Pooljuhtseadmed sõltuvad enamast kui lineaarmootoritest, kodeerijatest, optikast ja juhtimistarkvarast. Sama oluline on ka masina alus. See loob võrdlusstruktuuri liikumissüsteemi, vahvliastme, kontrollimooduli või metroloogiasõlme all. Kui see viide muutub kuumuse, vibratsiooni, korrosiooni või aja mõjul, võib see protsessipunkti jõudlust mõjutada.
Graniit ja malmmasina alusedon mõlemad väljakujunenud insenerivalikud. Kumbki materjal pole üldiselt "parim". Õige valik sõltub nõutavast täpsusest, koormusteest, töökeskkonnast, integreerimismeetodist, kulueesmärkidest ja seadme eeldatavast kasutuseast. Pooljuhtseadmete puhul eelistavad need kaalutlused aga sageli täppisgraniidist masinate aluseid, kus pikaajaline-geomeetriline stabiilsus ja keskkonnaisolatsioon on kriitilise tähtsusega.
Miks masinabaas on oluline?
Pooljuhtide tootmises võivad väikesed struktuurimuudatused saada tähendusrikkaks. Alus, mis laieneb ebaühtlaselt, edastab põranda vibratsiooni või nihkub pärast paigaldamist, võib mõjutada lava sirgust, optilist joondamist, vahvli positsioneerimist ja korratavust.
See on eriti oluline vahvlikontrollisüsteemide, AOI-seadmete, metroloogiaplatvormide, lasertöötlusseadmete, PCB-puurmasinate, täppiskattesüsteemide ja CMM{0}}stiilis kontrollisõlmede puhul. Nõutavat jõudlust ei määra ainult alusmaterjal, vaid alus annab mehaanilise võrdlusaluse, millest ülejäänud süsteem sõltub.
Hea masinaalus peab toetama mitut funktsiooni korraga:
Säilitage kokkupaneku ajal tasasust ja joondust.
Tagage jäikus piki liikumis- ja koormusteid.
Piirata vibratsiooni mõju tundlikele protsessidele.
Juhtige termilist liikumist läbi tööümbrise.
Aktsepteerige sisestusi, siinid, õhklaagrid, kaabelkanalid ja muud funktsionaalsed liidesed.
Püsi transportimise, paigaldamise ja pikaajalise{0}}kasutamise ajal stabiilsena.
Graniidist masinaalused: stabiilsus ja summutus
Täppisgraniiti kasutatakse laialdaselt metroloogias ja pooljuhtseadmetes, kuna selles on ühendatud suur mass, loomulik sumbumine, madal soojusjuhtivus ja mitte{0}}magnetiline käitumine. Need omadused muudavad graniidi eriti sobivaks konstruktsioonide jaoks, mis kannavad täppisjuhikuid, õhklaagreid, optilisi mooduleid või kontrollsüsteeme.
Graniitmasina alus suudab vibratsiooni neelata tõhusamalt kui paljud tavalised metallkonstruktsioonid. Praktilise seadmete projekteerimisel võib see aidata vähendada mootori-vibratsiooni, põrandahäirete ja dünaamilise ergastuse ülekandumist mõõtmis- või protsessialasse. Tulemuseks ei ole automaatselt parem täpsus; masina täielik disain on endiselt oluline. Siiski on vibratsiooni summutamine oluline eelis, kui insenerid töötavad suure-eraldusvõimega liikumis- ja mõõtmissüsteemidega.
Termiline käitumine on veel üks oluline kaalutlus. Graniidil on üldiselt madalam soojuspaisumistegur kui malmil ja selle suhteliselt madal soojusjuhtivus võib aeglustada lokaalse soojuse ülekandumist läbi konstruktsiooni. See on kasulik, kui masin töötab mootorite, valgustuse, elektroonika või protsessimoodulite läheduses, mis loovad ebaühtlase soojussisendi. Graniit on levinud valik ka ülitäpsete liikumissüsteemide jaoks, kuna integreeritud konstruktsioonid võivad vähendada komponentide liideseid, parandada jäikust ja aidata vähendada Abbe viga mõnes mitme-telje konfiguratsioonis.pi-usa
Graniit on mitte-juhtiv ja mitte-magnetiline. Pooljuhtide ja metroloogia rakenduste puhul, mis hõlmavad tundlikke andureid, magnetkoodereid, elektrisüsteeme või keemilist kokkupuudet, võivad need omadused teatud projekteerimisotsuseid lihtsustada. Graniit ei roosteta ka, mis vähendab hooldusprobleeme niiskes keskkonnas või rajatistes, kus võib esineda kemikaalide jääke.
