פלטפורמה צפה אווירית הידרוסטטית מדויקת: השוואת עומק של בסיס גרניט מדויק ובסיס ברזל יצוק.

בבניית פלטפורמה צפה מדויקת בלחץ סטטי של אוויר, בחירת הבסיס משחקת תפקיד מכריע בביצועים הכוללים של הפלטפורמה. לבסיס מדויק מגרניט ולבסיס יצוק ברזל יש מאפיינים משלהם, וישנם הבדלים ברורים במידות מפתח כגון יציבות, תחזוקת דיוק, עמידות ועלות.
ראשית, יציבות: מבנה טבעי צפוף ומתכתי
לאחר מיליוני שנים של שינויים גיאולוגיים, גרניט משולב באופן הדוק עם קוורץ, פלדספאר ומינרלים אחרים ליצירת מבנה צפוף ואחיד מאוד. לנוכח הפרעות חיצוניות, כגון הרטט החזק הנוצרת כתוצאה מהפעלת ציוד גדול בסדנת המפעל, בסיס הגרניט יכול לחסום ולהחליש ביעילות על ידי הסתמכות על מבנה הגביש המורכב שלו, שיכול להפחית את משרעת הרטט של פלטפורמת הצפה הסטטית המדויקת ביותר מ-80%, ובכך לספק אבן יסוד לפעולה יציבה לפלטפורמה כדי להבטיח תנועה חלקה במהלך עיבוד או גילוי מדויקים. לדוגמה, בתהליך הפוטוליתוגרפיה של ייצור שבבים אלקטרוניים, אפיון מדויק של דפוסי שבבים מובטח.
בסיס הברזל היצוק יצוק מסגסוגת ברזל-פחמן, והגרפיט הפנימי מחולק ביריעות או כדורים. למרות שיש לו יכולת ריסון רעידות מסוימת, האחידות המבנית שלו אינה טובה בהשוואה לגרניט. כאשר מתמודדים עם רעידות בעוצמה גבוהה ורציפות, קשה לבסיס הברזל היצוק להפחית את הפרעות הרעידות לאותה רמה נמוכה כמו בסיס הגרניט, מה שעלול להוביל לסטיות קטנות בתנועת הפלטפורמה הצפה בלחץ סטטי מדויק, דבר המשפיע על ביצועי הדיוק של הפלטפורמה בפעולות מדויקות במיוחד.
שנית, שמירת דיוק: היתרונות הטבעיים של התפשטות נמוכה והאתגר של שינוי תרמי במתכת
גרניט ידוע במקדם ההתפשטות התרמית הנמוך מאוד שלו, בדרך כלל ב-5-7 ×10⁻⁶/℃. בסביבת תנודות טמפרטורה, גודל בסיס הגרניט המדויק משתנה מעט מאוד. בתחום האסטרונומיה, פלטפורמת ציפה הידרוסטטית מדויקת לכוונון עדין של עדשת הטלסקופ משולבת עם בסיס הגרניט, גם אם הפרש הטמפרטורה בין יום ללילה משמעותי, היא יכולה להבטיח שדיוק המיקום של העדשה יישמר ברמה תת-מיקרון, ובכך לסייע לאסטרונומים ללכוד את הדינמיקה העדינה של גופים שמימיים רחוקים.
מקדם ההתפשטות התרמית של ברזל יצוק גבוה יחסית, בדרך כלל 10-20 × 10⁻⁶/℃. כאשר הטמפרטורה משתנה, גודל בסיס הברזל היצוק משתנה באופן ברור, מה שעלול לגרום בקלות לעיוות תרמי של הפלטפורמה הצפה המדויקת בלחץ סטטי של אוויר, וכתוצאה מכך לירידה בדיוק התנועה של הפלטפורמה. בתהליך השחזה של עדשות אופטיות רגישות לטמפרטורה, עיוות בסיס הברזל היצוק תחת השפעת הטמפרטורה עלול לגרום לסטייה של דיוק השחזה של העדשה מעבר לטווח המותר ולהשפיע על איכות העדשה.
שלישית, עמידות: קשיות גבוהה של אבן טבעית ועייפות מתכת
קשיות הגרניט גבוהה, קשיות מוס יכולה להגיע ל-6-7, עמידות טובה בפני שחיקה. במעבדת מדעי החומרים, פלטפורמת ציפה מדויקת בלחץ סטטי אוויר נמצאת בשימוש תכוף, בסיס הגרניט שלה יכול לעמוד ביעילות באובדן חיכוך לטווח ארוך, בהשוואה לבסיס רגיל, יכול להאריך את מחזור התחזוקה של הפלטפורמה ביותר מ-50%, להפחית את עלויות תחזוקת הציוד ולהבטיח את המשכיות עבודת המחקר המדעי. עם זאת, חומר הגרניט שביר יחסית, וקיים סיכון לקרע במקרה של פגיעה מקרית.
לבסיס הברזל יצוק יש קשיחות מסוימת והוא לא נשבר בקלות כאשר הוא נושא כוח פגיעה מסוים. עם זאת, בתהליך תנועה הדדית בתדירות גבוהה של פלטפורמה צפה בלחץ סטטי מדויק לאורך זמן, ברזל יצוק נוטה לנזקי עייפות, וכתוצאה מכך לשינויים במבנה הפנימי, המשפיעים על דיוק התנועה והיציבות של הפלטפורמה. יחד עם זאת, ברזל יצוק נוטה לחלודה וקורוזיה בסביבות לחות, מה שמפחית את עמידותו, לעומת זאת, בסיס גרניט עמיד יותר בפני קורוזיה.
רביעית, עלות ייצור וקושי בעיבוד: אתגרי כרייה ועיבוד של אבן טבעית וסף תהליך יציקת מתכת
כרייה והובלה של חומרי גלם של גרניט הם מורכבים, והעיבוד דורש ציוד וטכנולוגיה מתקדמים מאוד. בשל קשיותו הגבוהה ושבירותו, חיתוך, השחזה, ליטוש ותהליכים אחרים נוטים לקריסה, סדקים ושיעור גריטה גבוה, וכתוצאה מכך עלויות ייצור גבוהות.
בסיס הברזל היצוק מיוצר בתהליך יציקה בוגר, מקורות חומרי גלם רחבים ועלות יחסית נמוכה. באמצעות התבנית ניתן להשיג ייצור המוני ויעילות ייצור גבוהה. עם זאת, על מנת להשיג את אותה דיוק ויציבות גבוהים כמו בסיס הגרניט, תהליך היציקה ודרישות העיבוד שלאחר מכן מחמירים ביותר, הדורשים עיבוד שבבי מדויק וטיפול הזדקנות וכו', וגם העלות תעלה משמעותית.
לסיכום, לבסיס גרניט מדויק יש יתרונות משמעותיים בתרחישי יישום של פלטפורמת צפה אוויר בלחץ סטטי מדויקת הדורשת דיוק, יציבות ועמידות בפני שחיקה גבוהים; לבסיס ברזל יצוק יש יתרונות מסוימים מבחינת עלות וקשיחות, והוא מתאים לאירועים בהם דרישות הדיוק נמוכות יחסית, השאיפה ליעילות כלכלית וסביבת הרטט והטמפרטורה יציבה יחסית.