E piattaforme di precisione in granitu, cù a so alta rigidità, u so bassu coefficientu di dilatazione, l'eccellente prestazione di smorzamentu è e so proprietà antimagnetiche naturali, anu un valore d'applicazione insustituibile in i campi di fabricazione di alta gamma è di ricerca scientifica induve a precisione è a stabilità sò assai richieste. I seguenti sò i so principali scenarii d'applicazione è i vantaghji tecnichi:
I. Campu di l'attrezzatura di trasfurmazione di ultra-precisione
Attrezzatura di fabricazione di semiconduttori
Scenarii d'applicazione: Tavola di pezzi di travagliu per macchina litugrafica, basa di macchina per taglià i wafer, piattaforma di pusizionamentu di l'attrezzatura di imballaggio.
Valore tecnicu:
U coefficientu di dilatazione termica di u granitu hè solu (0,5-1,0) ×10⁻⁶/℃, chì pò resiste à a fluttuazione di a temperatura durante l'esposizione à nanoscala di a macchina litografica (errore di spustamentu < 0,1 nm in un ambiente di ± 0,1 ℃).
A struttura interna di micropori forma un smorzamentu naturale (rapportu di smorzamentu 0,05 à 0,1), supprimendu a vibrazione (ampiezza < 2 μm) durante u tagliu à alta velocità da a macchina di taglio è assicurendu chì a rugosità di u bordu Ra di u tagliu di u wafer sia inferiore à 1 μm.
2. Macchine di rettifica di precisione è macchine di misurazione a coordinate (CMM)
Casu d'applicazione:
A basa di a macchina di misurazione à trè coordinate adotta una struttura di granitu integrale, cù una planarità di ± 0,5 μm / m. Cumbinata cù a guida flottante à aria, ottene una precisione di muvimentu à livellu nanometricu (precisione di pusizionamentu ripetutu ± 0,1 μm).
U tavulinu di travagliu di a macchina di smerigliatura ottica adotta una struttura cumposta di granitu è acciaio d'argentu. Quandu si smeriglia u vetru K9, l'ondulazione di a superficia hè menu di λ/20 (λ=632,8 nm), ciò chì risponde à i requisiti di trasfurmazione ultra-liscia di e lenti laser.
Ii. Campu di l'ottica è di a fotonica
Telescopi astronomichi è sistemi laser
Applicazioni tipiche:
A piattaforma di supportu di a superficia di riflessione di u grande radiotelescopiu adotta una struttura à favu di granitu, chì hè ligera in pesu propiu (densità 2,7 g/cm³) è hà una forte resistenza à e vibrazioni di u ventu (deformazione < 50 μm sottu à un ventu di 10 livelli).
A piattaforma ottica di l'interferometru laser usa granitu microporosu. U riflettore hè fissatu per adsorbimentu à u vacuum, cù un errore di planarità inferiore à 5 nm, assicurendu a stabilità di esperimenti ottici di ultra precisione cum'è a rilevazione di onde gravitazionali.
2. Trasfurmazione di cumpunenti ottichi di precisione
Vantaghji tecnichi:
A permeabilità magnetica è a cunduttività elettrica di a piattaforma di granitu sò vicine à zeru, evitendu l'influenza di l'interferenza elettromagnetica nantu à i prucessi di precisione cum'è a lucidatura à fasciu ionicu (IBF) è a lucidatura magnetoreologica (MRF). U valore PV di precisione di a forma di a superficia di a lente asfica trattata pò ghjunghje à λ/100.
Iii. Ispezione aerospaziale è di precisione
Piattaforma d'ispezione di cumpunenti d'aviazione
Scenarii d'applicazione: Ispezione tridimensionale di e pale di l'aeromobili, misurazione di e tolleranze di forma è di pusizione di i cumpunenti strutturali in lega d'aluminiu per l'aviazione.
Prestazione chjave:
A superficia di a piattaforma di granitu hè trattata da currusione elettrolitica per furmà mudelli fini (cù una rugosità di Ra 0,4-0,8 μm), adatti per sonde di trigger di alta precisione, è l'errore di rilevazione di u prufilu di a lama hè menu di 5 μm.
