Am Beräich vun de Picosekonden-Level-Lasermarkéierungsmaschinnen ass Präzisioun den Haaptindikator fir d'Leeschtung vun der Ausrüstung ze evaluéieren. D'Basis, als Schlësselträger fir de Lasersystem a Präzisiounskomponenten, beaflosst säi Material direkt d'Stabilitéit vun der Veraarbechtungsgenauegkeet. Granit a Goss, als zwee Haaptgrondmaterialien, hunn bedeitend Ënnerscheeder an de Präzisiounsdämpfungseigenschaften während der Ultrafeinveraarbechtung op Picosekonden-Level. Dësen Artikel wäert d'Vir- an Nodeeler vun der Leeschtung vun deenen zwee grëndlech analyséieren, fir eng wëssenschaftlech Basis fir d'Moderniséierung vun der Ausrüstung ze bidden.
Materialeegeschafte bestëmmen d'Basis vun der Präzisioun
Granit ass am Fong e magmatescht Gestengs, dat duerch geologesch Prozesser iwwer Honnerte vu Millioune Joer entstanen ass. Seng intern Kristallstruktur ass dicht an eenheetlech, mat engem linearen Ausdehnungskoeffizient vun nëmmen 0,5-8 × 10⁻⁶/℃, vergläichbar mat deem vu Präzisiounslegierungen wéi Indiumstol. Dës Charakteristik mécht seng Dimensiounsännerung bal vernoléissegbar wann d'Ëmfeldtemperatur schwankt, wouduerch effektiv Offset vum optesche Wee a mechanesch Feeler, déi duerch thermesch Ausdehnung a Kontraktioun verursaacht ginn, vermeit ginn. Zousätzlech ass d'Dicht vum Granit bis zu 2,6-2,8 g /cm³ héich, wat natierlech eng exzellent Schwéngungsabsorptiounskapazitéit huet. Et kann déi héichfrequent Schwéngungen, déi während der Laserveraarbechtung generéiert ginn, séier ofschwächen, wat d'Stabilitéit vum optesche System a beweeglechen Deeler garantéiert.
Gossfundamenter gi wäit verbreet benotzt wéinst hirer exzellenter Gosleistung a Käschtevirdeeler. Déi typesch Flackegrafitstruktur vum Grogoss gëtt him eng gewëssen Dämpfungsleistung, déi ongeféier 30% bis 50% vun der Vibratiounsenergie absorbéiere kann. Wéi och ëmmer, ass den thermeschen Ausdehnungskoeffizient vum Goss ongeféier 10-12 × 10⁻⁶/℃, wat 2-3 Mol méi héich ass wéi dee vum Granit. Ënnert der Akkumulatioun vun Hëtzt, déi duerch laangfristeg kontinuéierlech Veraarbechtung generéiert gëtt, ass eng dimensional Verformung ufälleg. Gläichzäiteg gëtt et Gossspannungen am Goss. Well d'Spannung während dem Gebrauchsprozess fräigesat gëtt, kann et irreversibel Ännerungen an der Flaachheet an der Senkrechtheet vun der Basis verursaachen.
De Präzisiounsdämpfungsmechanismus an der Veraarbechtung op Pikosekonnenniveau
D'Pikosekonnenlaserveraarbechtung, mat senge ultra-kuerzen Impulscharakteristiken, kann eng fein Veraarbechtung op Submikronniveau oder souguer Nanometerniveau erreechen, awer si stellt och streng Ufuerderungen un d'Stabilitéit vun der Ausrüstung. D'Granitbasis, mat hirer stabiler interner Struktur, kann d'Vibratiounsantwort op Submikronniveau ënner Héichfrequenzlaserschlag kontrolléieren, wouduerch d'Positionéierungsgenauegkeet vum Laserfokus effektiv erhale bleift. Déi gemoossen Donnéeën weisen, datt d'Lasermarkéierungsmaschinn mat enger Granitbasis no enger kontinuéierlecher 8-Stonne-Pikosekonnenveraarbechtung ëmmer nach eng Ofwäichung vun der Linnbreet bannent ±0,5μm behält.
