Pri výrobe LCD/OLED panelov priamo ovplyvňuje výkon portálového zariadenia výťažnosť obrazovky. Tradičné liatinové portálové rámy ťažko spĺňajú požiadavky na vysokú rýchlosť a presnosť kvôli ich vysokej hmotnosti a pomalej odozve. Žulové portálové rámy vďaka materiálovým a konštrukčným inováciám dosiahli „40 % zníženie hmotnosti pri zachovaní ultra vysokej tuhosti“, čím sa stali kľúčovou technológiou pre modernizáciu priemyslu.
I. Tri hlavné úzke miesta liatinových portálových rámov
Vysoká hmotnosť a silná zotrvačnosť: Hustota liatiny dosahuje 7,86 g/cm³ a 10-metrový portálový rám váži viac ako 20 ton. Chyba polohovania počas vysokorýchlostného štartu a zastavenia je ±20 μm, čo má za následok nerovnomernú hrúbku povlaku.
Pomalé tlmenie vibrácií: Pomer tlmenia je iba 0,05 – 0,1 a vibrácie sa zastavia za viac ako 2 sekundy, čo spôsobuje periodické chyby v povlaku, ktoré predstavujú 18 % chybných výrobkov.
Dlhodobá deformácia: Veľký modul pružnosti, nedostatočná húževnatosť, chyba rovinnosti sa po 3 rokoch používania zväčšuje na ±15 μm a vysoké náklady na údržbu.
II. Prirodzené výhody žuly
Ľahká a vysoko pevná: Hustota 2,6 – 3,1 g/cm³, zníženie hmotnosti o 40 %; Pevnosť v tlaku je 100 – 200 mpa (ekvivalent liatiny) a deformácia je iba 0,08 mm (0,12 mm pre liatinu) pri zaťažení 1 000 kg aplikovanom na rozpätie 5 metrov.
Vynikajúca odolnosť voči vibráciám: Vnútorná štruktúra hraníc zŕn vytvára prirodzené tlmenie s tlmiacim pomerom 0,3 – 0,5 (6-krát viac ako u liatiny) a amplitúda je pri vibráciách s frekvenciou 200 Hz menšia ako ±1 μm.
Silná tepelná stabilita: Koeficient tepelnej rozťažnosti je 0,6 – 5 × 10⁻⁶/℃ (1/5 – 1/20 pre liatinu) a rozťažnosť je menšia ako 100 nm pri zmene teploty o 20 ℃.
Iii. Bionické inovácie v konštrukčnom dizajne
Štruktúra rebrovanej dosky v tvare plástu: Simuluje mechanické rozloženie včelieho plástu so 40 % znížením hmotnosti, ale so 35 % zvýšením ohybovej tuhosti a 32 % znížením napätia.
Priečny nosník s premenlivým prierezom: Hrúbka sa dynamicky nastavuje podľa sily, pričom maximálna deformácia sa znižuje o 28 %, čo spĺňa požiadavky na vysokorýchlostný pohyb nanášacej hlavy.
Povrchová úprava v nanorozmeroch: Magnetoreologické leštenie dosahuje rovinnosť ±1 μm/m, diamantom podobný uhlíkový povlak (DLC) zvyšuje odolnosť proti opotrebeniu päťkrát a opotrebenie na milión pohybov je menšie ako 0,5 μm.
Iv. Budúce trendy
Inteligentný upgrade: Integráciou optických vláknových senzorov a algoritmov umelej inteligencie dokáže kompenzovať rušenie prostredia v reálnom čase s chybou cieľa kontrolovanou v rozmedzí ±0,1 μm.
Zelená výroba: Uhlíková stopa recyklovaných žulových materiálov sa znižuje o 60 %, pričom sa zachováva 90 % ich výkonnosti, čím sa podporuje obehové hospodárstvo.
Zhrnutie: Žulový portálový rám vyriešil problém tradičných materiálov, že „zníženie hmotnosti musí znížiť tuhosť“, a to kombináciou „minerálnych vlastností + bionického dizajnu + presného spracovania“. Základná logika spočíva vo využití včelieho plástu prírodných minerálov a modernej mechanickej simulácie na dosiahnutie optimalizácie a rekonštrukcie materiálových vlastností, čím sa poskytuje ekologické riešenie, ktoré zohľadňuje účinnosť aj presnosť pri výrobe LED/OLED. Táto inovácia nie je len víťazstvom materiálov, ale aj modelom interdisciplinárnej technologickej integrácie, ktorá pomáha globálnemu odvetviu displejov posunúť sa k vyššej presnosti a nižšej spotrebe energie.
Čas uverejnenia: 19. mája 2025