هر کسی که مدتی را در یک طبقه آزمایشگاه اندازهشناسی گذرانده باشد، میداند که پایه زیر aدستگاه اندازه گیری مختصاتبه اندازه سر حسگر بالای آن اهمیت دارد. یک کاوشگر با قابلیت تکرارپذیری زیر{1}}میکرون فقط به اندازه سطحی است که روی آن قرار دارد. با این حال، انتخاب مواد پایه اغلب به عنوان یک فکر بعدی تلقی می شود، که بر اساس عادت یا هر چیزی که آخرین تامین کننده ارائه کرده است، تصمیم گرفته می شود، نه بر اساس فیزیک واقعی برنامه.
در واقع سه نامزد برای اکثر پلت فرم های دقیق وجود دارد: گرانیت طبیعی، چدن، و فولاد جوش داده شده یا ماشینکاری شده. هر کدام جایگاه قانونی در تجهیزات صنعتی دارند. تفاوت ها نه در اعداد سرفصل برگه مشخصات، بلکه در نحوه رفتار هر ماده پس از خروج از کارخانه و شروع به زندگی در یک کارگاه واقعی نمایان می شود.
رفتار حرارتی جایی است که تفاوت ها شروع می شود
فولاد و چدن فلز هستند و فلزات حرکت می کنند. یک جوش فولادی با ضریب انبساط حرارتی در حدود 11-12 میکرومتر بر متر · درجه در طول یک روز در مغازهای که دما بین صبح و بعدازظهر حتی چند درجه تغییر میکند، بهطور مشهودی تغییر میکند. برای نجاری یا قاب های ماشین ابزار عمومی، این رانش بی ربط است. برای یک CMM که دارای یک دهم-تلرانس میکرون- است، تفاوت بین بخش عبوری و رد شده است.
ضریب انبساط حرارتی گرانیت بسته به معدن خاص و ترکیب معدنی تقریباً بین 5 تا 8 میکرومتر بر مترمکعب است و مهمتر از آن، گرانیت رسانایی حرارتی پایینی دارد. گرما را به آرامی جذب کرده و آزاد می کند، به این معنی که هر بار که دری باز می شود یا ماشینی در دو متری راه می افتد، "لرزیده" نمی شود. در اتاقهای کنترلشده اقلیم-این اهمیت کمتری دارد، اما تعداد کمی از طبقههای تولیدی کاملاً شبانهروز کنترل میشوند-، و حتی در اتاقهایی که هستند، منابع گرمای گذرا (اپراتورها، روشنایی، تجهیزات مجاور) همچنان شیبهای محلی ایجاد میکنند که یک پایه فلزی تقریباً بلافاصله ثبت میشود.
میرایی و لرزش
چدن به خاطر میرایی ارتعاش خوب شهرت دارد و باعث شده است که - دانه های گرافیتی در ریزساختار آن انرژی را به طور موثری هدر دهند، به همین دلیل است که انتخاب استاندارد برای بسیاری از تخت های ماشین ابزار باقی مانده است. اما گرانیت طبیعی، به عنوان یک ساختار بلوری به طور طبیعی یکپارچه به جای ریختهگری یا جوشی، معمولاً ظرفیت میرایی داخلی را چندین برابر چدن در هندسههای مشابه نشان میدهد. به همین دلیل است که صفحات گرانیتی از اواسط قرن بیستم به استاندارد مرجع پیشفرض در آزمایشگاههای اندازهشناسی تبدیل شدند - این یک نوستالژی نبود، بلکه این بود که یک صفحه گرانیتی پس از مختل شدن سریعتر ته نشین میشود و در حین اندازهگیری ساکتتر میماند.
فولاد، به ویژه فولاد جوش داده شده، ضعیف ترین عملکرد را در اینجا دارد، مگر اینکه به شدت آجدار یا پر از ترکیب میرایی باشد، زیرا اتصالات جوش داده شده تشدید و تنش باقیمانده خود را ایجاد می کنند که می تواند به آرامی در طول ماه ها یا سال ها آرام شود - دقیقاً همان نوع خزش ابعادی آهسته ای را که در ابزار مرجع نمی خواهید.
