En la fabricació d'equips d'ultra-precisió, els components de granit presenten un baix coeficient d'expansió tèrmica i excel·lents propietats d'amortiment de vibracions. S'adopten àmpliament com a portadors de referència per a equips d'inspecció de semiconductors, plataformes de motors lineals i instruments de metrologia. Molts fabricants d'equips s'enfronten al mateix repte: les plataformes de granit compleixen els estàndards de precisió en el moment del lliurament, però la seva planitud i el seu paral·lelisme es degraden gradualment després de mesos de funcionament al lloc-, donant lloc a una deriva de precisió. La causa principal rau en l'alliberament gradual de la tensió residual formada a l'interior de la pedra i durant el mecanitzat. La tensió residual desencadena contínuament una lenta deformació del granit, escurçant els cicles de calibratge dels equips i perjudicant l'estabilitat de la inspecció òptica i la mesura dimensional. Basant-se en anys d'experiència en R+D i fabricació de components de granit d'ultra-precisió, UNPARALLELED comparteix solucions integrals per evitar l'estrès residual en el granit des de cinc dimensions: pretractament de matèries primeres, tecnologia de mecanitzat, control ambiental, post-processament i verificació d'inspecció.
1. Pre-control de les matèries primeres: cribratge de pedra nativa i envelliment natural en diverses-etapes per eliminar l'estrès primari de les roques
Molta gent creu erròniament que l'estrès només es genera després de la formació del granit. De fet, les masses rocoses naturals porten una tensió interna inherent formada pel moviment de l'escorça. El mecanitzat directe després de l'extracció altera l'equilibri de l'estrès intern de la pedra, provocant un alliberament i una deformació contínues durant el servei posterior. Els fabricants convencionals simplifiquen els procediments d'envelliment i trituren els blocs en brut directament, posant riscos ocults per a fallades de precisió en una aplicació posterior.
UNPARALLELED implementa estàndards estrictes de cribratge per a blocs de granit en brut. Donem prioritat al granit negre d'alta-densitat amb textura cristal·lina uniforme i fractures mínimes. Després de tallar i donar forma, els blocs en brut es col·loquen en zones d'envelliment natural de diverses etapes-per a un emmagatzematge estàtic a llarg termini per alliberar completament l'estrès de la roca nativa. El nostre granit negre patentat UNPARALLELED® té una textura compacta i minerals uniformement distribuïts, amb una tensió nativa de referència més baixa en comparació amb la pedra porosa. Mentrestant, rebutgem els materials de pedra enllaçats i empalmats, ja que les interfícies d'empalmament formen fàcilment zones de concentració d'estrès que es deformen en condicions de funcionament a llarg termini-. Eliminem els possibles perills d'estrès a la font de la matèria primera.
2. Optimitzar la tecnologia de mecanitzat de tall per reduir l'esforç de mecanitzat induït pel processament mecànic
Durant el processament mecànic, inclòs el tall de rodes de diamant, el fresat i el ranurat de forats, l'extrusió i l'escalfament per fricció de les eines de tall generen estrès de mecanitzat a la superfície del granit. El tall d'alta-velocitat, la profunditat de tall única excessiva i les velocitats d'avanç inadequades agreugen l'acumulació de tensió superficial. Muntar forats roscats, col·locar ranures i zones buides a les plataformes són zones d'alt-risc per a la concentració d'estrès.
Durant el mecanitzat de components, abandonem els paràmetres de tall agressius i adoptem un esquema de tall progressiu en capes. Es reserva un marge de mecanitzat raonable per al processament en brut per evitar l'impacte sobre el substrat de pedra causat per un-tall pesat una vegada. Un període d'amortiment estàtic s'organitza després del mecanitzat en brut per alliberar la tensió superficial generada pel tall abans de procedir a acabar el mecanitzat. Per a estructures complexes, com ara forats i ranures, optimitzem els camins de les eines per reduir l'extrusió i la fricció locals sostingudes. L'augment de la temperatura de mecanitzat es controla durant tot el procés per evitar l'estrès tèrmic causat per l'alta temperatura local, minimitzant l'estrès addicional introduït pel processament mecànic.
3. Mecanitzat en tallers de neteja de-temperatura constant per controlar l'estrès tèrmic causat per la diferència de temperatura
La fluctuació de la temperatura és una font d'estrès fàcil de passar per alt. Quan la pedra es processa a altes i baixes temperatures altes, es produeix una expansió i contracció desiguals en diferents regions dels components, formant estrès tèrmic. Els tallers oberts habituals experimenten grans diferències de temperatura diürnes-nocturnes, i els components estan exposats contínuament a variacions de temperatura durant el mecanitzat i la transferència, la qual cosa provoca una tensió acumulada.
