Polovodičové vybavenie závisí nielen od lineárnych motorov, kódovačov, optiky a riadiaceho softvéru. Základňa stroja je rovnako dôležitá. Vytvára referenčnú štruktúru pod pohybovým systémom, doštičkou, kontrolným modulom alebo metrologickou zostavou. Ak sa táto referencia mení s teplom, vibráciami, koróziou alebo časom, môže to ovplyvniť výkon v bode procesu.
Žula a liatinazákladne strojovsú obe osvedčené inžinierske voľby. Ani jeden materiál nie je univerzálne „najlepší“. Správna voľba závisí od požadovanej presnosti, dráhy zaťaženia, prevádzkového prostredia, metódy integrácie, cieľových nákladov a životnosti očakávanej od zariadenia. V prípade polovodičových zariadení však tieto úvahy často uprednostňujú presné základne granitových strojov, kde je rozhodujúca dlhodobá- geometrická stabilita a izolácia od prostredia.
Prečo je základňa stroja dôležitá
Pri výrobe polovodičov môžu mať malé štrukturálne zmeny význam. Základňa, ktorá sa nerovnomerne rozširuje, prenáša vibrácie podlahy alebo sa posúva po inštalácii, môže ovplyvniť priamosť stolíka, optické zarovnanie, umiestnenie plátku a opakovateľnosť.
Týka sa to najmä systémov kontroly plátkov, zariadení AOI, metrologických platforiem, zariadení na laserové spracovanie, vŕtačiek do DPS, presných náterových systémov a inšpekčných zostáv v štýle CMM-. Požadovaný výkon nie je určený samotným základným materiálom, ale základňa poskytuje mechanickú referenciu, na ktorej závisí zvyšok systému.
Dobrá základňa stroja musí podporovať niekoľko funkcií naraz:
Počas montáže dodržujte rovinnosť a zarovnanie.
Zabezpečte tuhosť pozdĺž dráh pohybu a zaťaženia.
Obmedzte vplyv vibrácií na citlivé procesy.
Ovládajte tepelný pohyb cez pracovnú obálku.
Prijímajte vložky, koľajnice, vzduchové ložiská, káblové kanály a ďalšie funkčné rozhrania.
Zostaňte stabilné počas prepravy, inštalácie a{0}}dlhodobej prevádzky.
Základňa granitového stroja: Stabilita a tlmenie
Presná žula je široko používaná v metrológii a polovodičových zariadeniach, pretože spája vysokú hmotnosť, prirodzené tlmenie, nízku tepelnú vodivosť a ne-magnetické správanie. Vďaka týmto vlastnostiam je žula obzvlášť vhodná pre konštrukcie, ktoré nesú presné vedenia, vzduchové ložiská, optické moduly alebo kontrolné systémy.
Základňa granitového stroja dokáže absorbovať vibrácie efektívnejšie ako mnohé konvenčné kovové konštrukcie. V praktickom dizajne zariadenia to môže pomôcť znížiť prenos motorom-indukovaných vibrácií, rušenia podlahy a dynamického budenia do oblasti merania alebo procesu. Výsledkom nie je automaticky lepšia presnosť; na kompletnom dizajne stroja stále záleží. Tlmenie vibrácií je však zmysluplnou výhodou, keď inžinieri pracujú s-systémami pohybu a merania s vysokým rozlíšením.
Tepelné správanie je ďalším dôležitým faktorom. Žula má vo všeobecnosti nižší koeficient tepelnej rozťažnosti ako liatina a jej relatívne nízka tepelná vodivosť môže spomaliť prenos lokalizovaného tepla cez konštrukciu. To je užitočné, keď stroj pracuje v blízkosti motorov, osvetlenia, elektroniky alebo procesných modulov, ktoré vytvárajú nerovnomerný vstup tepla. Žula je tiež bežnou voľbou pre vysoko presné{3}}pohybové systémy, pretože integrované konštrukcie môžu znížiť rozhrania komponentov, zlepšiť tuhosť a pomôcť znížiť chyby Abbe v niektorých konfiguráciách s viacerými osami.pi-usa
Žula je ne-vodivá a ne{1}}magnetická. Pre polovodičové a metrologické aplikácie zahŕňajúce citlivé senzory, magnetické kódovače, elektrické systémy alebo vystavenie chemikáliám môžu tieto vlastnosti zjednodušiť určité konštrukčné rozhodnutia. Žula tiež nehrdzavie, čo znižuje nároky na údržbu vo vlhkom prostredí alebo v zariadeniach, kde môžu byť prítomné zvyšky chemikálií.