Malmist masinaalused: tugev integreerimisvõime
Malm on endiselt tõestatud materjal tööpinkide konstruktsioonide ja raskete{0}}seadmete jaoks. Selle tugevus seisneb valmistatavuses, tugevates keermestatud ühendustes, keerulises valugeomeetrias ja tuttavates töötlemisprotsessides. Disainerid saavad integreerida ribid, jahutusvedeliku läbipääsud, kinnituspead ja suletud õõnsused otse valandisse.
Seadmete puhul, mis nõuavad sagedast mehaanilist muutmist, suurt lokaliseeritud kinnituskoormust või suurtes kogustes töödeldud paigaldusfunktsioone, võib malm olla praktiline valik. See sobib hästi ka tavapärastesse töötluskeskustesse, lõikepinkidesse ja rakendustesse, kus jäikus ja konstruktsiooni keerukus on ülimalt-madala termilise triivi ees.
Malmil on oma summutusomadused, eriti võrreldes keevitatud terastoodetega. Siiski on see termiliselt tundlikum kui graniit ja võib nõuda suuremat tähelepanu temperatuuri kontrollile, pinge leevendamisele, katmisele ja korrosioonikaitsele. Materjal on juhtiv ja magnetiline, mis võib olenevalt masina arhitektuurist olla oluline või mitte.
Küsimus pole selles, kas malm on piisavalt täpne. Paljud suure võimekusega täppismasinad kasutavad malmi edukalt. Võtmeküsimus on, kas selle termiline käitumine ja konstruktsioonilised omadused sobivad pooljuhtprotsessi nõutava aknaga.
Graniit vs malm lühidalt
| Valikutegur | Graniidist täppismasina alus | Malmist masina alus |
|---|---|---|
| Termiline reaktsioon | Üldiselt väiksem paisumine ja aeglasem soojusülekanne | Reageerib paremini ümbritseva ja lokaalse temperatuuri muutustele |
| Vibratsiooni käitumine | Tugev omane summutus, eriti metroloogiastruktuuride jaoks | Hea summutavus, kuid tavaliselt sõltub rohkem geomeetriast ja masina konstruktsioonist |
| Korrosioonikindlus | Looduslikult korrosioonikindel | Rooste vältimiseks vajab katteid või hooldust |
| Elektrilised ja magnetilised omadused | Mittejuhtiv-ja mitte-magnetiline | Juhtiv ja magnetiline |
| Funktsionaalne integratsioon | Lisad, liimitud sõlmed, õhku{0}}kandvad pinnad ja täppis{1}}töödeldud liidesed | Valatud-ribid, esiküljed, lõigud ja keermestatud omadused |
| Parim sobivus | Pooljuht, metroloogia, optika, täppisautomaatika | Tööpingid, raskeveokite{0}}süsteemid, keerulised valukonstruktsioonid |
Pooljuhtseadmete valimine
Pooljuhtseadmete puhul peaks materjali valimine algama pigem nõutava protsessi jõudlusega, mitte eelistama graniiti või metalli. Enne aluse valimist peaksid insenerid määratlema lubatud termilise triivi, vibratsioonispektri, koormustingimused, liikumisulatuse, keskkonnatingimused ja integratsiooninõuded.
Graniit on sageli tugev kandidaat, kui seadmed vajavad stabiilset võrdlusplatvormi täpsusmõõtmiseks, vahvlite käsitsemiseks, õhu-laagrite liikumiseks, optiliseks kontrollimiseks või pikkade liikumistelgede jaoks. Tööstusharu tarnijad kasutavad tavaliselt täppisgraniiti pooljuhtide tootmises, automatiseerimises ja ülitäpse{2}}kontrollisüsteemides selle vähese paisumise, summutuskäitumise, keemilise vastupidavuse ja mikro-tasemel machinability.reitz-natursteintechnik tõttu
Malm võib jääda paremaks valikuks, kui konstruktsiooni geomeetria on väga keeruline, kui disainis domineerivad integreeritud mehaanilised omadused või kui vajalikku täpsust saab säilitada soojusjuhtimise ja kalibreerimisega.
Meie praktilises töös täppisgraniitkomponentidega on tavaliselt kõige edukamad projektid, mille alust arvestatakse masina{0}}projekteerimise alguses. Enne tootmise alustamist tuleks määratleda sisestuste asukohad, rööpa liidesed, montaaži nullpunktid, tõstepunktid, puhta ruumi nõuded ja kontrollimeetodid. See võimaldab graniidist struktuuril, metallliidestel ja liikumissüsteemil toimida ühe juhitava koostuna,-mitte eraldi osadena, mis viimases etapis kokku surutakse.
Pooljuhtseadmete jaoks on seega parim materjal see, mis toetab kogu täpsuseelarvet. Paljudes ülitäpsetes ja metroloogias Teistes riikides jääb malm mõistlikuks insenerilahenduseks. Otsus tuleks teha mõõdetud nõuete, mitte ainult materiaalse maine põhjal.