پایداری ابعادی بلند مدت-
این همان چیزی است که باعث شگفتی افرادی می شود که با هر سه ماده در طول یک چرخه عمر چند-ساله تجهیزات کار نکرده اند. چدن و فولاد هر دو در معرض کاهش تدریجی تنش های داخلی ناشی از ریخته گری یا جوشکاری هستند. تولیدکنندگان با فرآیندهای بازپخت و پیری{3}}تسکین استرس مدیریت میکنند، و یک پایه چدنی خوب-میتواند بسیار پایدار باشد - اما "خوب-ساخته شده" به چرخه خنکسازی و پیری آهسته و عمدی نیاز دارد که بسیاری از تامینکنندگان هزینه کمتری-برای صرفهجویی در زمان صرفهجویی میکنند یا کوتاه میکنند.
گرانیت این مشکل را به یک شکل ندارد، زیرا از نظر زمین شناسی در طی میلیون ها سال تشکیل شده است و همان نوع تنش ریخته گری داخلی را ندارد. چیزی که به آن نیاز دارد، جابجایی صحیح است: نقاط حمایتی مناسب در حین آسیاب، رطوبت کنترل شده در حین لپکاری، و تامینکنندهای که در واقع درک کند که دانههای طبیعی دال کجا میروند. یک صفحه گرانیتی بدون توجه به جهت دانه ها هنوز هم می تواند در طول زمان کمی تاب بخورد، فقط به دلایل متالورژیکی متفاوت از فلز.
تخفیفهای هزینه، وزن و عملی-
هیچ کدام از اینها به این معنی نیست که گرانیت برنده هر برنامه ای است. گرانیت شکننده است - از ضربه زدن یا افتادن خوشش نمیآید و نمیتوان آن را به روشی که فولاد میتواند روی سایت ضربه زده، سوراخ کرد یا جوش داد. برای جابجایی قاب ماشینها، دروازهها یا هر چیزی که نیاز به اضافه کردن نقاط نصب رزوهای دارد، فولاد یا چدن معمولاً گزینه مناسبی است. گرانیت همچنین در برخی از هندسه ها به ازای واحد سختی متراکم تر است، که بسته به نصب می تواند یک مزیت (جرم به میرایی کمک می کند) یا یک نقطه ضعف (حرکت سخت تر، هزینه حمل و نقل بالاتر) باشد.
قانون عملی که اکثر مهندسان اندازهشناسی از آن استفاده میکنند: اگر تجهیزات به جای جابجایی اندازه میگیرند، و اگر نیاز به تحمل مرجع در طول سالها به جای ماهها داشته باشند، گرانیت معمولاً ارزش تلاش اضافی را دارد. اگر تجهیزات برش داده شود، فشار داده شود یا نیاز به اصلاح میدانی داشته باشد، چدن یا فولاد انتخاب معقول تری باقی می ماند.
از یک تامین کننده چه بخواهیم
هر ماده ای که در قیمت تمام شود، چند سوال باعث می شود یک تامین کننده جدی از عرضه کننده ای که نیست جدا شود: چگالی واقعی گرانیت مورد استفاده چقدر است، و آیا آنها می توانند گواهی آزمایش آسیاب یا معدن ارائه دهند؟ سنگ مرمر گاهی اوقات توسط سازندگان کمتر دقیق جایگزین گرانیت می شود زیرا ارزان تر و ظاهراً مشابه است - اما سنگ مرمر نرم تر، متخلخل تر و از لحاظ ابعادی پایدارتر است، بنابراین بررسی چگالی و سختی اهمیت دارد. در مورد پایه های فلزی، در مورد فرآیند کاهش استرس{2}} و مدت زمان ماندگاری ریخته گری قبل از ماشینکاری نهایی بپرسید. و برای هر ماده پایه، بپرسید که چه استاندارد کالیبراسیون برای تأیید صافی پس از اتمام - استفاده شده است، یک درجه DIN 876، ASME B89.3.7، یا JIS B7513 باید به صراحت بیان شود، نه صرفاً ضمنی.
در UNPARALLELED، اجزای پایه گرانیتی ما با استفاده از ابزارهای قابل ردیابی به مؤسسات ملی اندازهشناسی، در-خانه ماشینکاری و لپگذاری میشوند و هر صفحه با گواهی کالیبراسیون خود ارسال میشود. اما صرف نظر از اینکه چه کسی پایه را تامین می کند، فیزیک زیربنایی تغییر نمی کند - و درک آن اولین گام برای مشخص کردن تجهیزاتی است که هنوز پنج سال بعد از هم اکنون تحمل دارند، نه فقط در روز نصب.