Wann d'Gossbasis den Héichfrequenzschwéngunge vun engem Pikosekonnenlaser ausgesat ass, gëtt déi intern Kärestruktur duerch de stännegen Impakt mikroskopesch Middegkeet erlidden, wat zu enger Ofsenkung vun der Steifheet vun der Basis féiert. Iwwerwaachungsdaten vun enger bestëmmter Hallefleederfabrikatiounsfirma weisen, datt no sechs Méint Betrib d'Ofschwächung vun der Veraarbechtungsgenauegkeet vun Ausrüstung mat Gossbasis 12% erreecht, wat sech haaptsächlech als eng Erhéijung vun der Rauheet vun de Linnekanten an eng Vergréisserung vu Positionéierungsfeeler manifestéiert. Gläichzäiteg ass Goss relativ empfindlech op Ëmweltfiichtegkeet. Laangfristeg Benotzung ass ufälleg fir Rost, wat d'Verschlechterung vun der Präzisioun weider beschleunegt.
Iwwerpréiwung vun Leeschtungsënnerscheeder a prakteschen Uwendungen
Am Beräich vun der Veraarbechtung vun 3C-elektronesche Präzisiounskomponenten huet eng bekannt Entreprise e Vergläichstest vun der Leeschtung vun zwou Zorte vu Materialbasen duerchgefouert. Am Experiment goufen zwou Picosekonne-Lasermarkéierungsmaschinne mat der selwechter Konfiguratioun mat Granit- a Gossbasen ekipéiert, fir d'Glas vun Handybildschirmer mat enger Breet vun 0,1 mm ze schneiden an ze markéieren. No 200 Stonne kontinuéierlecher Veraarbechtung war d'Retentiounsquote vun der Veraarbechtungsgenauegkeet vun der Granitbaséierter Ausrüstung 98,7%, während déi vun der Gossbaséierter Ausrüstung nëmmen 86,3% war. D'Kante vum Glas, dat vun der leschter veraarbecht gouf, hunn offensichtlech Sägezänndefekter gewisen.
Bei der Fabrikatioun vu Loftfaartkomponenten spigelen d'Laangzäit-Iwwerwaachungsdaten vun engem bestëmmte Fuerschungsinstitut d'Ënnerscheeder méi intuitiv erëm: D'Lasermarkéierungsmaschinn mat enger Granitbasis huet eng kumulativ Präzisiounsdämpfung vu manner wéi 3μm bannent enger Liewensdauer vu fënnef Joer; No dräi Joer huet awer de Veraarbechtungsfehler vun der Gossbasisausrüstung, déi duerch d'Deformatioun vun der Basis verursaacht gouf, de Prozessstandard vun ±10μm iwwerschratt, an d'Gesamtkalibrierung vun der Maschinn muss duerchgefouert ginn.
Virschléi fir d'Aktualiséierung vun Entscheedungen
Wann Entreprisen héichpräzis a laangzyklusstabil Veraarbechtung als hir Kärfuerderunge stellen, besonnesch a Beräicher wéi Hallefleiterchips a Präzisiounsoptikkomponenten, sinn Granitbasen, mat hirer aussergewéinlecher thermescher Stabilitéit a Schwéngungsbeständegkeet, eng ideal Upgrade-Wiel. Och wann hir initial Beschaffungskäschte 30% bis 50% méi héich sinn wéi déi vu Goss, kann déi reduzéiert Frequenz vun der Präzisiounskalibrierung an d'Ausfallzäit vun der Ausrüstung fir Ënnerhalt, aus der Perspektiv vun de komplette Liewenszykluskäschten, d'Gesamtvirdeeler däitlech erhéijen. Fir Uwendungsszenarie mat relativ niddrege Veraarbechtungsgenauegkeetsufuerderungen a limitéierte Budgets kënnen Gossbasen ëmmer nach als Iwwergangsléisung benotzt ginn, ënner der Viraussetzung vun enger vernünfteger Kontroll vun der Notzungsëmfeld.
Duerch e systematesche Verglach vun de Präzisiounsdämpfungseigenschaften vu Granit a Goss bei der Veraarbechtung op Picosekondenniveau kann een erkennen, datt d'Wiel vum passenden Basismaterial e Schlësselschrëtt ass fir d'Veraarbechtungsgenauegkeet an d'Zouverlässegkeet vun der Lasermarkéierungsmaschinn ze verbesseren. D'Entreprisen sollten, am Liicht vun hiren eegenen technologeschen Ufuerderungen a Käschteberücksichtegungen, wëssenschaftlech Entscheedungen iwwer de Basis-Upgradeplang treffen, fir eng solid Ausrüstungsbasis fir High-End-Produktioun ze bidden.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 22. Mee 2025