање отпадака. Системи ваздушних лежајева, иако не захтевају одржавање у погледу подмазивања, зависе од квалитета пнеуматског довода. Било каква влага или уље у ваздушној линији може довести до „зачепљења отвора“, што може угрозити ваздушни филм и изазвати катастрофалан површински контакт.

Штавише, управљање температуром је од највеће важности. Оба система имају користи од велике термалне масе гранита, који делује као хладњак за линеарне моторе. Међутим, у нанометарским применама, чак и флуктуација од једног степена Целзијуса може изазвати значајно ширење. Професионалне лабораторије често користе специјализована гранитна кућишта како би одржале стабилну микроклиму око позорнице.

Закључак: Избор праве основе за вашу иновацију

Без обзира да ли ваша примена захтева високу носивост механичке гранитне позорнице или ултра-глатку контролу брзине система ваздушних лежајева, темељ остаје најкритичнија компонента. У ZHHIMG-у, не само да обезбеђујемо позорнице; ми пружамо геолошку и механичку сигурност потребну за ваше најамбициозније пројекте. Како се полупроводничка и оптичка индустрија крећу ка још строжим толеранцијама, наша посвећеност изврсности материјала и прецизном инжењерству осигурава да ваш систем за контролу кретања никада неће бити ограничавајући фактор у вашем истраживању или производњи.


Време објаве: 22. јануар 2026.