I højpræcisionsbehandlingsscenarier for picosekundniveau-lasermærkningsmaskiner bestemmer basen, som udstyrets centrale støttekomponent, direkte stabiliteten af behandlingsnøjagtigheden. Granit og støbejern er to almindelige materialer til basefremstilling. Denne artikel vil foretage en sammenligning ud fra aspekter som fysiske egenskaber, princippet om præcisionsdæmpning og praktiske anvendelsesdata, hvilket giver et videnskabeligt grundlag for opgradering af udstyr.
I. Forskelle i materialeegenskaber: Den underliggende logik bag præcisionsydelse
Granit er en naturlig magmatisk bjergart, der dannes ved tæt krystallisation af mineraler som kvarts og feldspat indeni. Den er kendetegnet ved en tæt struktur og høj hårdhed. Dens densitet er normalt mellem 2,7 og 3,1 g/cm³, og dens termiske udvidelseskoefficient er ekstremt lav, cirka (4-8) × 10⁻⁶/℃, hvilket effektivt kan modstå temperaturændringers påvirkning af udstyrets nøjagtighed. Derudover giver granitens unikke mikrostruktur den fremragende dæmpningsevne, der gør det muligt hurtigt at absorbere ekstern vibrationsenergi og reducere vibrationers påvirkning af bearbejdningsnøjagtigheden.
Støbejern, som et traditionelt industrielt materiale, har en densitet på cirka 7,86 g/cm³, relativt høj trykstyrke, men er varmt
Udvidelsestallet (ca. 12×10⁻⁶/℃) er 1,5-3 gange højere end for granit. Derudover er der flagegrafitstrukturer inde i støbejern. Ved langvarig brug kan disse strukturer føre til spændingskoncentration, hvilket påvirker materialets stabilitet og efterfølgende forårsager et fald i præcisionen.
Ii. Præcisionsdæmpningsmekanisme i picosekundniveau-bearbejdning
Pikosekundniveau-laserbehandling stiller ekstremt høje krav til miljøstabilitet. Enhver lille deformation af basismaterialet vil blive forstørret i behandlingsresultatet. Temperaturudsving, vibrationer genereret af udstyrets drift, træthed under langvarig belastning osv. er alle nøglefaktorer, der fører til nøjagtighedsdæmpning.
Når temperaturen ændrer sig, ændrer granittens størrelse sig en smule på grund af dens lave termiske udvidelseskoefficient. Den relativt store termiske udvidelseskoefficient for støbejern vil forårsage en deformation af basen, der er vanskelig at se med det blotte øje. Denne deformation vil direkte påvirke stabiliteten af laserens optiske bane og forårsage, at markeringspositionen forskydes. Med hensyn til vibrationer kan granittens høje dæmpningskarakteristik dæmpe 100 Hz vibrationer inden for 0,12 sekunder, mens støbejern kræver 0,9 sekunder. Under højfrekvente vibrationsforhold er bearbejdningsnøjagtigheden af udstyr med støbejernsbaser mere tilbøjelig til udsving.
III. Sammenligning af præcisionsdæmpningsdata
Ifølge tests foretaget af professionelle institutioner er dæmpningen af XY-aksens positioneringsnøjagtighed for udstyret på en granitbase inden for ±0,5 μm under kontinuerlig 8-timers picosekunder lasermarkering. Præcisionsdæmpningen for udstyret på støbejernsbasis når ±3 μm, hvilket er en betydelig forskel. I et simuleret miljø med en temperaturændring på 5 ℃ er den termiske deformationsfejl for udstyret på granitbase kun +0,8 μm, mens den for udstyret på støbejernsbasis er så høj som +12 μm.
Desuden er fejlvurderingsraten for granitbaser, set fra et langvarigt brugsperspektiv, kun 0,03 %, mens fejlvurderingsraten for støbejernsbaser er så høj som 0,5 % på grund af problemer med strukturel stabilitet. Disse data viser fuldt ud, at stabilitetsfordelen ved granitbasen er betydelig under de høje præcisionskrav til picosekundniveaubearbejdning.
Iv. Opgraderingsforslag og praktiske anvendelser
For virksomheder, der stræber efter ultimativ bearbejdningsnøjagtighed, er opgradering af støbejernsbasen til granitbasen en effektiv måde at forbedre udstyrets ydeevne på. Under opgraderingsprocessen skal der lægges vægt på granitbasens bearbejdningsnøjagtighed for at sikre, at overfladens planhed opfylder designkravene. Samtidig kan udstyrets antivibrationsydelse optimeres yderligere i kombination med hjælpeenheder som f.eks. vibrationsisoleringssystemet med luftflotation.
I øjeblikket er lasermærkningsmaskiner med granitbaser blevet bredt anvendt i brancher som fremstilling af halvlederchips og præcisionsbehandling af optiske komponenter, hvilket effektivt forbedrer produktudbyttet og produktionseffektiviteten. For eksempel steg produktets præcisionskvalificeringsgrad fra 82 % til 97 %, og produktionseffektiviteten blev betydeligt forbedret, efter at en bestemt producent af optiske komponenter opgraderede sit støbejernsbaserede udstyr.
Afslutningsvis er granit, med sin enestående termiske stabilitet, høje dæmpningsevne og langsigtede præcisionsretentionsevne, blevet et ideelt valg frem for støbejern i forbindelse med opgradering af picosekundniveau-lasermærkningsmaskiner. Virksomheder kan med rimelighed vælge basismaterialer baseret på deres egne forarbejdningskrav og budgetter for at opnå en omfattende opgradering af udstyrets ydeevne.
Udsendelsestidspunkt: 19. maj 2025