Vo svete vysoko presnej výroby – kde sa tolerancie zmenšujú pod 5 mikrónov a povrchové úpravy sa blížia optickej kvalite – sa nástroje, na ktoré sa spoliehame, musia vyvíjať nad rámec tradícií. Po desaťročia vládli metrologickému pultu oceľ a žula. Ale keďže odvetvia ako polovodičové zariadenia, letecká optika a medicínske mikroprístroje sa presadzujú do oblastí, kde aj tepelný drift alebo mikroskopické opotrebenie prinášajú neprijateľnú chybu, vzniká nová trieda referenčných nástrojov: tie, ktoré nie sú vyrobené z kovu alebo kameňa, ale z pokročilej technickej keramiky.
V ZHHIMG sme sa posunuli ďalej ako len ponúkaťKeramické rovné pravítkoalebo produkty z keramických štvorcových pravítok. Nanovo definujeme, čo môže byť pravítko – kombináciou ultrastabilných keramických materiálov s najmodernejším dizajnom vrátane nášho prelomového keramického pravítka s plávajúcim vzduchom, riešenia, ktoré úplne eliminuje mechanický kontakt a zároveň poskytuje opakovateľnosť na úrovni nanometrov.
Prečo keramika? Odpoveď začína na molekulárnej úrovni. Na rozdiel od ocele, ktorá sa s teplotou výrazne rozťahuje, alebo žuly, ktorá napriek svojej stabilite zostáva pórovitá a heterogénna, technické keramiky, ako napríklad oxid hlinitý tvrdený zirkóniom (ZTA) a nitrid kremíka, ponúkajú takmer nulovú pórovitosť, výnimočnú tvrdosť (1400 – 1800 HV) a koeficienty tepelnej rozťažnosti len 3 – 4 µm/m·°C. To znamená, že keramická rovná hrana od ZHHIMG si zachováva svoju geometriu aj pri teplotných výkyvoch, ktoré by konvenčné nástroje zdeformovali o niekoľko mikrónov.
Ale samotný materiál nestačí. Naše keramické pravítka sa skutočne odlišujú presnosťou ich výroby. Pomocou diamantového brúsenia, leštenia pod apertúrou a laserovej interferometrickej validácie v čistých priestoroch triedy ISO 5 dosahujeme tolerancie priamosti lepšie ako 0,8 µm na 500 mm – overené nielen pri dodaní, ale aj zdokumentované v kompletných kalibračných protokoloch, ktoré sú nadväzné na normy NIST a PTB. KaždýKeramické štvorcové pravítkoprechádza testom kolmosti pomocou elektronickej autokolimácie, čím sa zabezpečí, že uhly sú udržiavané s presnosťou na 1 oblúkovú sekundu (odchýlka ≈0,5 µm pri 100 mm).
Toto nie sú teoretické špecifikácie. Sú to prevádzkové reality pre klientov, ktorí si už nemôžu dovoliť kompromisy. Popredný dodávateľ komponentov pre EUV litografiu teraz používa naše keramické rovné pravítko výhradne na zarovnávanie rámov zrkadiel. „Oceľové pravítka sa počas dlhých expozičných cyklov zdeformovali,“ povedal nám ich hlavný metrológ. „Žula zachytila častice. Keramická verzia? Je stabilná už 18 mesiacov – nie je potrebná žiadna rekalibrácia.“
Napriek tomu môže byť aj dokonalá geometria narušená kontaktom. Ťahanie pravítka po povrchu riskuje mikroškrabance, interferenciu olejového filmu alebo elastickú deformáciu – najmä na mäkkých kovoch alebo leštenej optike. A práve tu inovácia spoločnosti ZHHIMG posúva vpred s keramickým vzduchovým plávajúcim pravítkom Custom Ceramic.
