V snahe o novú generáciu výroby polovodičov a submikrónovej metrológie sú „základ“ a „cesta“ dve najdôležitejšie premenné. Keďže konštruktéri strojov sa snažia o vyššiu priepustnosť a opakovateľnosť na nanometrovej úrovni, voľba medzižulové vzduchové ložiskoa tradičné vedenie s valčekovými ložiskami sa stalo kľúčovým inžinierskym rozhodnutím. Okrem toho samotný materiál základne stroja – v porovnaní s žulou a vysokovýkonnou keramikou – určuje tepelné a vibračné limity celého systému.
Porovnanie vodiacich ložísk s granitovým vzduchom a vodiacich ložísk s valivým ložiskom
Základný rozdiel medzi týmito dvoma systémami spočíva v ich spôsobe podopierania záťaže a riadenia trenia.
Vedenia vzduchových ložísk z žulypredstavujú vrchol pohybu bez trenia. Použitím tenkej vrstvy stlačeného vzduchu – zvyčajne s hrúbkou 5 až 20 mikrónov – sa pohyblivý vozík doslova vznáša nad žulovou vodiacou koľajnicou.
-
Nulové trenie a opotrebenie:Pretože nedochádza k fyzickému kontaktu, nie je potrebné prekonávať žiadne „lepenie“ (statické trenie) a systém sa nikdy neopotrebuje. To umožňuje neuveriteľne plynulé skenovanie s konštantnou rýchlosťou.
-
Priemerovanie chýb:Jednou z najvýznamnejších výhod vzduchových ložísk je ich schopnosť „spriemerovať“ mikroskopické nerovnosti povrchu žulovej koľajnice, čo vedie k priamočiarejšiemu pohybu ako samotná koľajnica.
-
Čistota:Tieto vodiace lišty sú bez potreby mazania inherentne kompatibilné s čistými priestormi, čo z nich robí štandard pre kontrolu doštičiek a výrobu plochých displejov.
Vodiace valčekové ložiskánaopak, spoliehajú sa na fyzický kontakt vysoko presných oceľových valčekov alebo guličiek.
-
Vynikajúca nosnosť:Pre aplikácie s vysokými užitočnými zaťaženiami alebo vysokými reznými silami (ako napríklad presné brúsenie) ponúkajú valivé ložiská výrazne vyššiu tuhosť a nosnosť.
-
Jednoduchosť ovládania:Na rozdiel od vzduchových ložísk, ktoré vyžadujú stály, ultračistý stlačený vzduch a filtračné systémy, sú valivé ložiská typu „plug-and-play“.
-
Kompaktný dizajn:Mechanické ložiská často dokážu uniesť vyššie zaťaženie na menšom pôdoryse v porovnaní s väčšou plochou potrebnou pre účinnú podložku vzduchového ložiska.
Zatiaľ čo valivé ložiská sú robustné a cenovo dostupné pre všeobecnú presnosť, vzduchové ložiská sú nevyhnutnou voľbou pre aplikácie, kde je „kontakt“ nepriateľom presnosti.
Aplikácie vzduchových ložísk: Kde sa presnosť stretáva s plynulosťou
Zavedenie vzduchových ložísk sa rozšírilo z laboratórií do veľkoobjemovej priemyselnej výroby.
VPolovodičový priemyselVzduchové ložiská sa používajú v litografii a pri sondovaní doštičiek. Schopnosť pohybu vysokými rýchlosťami s nulovými vibráciami zabezpečuje, že proces skenovania nezavádza artefakty do obvodov v nanometrovej mierke.
In Digitálne zobrazovanie a veľkoformátové skenovanie, konštantná rýchlosť vzduchového ložiska je kľúčová. Akékoľvek „zubovanie“ alebo vibrácie z mechanického ložiska by viedli k „pruhovaniu“ alebo skresleniu výsledného obrazu s vysokým rozlíšením.
Súradnicové meracie stroje (CMM)Spoliehajte sa na žulové vedenia so vzduchovými ložiskami, ktoré zabezpečujú pohyb sondy s čo najmenším dotykom. Absencia trenia umožňuje riadiacemu systému stroja okamžite reagovať na tie najmenšie zmeny povrchu meraného dielu.
Materiálny základ: Žula vs. keramika pre základy strojov
Výkon akéhokoľvek vodiaceho systému je obmedzený stabilitou základne, na ktorej je namontovaný. Po desaťročia bola žula priemyselným štandardom, ale pokročilá keramika (ako napríklad oxid hlinitý alebo karbid kremíka) si vydobyla miesto v extrémne výkonných aplikáciách.
Podstavce pre žulové strojezostávajú preferovanou voľbou pre 90 % vysoko presných aplikácií.
-
Tlmiace vlastnosti:Žula prirodzene lepšie absorbuje vysokofrekvenčné vibrácie, čo je nevyhnutné pre metrológiu.
-
Nákladová efektívnosť:Pre rozsiahle základy (až do niekoľkých metrov) je žula výrazne ekonomickejšia na získavanie a spracovanie ako technická keramika.
-
Tepelná zotrvačnosť:Vysoká hmotnosť žuly znamená, že pomaly reaguje na zmeny teploty okolia, čím poskytuje stabilné prostredie pre dlhodobé merania.
Keramické základne strojov(najmä oxid hlinitý) sa používajú, keď je potrebný „maximálny“ výkon.
-
Vysoký pomer tuhosti k hmotnosti:Keramika je pri rovnakej hmotnosti oveľa tuhšia ako žula. To umožňuje vyššie zrýchlenie a spomalenie pohyblivých pódií bez deformácie základne.
-
Extrémna tepelná stabilita:Niektoré keramické materiály majú koeficient tepelnej rozťažnosti (CTE) ešte nižší ako žula a ich vyššia tepelná vodivosť umožňuje podkladu rýchlejšie dosiahnuť tepelnú rovnováhu.
-
Tvrdosť:Keramika je prakticky odolná voči poškriabaniu a chemickej erózii, hoci je krehkejšia a jej výroba vo veľkých formátoch je výrazne drahšia.
Záväzok ZHHIMG k materiálovej vede
V spoločnosti ZHHIMG veríme, že najlepším riešením je zriedkakedy univerzálny prístup. Náš inžiniersky tím sa špecializuje na hybridnú integráciu týchto technológií. Na podporu beztrecieho pohybu vzduchového ložiska často využívame hmotu tlmiacu vibrácie žulového podstavca, niekedy v kritických bodoch s vysokým opotrebením alebo vysokou tuhosťou zapracovávame keramické vložky.
Ako popredný výrobca poskytujeme globálnemu trhu geologickú istotu prvotriednej žuly a technickú sofistikovanosť moderných pohybových systémov. Naše výrobné zariadenie kombinuje tradičné znalosti ručného lapovania – zručnosť potrebnú na dosiahnutie rovinnosti potrebnej pre vzduchové ložiská – s najmodernejším CNC obrábaním a laserovou interferometriou.
Záver: Navrhovanie vášho úspechu
Voľba medzi žulovými a keramickými ložiskami alebo medzi vzduchovými a mechanickými ložiskami v konečnom dôsledku určuje prevádzkové limity vašej technológie. Pre inžinierov v leteckom, polovodičovom a metrologickom sektore je pochopenie týchto kompromisov kľúčom k inovácii. Skupina ZHHIMG neustále posúva hranice toho, čo je možné v oblasti presného pohybu, a zabezpečuje, aby váš stroj stál na základoch absolútnej stability a pohyboval sa s bezkonkurenčnou presnosťou.
Čas uverejnenia: 22. januára 2026