Sissejuhatus: vajadus suure{0}}kiiruse dünaamika ja äärmise jäikuse järele
Pooljuhtplaatide kontrollimise, lameekraani (FPD) litograafia ja täiustatud pakendamise suure läbilaskevõimega-maailmas peavad positsioneerimissüsteemid tasakaalustama kaks vastandlikku inseneri eesmärki: äärmuslik dünaamiline kiirendus ja sub{1}}mikroniline positsioneerimise korratavus. Kuigi massiivsed graniidist alused pakuvad ideaalset statsionaarset vundamenti, peavad süsteemi liikuvad osad-, nagu pukktalad, rist-slaidid ja vahvlite translatsioonietapid- olema võimalikult kerged, et minimeerida inertsust, vähendada mootori soojuse hajumist ja vältida settimise viivitusi.
Traditsioonilised kergmetallid, nagu alumiinium ja titaan, kannatavad suure soojuspaisumise ja suhteliselt madala jäikuse tõttu, mis põhjustab dünaamilist paindumist suurel{0}}kiirendusel. Nende dünaamiliste kitsaskohtade ületamiseks kasutavad arenenud süsteemidisainerid üha enam tehnilist keraamikat. UNPARALLELEDi kohandatud konstruktsioonikomponendid jatäppisõhulaagrid, mis on valmistatud kõrge -puhtusastmega alumiiniumoksiidist ja ränikarbiidist (SiC), kujutab endast kaasaegse materjalitehnoloogia tippu kiirete{1}}liikumise etappide jaoks.
Ränikarbiid (SiC) vs. traditsioonilised materjalid
Et mõista, miks ränikarbiidist on saanud suure{0}}kiirendusega pukksüsteemide materjal, peame analüüsima selle spetsiifilist jäikust. Erijäikus on määratletud kui Youngi mooduli ja massitiheduse suhe:
Erijäikus=Youngi moodul jagatud tihedusega
Suurem erijäikus tähendab, et komponent talub suuri dünaamilisi jõude ja peab vastu paindele ilma süsteemile tarbetut massi lisamata.
Konstruktsiooniteras: tihedus 7,85 grammi kuupsentimeetri kohta, Youngi moodul 210 giga- paskalit, erijäikus 26,7, soojuspaisumistegur 12,0 x 10^-6 kelvini kohta.
Alumiinium 6061: tihedus 2,70 grammi kuupsentimeetri kohta, Youngi moodul 69 giga- paskalit, erijäikus 25,5, soojuspaisumistegur 23,0 x 10^-6 kelvini kohta.
Alumiiniumoksiid (puhtus 99%): tihedus 3,90 grammi kuupsentimeetri kohta, Youngi moodul 370 giga- paskalit, erijäikus 94,8, soojuspaisumistegur 8,0 x 10^-6 kelvini kohta.
Ränikarbiid (SiC): tihedus 3,15 grammi kuupsentimeetri kohta, Youngi moodul 410 giga{2}} paskalit, erijäikus 130,1, soojuspaisumistegur 4,0 x 10^-6 kelvini kohta.
Nagu on näidatud nendes võrdlusandmetes, on ränikarbiidi spetsiifiline jäikus, mis on peaaegu viis korda suurem kui terasel või alumiiniumil. See dramaatiline füüsiline eelis võimaldab võrreldamatutel inseneridel kujundada vahvliastmete jaoks kergeid õõnsaid-südamikke, mis ei paindu, ei väänd ega vaju kiirenduse korral, mis ületab 2g (mis on ligikaudu 19,6 meetrit ruudu kohta).
Täppiskeraamiliste õhklaagrite disain ja füüsika
Täppisõhulaagrid kasutavad õhukest survestatud puhta kuiva õhu kilet, et toetada liikuvat kasulikku koormust, saavutades täiesti hõõrdevaba ja kulumisvaba liikumise. Selle õhukile paksus on tavaliselt vahemikus 5 kuni 10 mikromeetrit. Kuna õhukile on nii õhuke, võib laagri pinna mis tahes geomeetriline hälve, mikro{5}}karedus või termiline moonutus põhjustada laagri kokkuvarisemise, mille tulemuseks on katastroofiline süsteemirikke.
UNPARALLELED lahendab selle väljakutse, valmistades õhklaagrikomponente kõrge puhtusastmega -alumiiniumoksiidist ja ränikarbiidist. Need materjalid pakuvad õhklaagrite rakendustes mitmeid olulisi eeliseid:
Mõõtmete stabiilsus rõhu all: keraamika kõrge elastsusmoodul tagab, et laagripinnad ei deformeeru suruõhuvarustuse kõrge lokaalse rõhu all (sageli kuni 0,6 mega{1}}paskalit).
Kriimustus- ja kulumiskindlus: kui tekib voolukatkestus ja õhuvarustus katkeb järsult, puutub liikuv aste otsekontakti juhtsiiniga. Nendes kuivades-libisevates tingimustes hakkavad metalllaagrid kohe sapiseks ja kinnijääma. Oma äärmise kõvadusega keraamilised juhtrööpad taluvad suurel-kiirusel toimuvaid maandumissündmusi ilma kriimustuste ja pinnakahjustusteta.
Suurepärane pinnaviimistlus: Teemantlihvimise ja keemilise -mehaanilise poleerimise (CMP) abil viimistleb UNPARALLELED keraamilised juhtpinnad pinna karedusega, mis on väiksem või võrdne 0,05 mikromeetriga. See peeglitaoline{3}}viimistlus tagab ideaalselt ühtlase õhuvahe ja hästi etteaimatava vedelikukile dünaamika.
Keraamiliste geomeetriate valmistamine ja kvaliteedi tagamine
Tehnilise keraamika paagutamine ja töötlemine on uskumatult nõudlik protsess. Toorkeraamiliste pulbrite paagutamine temperatuuril üle 2000 kraadi Celsiuse järgi põhjustab märkimisväärset kokkutõmbumist, mida tuleb hoolikalt arvutada ja kontrollida.
Võrreldamatus on meie tootmisüksus varustatud tipptasemel---roheliste-tehnoloogiliste töötlemiskeskustega, mis kujundavad keraamilised komponendid enne paagutamist, millele järgneb üli-täpse teemantlihvimissüsteem ülikõvade paagutatud osade viimistlemiseks. Oleme võimelised tootma keerulisi geomeetrilisi profiile, sealhulgas integreeritud vaakumpadruneid vahvlite käsitsemiseks, mitme-teljega õhk-ujuvaid kelkusid ja ultra-tasapinnalisi võrdluspeegleid laserinterferomeetria jaoks.
Kõiki lõpptooteid testitakse meie ISO{0}}sertifitseeritud laborites rangelt. Laserinterferomeetrite ja kolmemõõtmeliste koordinaatide mõõtmismasinate abil kontrollime, et kõik keraamilised komponendid vastavad kindlaksmääratud geomeetrilistele tolerantidele, tagades sujuva integreerimise teie järgmise-põlvkonna lineaarmootori etappidesse.