Liatinové podstavce stroja: Silná integračná schopnosť
Liatina zostáva osvedčeným materiálom pre konštrukcie obrábacích strojov a ťažké-zariadenia. Jeho sila spočíva vo vyrobiteľnosti, robustných závitových spojoch, komplexnej geometrii odliatku a známych procesoch obrábania. Dizajnéri môžu integrovať rebrá, chladiace kanály, montážne náliatky a uzavreté dutiny priamo do odliatku.
Pre zariadenia, ktoré si vyžadujú časté mechanické úpravy, vysoké lokálne upevňovacie zaťaženie alebo veľké množstvo opracovaných montážnych prvkov, môže byť liatina praktickou možnosťou. Je tiež vhodný pre konvenčné obrábacie centrá, rezacie stroje a aplikácie, kde tuhosť a štrukturálna zložitosť majú prednosť pred ultra-nízkym tepelným posunom.
Liatina má vlastné tlmiace vlastnosti, najmä v porovnaní so zváranými oceľovými výrobkami. Napriek tomu je tepelne citlivejšia ako žula a môže vyžadovať väčšiu pozornosť pri regulácii teploty, odbúravaní napätia, povlaku a ochrane proti korózii. Materiál je vodivý a magnetický, čo môže alebo nemusí záležať v závislosti od architektúry stroja.
Otázkou nie je, či je liatina dostatočne presná. Mnoho vysoko schopných presných strojov úspešne používa liatinu. Kľúčovou otázkou je, či jeho tepelné správanie a štrukturálne charakteristiky zodpovedajú požadovanému oknu procesu polovodičov.
Žula vs. liatina v skratke
| Faktor výberu | Presná základňa granitového stroja | Liatinová základňa stroja |
|---|---|---|
| Tepelná odozva | Vo všeobecnosti nižšia expanzia a pomalší prenos tepla | Lepšie reaguje na okolité a lokálne zmeny teploty |
| Vibračné správanie | Silné vlastné tlmenie, najmä pre metrologické konštrukcie | Dobré tlmenie, ale zvyčajne viac závisí od geometrie a konštrukcie stroja |
| Odolnosť proti korózii | Prirodzene odolný voči korózii | Vyžaduje nátery alebo údržbu, aby sa zabránilo hrdzi |
| Elektrické a magnetické vlastnosti | Ne-vodivé a ne-magnetické | Vodivé a magnetické |
| Funkčná integrácia | Vložky, lepené zostavy, vzduchové{0}}nosné plochy a presne{1}}obrobené rozhrania | Obsadenie-rebier, výstupkov, priechodov a závitových prvkov |
| Najlepšie sedí | Polovodiče, metrológia, optika, presná automatizácia | Obrábacie stroje, ťažké-systémy, zložité liate konštrukcie |
Výber polovodičových zariadení
V prípade polovodičových zariadení by výber materiálu mal začať skôr požadovaným výkonom procesu než uprednostňovaním žuly alebo kovu. Inžinieri by pred výberom základne mali definovať prípustný tepelný drift, spektrum vibrácií, podmienky zaťaženia, dojazd, podmienky prostredia a integračné požiadavky.
Žula je často silným kandidátom, keď zariadenie vyžaduje stabilnú referenčnú platformu na presné meranie, manipuláciu s plátkami, pohyb vzduchového-ložiska, optickú kontrolu alebo dlhé osi. Priemyselní dodávatelia bežne používajú presnú žulu pri výrobe polovodičov, automatizácii a vysoko presných inšpekčných systémoch z dôvodu jej nízkej rozťažnosti, tlmenia, chemickej odolnosti a mikro-obrobiteľnosti.reitz-natursteintechnik
Liatina môže zostať lepšou voľbou, keď je konštrukčná geometria veľmi zložitá, keď dizajnu dominujú integrované mechanické prvky, alebo keď je možné udržiavať požadovanú presnosť pomocou tepelného manažmentu a kalibrácie.
Pri našej praktickej práci s presnými žulovými komponentmi sú najúspešnejšie projekty zvyčajne tie, pri ktorých sa základňa zvažuje už v ranej fáze návrhu stroja-. Pred začatím výroby by sa mali definovať miesta vloženia, rozhrania koľajníc, montážne údaje, body zdvíhania, požiadavky na čisté priestory a metódy kontroly. To umožňuje, aby žulová konštrukcia, kovové rozhrania a pohybový systém fungovali ako jedna riadená zostava-nie ako samostatné časti, ktoré sú v konečnej fáze pritlačené k sebe.
Pre polovodičové zariadenia je preto najlepším materiálom ten, ktorý podporuje plný rozpočet na presnosť. V mnohých aplikáciách zameraných na ultra-presnosť a metrológiu- ponúka precízna základňa stroja na žulu odolný a stabilný základ. V iných zostáva liatina rozumným technickým riešením. Rozhodnutie by malo byť urobené na základe zmeraných požiadaviek, nie iba materiálnej reputácie.