در بیشتر قرن بیستم، چدن ماده پیشفرض بودپایه های ماشین. ارزان بود، به راحتی به شکل های پیچیده ریخته می شد، و «به اندازه کافی خوب» برای تلورانس هایی که کارخانه ها در آن زمان کار می کردند. این پیشفرض اکنون در بخشهای اندازهشناسی، نیمهرسانا، و ماشینکاری دقیق - به چالش کشیده شده است و دلیل آن کمتر به هزینه مربوط میشود تا با فیزیک.
مشکل ارتعاش
هر اندازه گیری دقیق یا عملیات ماشینکاری، در برخی از سطوح، مبارزه با ارتعاش است. دستگاه اندازهگیری مختصات (CMM) که قطعه کار را با دقت زیر{1} میکرون میخواند، فقط به اندازه پایهای است که روی آن قرار دارد. چدن، در حالی که سفت و سخت است، دارای ضریب میرایی داخلی نسبتاً پایینی است - به جای جذب آن، ارتعاش را منتقل میکند و به نوسانات دما به کوچکی 1-2 درجه واکنش نشان میدهد.
گرانیت رفتار متفاوتی دارد. ساختار کریستالی آن به طور قابلتوجهی ظرفیت ارتعاش-تر از چدن به آن میدهد و ضریب انبساط حرارتی آن تقریباً یک سوم-فولاد است. در کارگاهی که دمای محیط در طول یک جابجایی چند درجه تغییر می کند، این تفاوت فاصله بین اندازه گیری ثابت و اندازه گیری است که بی سر و صدا از مشخصات خارج می شود بدون اینکه کسی متوجه شود.
همه گرانیت ها برابر نیستند
اینجاست که صنعت پیچیده تر از آن چیزی است که از بیرون به نظر می رسد. "گرانیت" یک طبقه بندی زمین شناسی گسترده است و چگالی، ساختار دانه و تخلخل به شدت بر اساس معدن و منطقه متفاوت است. گرانیت سیاه با چگالی بالا - معمولاً در محدوده 2900 تا 3100 کیلوگرم بر مترمربع - عموماً برای کاربردهای دقیق مطلوب است زیرا چگالی بالاتر با پایداری ابعادی بهتر و تخلخل کمتر مرتبط است که به نوبه خود به معنای جذب رطوبت کمتر و خزش کمتر است{9}.
همچنین به همین دلیل است که خریداران در صنعت به طور فزاینده ای در مورد تامین کنندگانی که سنگ مرمر را جایگزین گرانیت می کنند تا هزینه ها را کاهش دهند محتاط هستند. سنگ مرمر نرم تر، متخلخل تر و به طور قابل ملاحظه ای پایدارتر از نظر ابعادی است - تفاوتی که در نگاه اول در برگه مشخصات قابل مشاهده نیست اما پس از چند هزار ساعت استفاده بسیار قابل مشاهده می شود، زمانی که پایه "گرانیت" شروع به نشان دادن رانش قابل اندازه گیری می کند که پایه گرانیتی با چگالی بالا- واقعی آن را نشان نمی دهد.
جایی که این واقعا مهم است
برنامههایی که این تغییر را ایجاد میکنند، مانند فهرستی از هر صنعتی است که در حال حاضر با تحملهای سختتر وسواس دارد: لیتوگرافی نیمهرسانا و تجهیزات بازرسی، ماشینهای حفاری PCB، سیستمهای لیزر فمتوثانیه و پیکوثانیه، ایستگاههای بازرسی نوری (AOI)، پلتفرمهای موتور خطی، و - تجهیزات جدیدتر برای باتری - بخش تقریباً در همه این موارد، پایه ماشین دیگر یک تفکر ساختاری منفعل نیست. این به تنهایی به عنوان یک جزء دقیق، مهندسی، زمینی و کالیبره شده با همان سختی ابزاری که پشتیبانی می کند، در نظر گرفته می شود.
به دنبال چه چیزی باشید
برای مهندسانی که اجزای گرانیتی را مشخص میکنند، ارزش چند اعداد را دارد که بهجای ایمان آوردن، مستقیماً از تأمینکنندگان درخواست شود:
چگالی اندازهگیری شده واقعی (نه یک رقم اسمی صنعت)
تحمل صافی، معمولاً در برابر استانداردهای ملی یا بین المللی مانند DIN 876، JIS B 7513، یا GB/T 22095 بیان می شود.
داده های پایداری حرارتی از یک محیط{0}}کنترل شده دما، نه فقط خوانش کف کارخانه-
قابلیت ردیابی کالیبراسیون - در حالت ایده آل به یک موسسه ملی اندازه شناسی باز می گردد
از آنجایی که تلورانس ها در تولید همچنان در محدوده زیر-میکرون تنگ می شود، پایه دستگاه فروتن یکی از تصمیمات مهم در طراحی یک سیستم دقیق - است و به طور فزاینده ای، این تصمیم بر روی گرانیت فرود می آید.