UNPARALLELED gestiona un taller de producció neta de 10.000 ㎡ a-temperatura i humitat constants. Tot el procés, inclòs el mecanitzat, el lligat i la transferència, es completa a una temperatura i humitat estables per reduir l'alternança de fred-calent dels components de granit. El mecanitzat en brut, el mecanitzat d'acabat i el solapat d'ultra-precisió es realitzen sense transferència transversal-ambiental per evitar una deformació desigual provocada per la diferència de temperatura ambient. La temperatura es controla suaument durant el lligat per evitar que les altes temperatures locals provinguin de la fricció a gran-velocitat de les moles, evitant els gradients de temperatura entre la superfície de la pedra i l'interior. S'elimina l'estrès tèrmic per mantenir l'estat d'estrès estable dels components.
4. Tractament d'estabilització després del mecanitzat d'acabat per alliberar l'esforç de mecanitzat secundari
L'envelliment estàtic després del mecanitzat desbast és insuficient per eliminar la tensió secundària generada pel mecanitzat d'acabat i el solapat d'ultra{0}}precisió. La dependència només de l'envelliment natural requereix un cicle extremadament llarg, que difícilment satisfà les demandes de lliurament ràpid dels equips-de gamma alta. Els components de granit sense tractament d'estabilització patiran un deteriorament gradual de la precisió a mesura que l'estrès s'alliberi contínuament després del lliurament als clients.
Per a components d'alta-precisió combinats amb equips òptics i semiconductors, UNPARALLELED afegeix procediments d'estabilització exclusius després de la lligadura d'ultra-precisió. El tractament ambiental cíclic suau i controlable allibera lentament la tensió superficial formada durant el lligat i la perforació. Tot el procés no danyarà la precisió plana formada, però alleujarà eficaçment la concentració d'estrès superficial. La inspecció final de precisió es realitza després del tractament d'estabilització per evitar l'alliberament gradual de l'estrès als llocs dels clients. Garanteix l'estabilitat dimensional-a llarg termini dels components i s'adapta a les condicions de la línia de producció sense parar les 24 hores del dia- dels equips d'inspecció AOI i de les plataformes d'inspecció d'hòsties.
5. Optimització del disseny estructural per evitar la concentració d'esforços provocada per l'estructura geomètrica
El disseny millorat de la forma dels components pot mitigar els impactes negatius provocats per l'estrès. Les cantonades afilades, les parets primes, les transicions d'amplada abruptes i les estructures buides de gran-àrea tendeixen a formar una concentració d'esforços sota càrrega. Fins i tot si la pedra en si té nivells de tensió baixos, la deformació es produeix preferentment a les zones de concentració d'esforços amb càrrega a llarg termini i variacions de temperatura.
En l'etapa de comunicació del projecte, oferim suggeriments d'optimització estructural per als clients: afegiu arcs de transició a les cantonades per eliminar els angles rectes aguts; dissenyeu racionalment les zones buides i controleu el gruix de la paret fina; optimitzar el disseny del punt de suport per a grans plataformes monolítices per dispersar la pressió del coixinet. Per a components grans, com ara bigues de motor lineals i grans plataformes de referència, els esquemes estructurals s'ajusten segons les condicions de càrrega per reduir els riscos de concentració de tensions. Mentrestant, preferim solucions integrades monolítices i minimitzem les estructures d'empalmament per eliminar l'estrès del muntatge a les interfícies d'empalmament.
6.-Inspecció completa d'articles i verificació contínua de l'estabilitat dels productes acabats
L'estrès no es pot observar visualment, de manera que és obligatòria la verificació d'estabilitat que simuli les condicions de treball-dels clients al lloc. Molts fabricants de la indústria només proveen la precisió estàtica sense la verificació de l'estabilitat de l'envelliment, cosa que fa impossible predir els riscos de deformació en el servei posterior.
Abans del lliurament de tots els components de granit d'alta-precisió, a part de la inspecció rutinària de la planitud, el paral·lelisme i la precisió del forat, s'implementa una prova d'estabilitat contínua de mostreig. Els components s'emmagatzemen a temperatura constant per a l'observació-a llarg termini de les tendències de variació dimensional per avaluar la fluctuació de precisió causada per l'alliberament de tensions. El taller està equipat amb conjunts complets d'equips de metrologia-de classe mundial, com ara Mahr (Alemanya), Renishaw (Regne Unit) i Mitutoyo (Japó). Totes les dades de prova es poden rastrejar segons els estàndards nacionals i provincials de l'institut de metrologia. Equipats amb certificacions completes del sistema de gestió triple ISO, certificacions CE i RoHS, realitzem investigacions a llarg termini- sobre l'estabilitat dels materials juntament amb la Universitat Tecnològica de Nanyang i institucions de metrologia de diversos països, optimitzant contínuament el conjunt complet de processos de control de l'estrès. Ens adherim a estàndards transparents de matèries primeres i processament, formant un sistema de control de l'estrès-de bucle tancat que cobreix el disseny fins al lliurament.