Pò suppurtà un caricu di più di 200 kg di cumpunenti d'aviazione, è u cambiamentu di planarità dopu un usu à longu andà hè menu di 2 μm/m, rispondendu à i requisiti di manutenzione di precisione di u Grade 10 in l'industria aerospaziale.
2. Calibrazione di i cumpunenti di navigazione inerziale
Requisiti tecnichi: A calibrazione statica di dispositivi inerziali cum'è giroscopi è accelerometri richiede una piattaforma di riferimentu ultrastabile.
Soluzione: A piattaforma di granitu hè cumminata cù un sistema attivu d'isolamentu di vibrazioni (frequenza naturale < 1Hz), ottenendu una calibrazione d'alta precisione di a stabilità à offset zero di i cumpunenti inerziali < 0,01°/h in un ambiente cù accelerazione di vibrazione < 1×10⁻⁴g.
IV. Nanotecnologia è Biomedicina
Piattaforma di microscopiu à sonda à scansione (SPM)
Funzione principale: Cum'è a basa per a microscopia à forza atomica (AFM) è a microscopia à scansione di tunnel (STM), deve esse isolata da e vibrazioni ambientali è da a deriva termica.
Indicatori di rendimentu:
A piattaforma di granitu, in cumbinazione cù e gambe d'isolamentu di vibrazioni pneumatiche, pò riduce a velocità di trasmissione di vibrazioni esterne (1-100Hz) à menu di u 5%, ottenendu l'imaghjini à livellu atomicu di AFM in l'ambiente atmosfericu (risoluzione < 0,1nm).
A sensibilità à a temperatura hè menu di 0,05 μm/℃, ciò chì risponde à i requisiti per l'osservazione à nanoscala di campioni biologichi in un ambiente à temperatura costante (37 ℃ ± 0,1 ℃).
2. Attrezzatura di imballaggio di biochip
Casu d'applicazione: A piattaforma d'allineamentu d'alta precisione per i chip di sequenziamentu di DNA adotta guide in granitu flottanti à aria, cù una precisione di pusizionamentu di ± 0,5 μm, chì assicura un legame submicronicu trà u canale microfluidicu è l'elettrodu di rilevazione.
V. Scenarii d'applicazione emergenti
Base di l'equipaggiu di calculu quanticu
Sfide tecniche: A manipulazione di Qubit richiede temperature estremamente basse (livello mK) è un ambiente meccanicu ultrastabile.
Soluzione: A pruprietà di dilatazione termica estremamente bassa di u granitu (tasso di dilatazione < 1ppm da -200 ℃ à a temperatura ambiente) pò currisponde à e caratteristiche di cuntrazione di i magneti superconduttori à temperatura ultra bassa, assicurendu a precisione di l'allineamentu durante l'imballaggio di chip quantichi.
2. Sistema di litografia à fasciu elettronicu (EBL)
Prestazione chjave: A pruprietà d'isolamentu di a piattaforma di granitu (resistività > 10¹³Ω · m) impedisce a diffusione di u fasciu di elettroni. Cumbinatu cù l'azionamentu elettrostaticu di u mandrinu, permette una scrittura di mudelli litugrafici d'alta precisione cù una larghezza di linea nanoscala (< 10 nm).
Riassuntu
L'applicazione di e piattaforme di precisione in granitu s'hè estesa da e macchine di precisione tradiziunali à campi d'avanguardia cum'è a nanotecnologia, a fisica quantica è a biomedicina. A so cumpetitività principale risiede in u prufondu accoppiamentu di e proprietà di i materiali è di i requisiti ingegneristici. In u futuru, cù l'integrazione di e tecnulugie di rinforzu cumpostu (cum'è i nanocompositi di grafene-granitu) è di e tecnulugie di rilevamentu intelligente, e piattaforme di granitu sfonderanu in e direzzioni di a precisione à livellu atomicu, di a stabilità di a gamma di temperatura cumpleta è di l'integrazione multifunzionale, diventendu i cumpunenti basi principali chì sustenenu a prossima generazione di fabricazione di ultra-precisione.
Data di publicazione: 28 di maghju di u 2025