Nie je to len keramická pravítka s vyvŕtanými otvormi. Je to plne skonštruovaný aerostatický systém, navrhnutý s využitím výpočtovej dynamiky tekutín, ktorý zabezpečuje rovnomerné laminárne prúdenie vzduchu po celej dĺžke pravítka. Pri natlakovaní čistým, suchým vzduchom (alebo dusíkom v citlivých prostrediach) sa pravítko vznáša 5 – 10 mikrónov nad obrobkom, čím sa eliminuje fyzický kontakt a zároveň sa zachováva dokonalé zarovnanie. Výsledok? Skutočné bezkontaktné meranie rovinnosti, priamosti alebo overenia výšky schodov s opakovateľnosťou až ±0,2 µm.
Jedno laboratórium kvantových výpočtov vo Švajčiarsku teraz používa 600 mm keramické pravítko s plávajúcim vzduchom na kontrolu supravodivých nosičov čipov. „Akýkoľvek kontakt – dokonca aj s mäkkým dotykovým perom – zavádza napätie, ktoré mení výkon qubitu,“ vysvetlil ich procesný inžinier. „Keramické pravítko s plávajúcim vzduchom nám poskytuje referenciu, ktorú potrebujeme, bez toho, aby sme sa dotkli súčiastky. Stalo sa kritickým.“
To, čo umožňuje spoločnosť ZHHIMG, je jedinečná integrácia materiálovej vedy, presného obrábania a metrologických znalostí. Zatiaľ čo mnohí dodávatelia považujú keramiku za konštrukčné komponenty, my ju optimalizujeme ako meracie artefakty. Naše keramické uhlové pravítka majú skosené hrany, ktoré zabraňujú odštiepeniu, matné zadné strany na zníženie odleskov pod kontrolným osvetlením a voliteľné referenčné značky pre automatizované systémy videnia. Pre aplikácie v čistých priestoroch sú povrchy leštené na Ra < 0,02 µm, aby sa minimalizovala priľnavosť častíc.
A keďže každá aplikácia je iná, neveríme v univerzálne riešenie. Potrebujete keramickú rovnú hranu so zabudovanými vákuovými kanálmi na uchytenie tenkých doštičiek počas kontroly? Vytvorili sme ju. Vyžaduje sa...štvorcové pravítkos priechodnými otvormi zarovnanými s hrotom sondy vášho súradnicového meracieho stroja? Hotovo. Chcete vlastné keramické vzduchové plávajúce pravítko s integrovanými tlakovými senzormi a digitálnou nivelačnou spätnou väzbou? To je už v beta testovaní s klientom Tier-1 v leteckom priemysle.
Nasledovalo uznanie v odvetví. V publikácii Global Advanced Metrology Review z roku 2025 bola spoločnosť ZHHIMG uvedená ako jediná spoločnosť ponúkajúca kompletnú rodinu certifikovaných keramických referenčných nástrojov – vrátane plávajúcich variantov – s plnou geometrickou validáciou a digitálnou sledovateľnosťou. A čo je dôležitejšie, ich zavádzanie sa zrýchľuje: viac ako 60 % našich objednávok keramických pravítok teraz pochádza z odvetví, ktoré predtým považovali takéto nástroje za „prehnané“ – až kým nezmerali rozdiel.
Startup zameraný na výrobu zdravotníckych pomôcok a neurálnych implantátov prešiel z ocele na naše keramické uhlové pravítko a zaznamenal nárast výťažnosti pri prvom prechode o 22 %. „Staré uhlové pravítko zanechávalo na titánových puzdrách mikroryhy,“ povedal ich manažér QA. „Ani sme si to neuvedomili, kým sme neprešli na pravítko. Teraz každá súčiastka prechádza vizuálnou a rozmerovou kontrolou na prvý pokus.“
Pri hodnotení vašej ďalšej modernizácie metrológie sa teda sami seba opýtajte: Pridáva moja súčasná pravítka neistotu – alebo ju odstraňuje?
Ak váš proces pracuje na hranici detekovateľnosti, odpoveďou môže byť keramika – nie ako novinka, ale ako nevyhnutnosť. V spoločnosti ZHHIMG nevyrábame len keramické rovné pravítka, keramické štvorcové pravítka alebo keramické pravítka. Dôveru vkladáme do každého mikrónu.
Čas uverejnenia: 31. decembra 2025