מודול תנועה אולטרה-מדויק: ניתוח מעמיק של בסיס גרניט מדויק ובסיס יציקה מינרלי.

בחירת חומר הבסיס ממלאת תפקיד קריטי בבניית מודולי תנועה מדויקים במיוחד. בסיסי גרניט מדויקים ובסיסי יציקה מינרלית, כשתי אפשרויות עיקריות, לכל אחד מהם מאפיינים ייחודיים הנבדלים באופן משמעותי מבחינת יציבות, שמירת דיוק, עמידות ועלות.

יציבות: צפיפות טבעית לעומת חומרים מרוכבים מלאכותיים
לאחר מיליוני שנים של טרנספורמציות גיאולוגיות, גרניט יוצר מבנה צפוף ואחיד ביותר באמצעות קשר טבעי של קוורץ, פלדספאר ומינרלים אחרים. בסביבות תעשייתיות בהן ציוד גדול מייצר ויברציות חזקות, המבנה הגבישי המורכב של הגרניט מחליש ביעילות את ההפרעות הללו, ומפחית את משרעת הרטט המועברת למודולי תנועה מדויקים במיוחד הצפים באוויר ביותר מ-80%. זה מבטיח פעולה חלקה במהלך משימות עיבוד או בדיקה מדויקות במיוחד, כגון עיצוב דפוסים מדויק של שבבים אלקטרוניים בתהליכי פוטוליגרפיה.

בסיסי יציקה מינרליים עשויים מחלקיקי מינרלים מעורבבים עם חומרי קשירה מיוחדים, וכתוצאה מכך נוצר מבנה פנימי אחיד עם תכונות שיכוך רעידות טובות. בעוד שהם מספקים חיץ יעיל לרעידות כלליות ויוצרים סביבת עבודה יציבה עבור מודולי תנועה מדויקים במיוחד הנעים באוויר, ביצועיהם תחת רעידות בעוצמה גבוהה ובת קיימא נמוכים במקצת מאלה של בסיסי גרניט. מגבלה זו עשויה לגרום לאי דיוקים קלים ביישומים בעלי דיוק גבוה.

שמירת דיוק: התפשטות נמוכה טבעית לעומת התכווצות מבוקרת
גרניט ידוע במקדם ההתפשטות התרמית הנמוך במיוחד שלו (בדרך כלל 5–7 × 10⁻⁶/°C). אפילו בסביבות עם תנודות טמפרטורה משמעותיות, בסיסי גרניט מדויקים מציגים שינויים ממדיים מינימליים. לדוגמה, ביישומים אסטרונומיים, מודולי תנועה מדויקים במיוחד מבוססי גרניט, הצפים באוויר, מבטיחים דיוק מיקום עדשות ברמת תת-מיקרון עבור טלסקופים, ומאפשרים לאסטרונומים ללכוד פרטים מורכבים של גופים שמימיים רחוקים.

ניתן לנסח חומרי יציקה מינרליים כדי לייעל ולשלוט במאפייני ההתפשטות התרמית, ולהשיג מקדמים דומים או אפילו נמוכים מאלה של גרניט. זה הופך אותם למתאימים לציוד מדידה רגיש לטמפרטורה בעל דיוק גבוה. עם זאת, היציבות ארוכת הטווח של דיוקם נותרת כפופה לאימות עקב גורמים כמו הזדקנות חומרי קשירה, אשר עלולים להוביל לירידה בביצועים לאורך תקופות שימוש ממושכות.

עמידות: קשיות גבוהה של אבן טבעית לעומת חומרים מרוכבים עמידים לעייפות
הקשיות הגבוהה של הגרניט (סולם מוס: 6-7) מספקת עמידות מצוינת בפני שחיקה. במעבדות מדעי החומרים, בסיסי גרניט עבור מודולי תנועה מדויקים במיוחד הצפים באוויר הנמצאים בשימוש תכוף עומדים בפני חיכוך ממושך מצד מחוונים, ומאריכים את מחזורי התחזוקה ביותר מ-50% בהשוואה לבסיסים קונבנציונליים. למרות יתרון זה, שבירותו של הגרניט מהווה סיכון לשבר במקרה של פגיעה מקרית.

בסיסי יציקה מינרלים מפגינים תכונות מעולות נגד עייפות, תוך שמירה על שלמות מבנית במהלך תנועות הדדיות בתדירות גבוהה ממושכת של מודולים צפים באוויר מדויקים במיוחד. בנוסף, הם מפגינים עמידות בפני קורוזיה כימית קלה, מה שמשפר את העמידות בסביבות קורוזיביות קלות. עם זאת, בתנאים קיצוניים כמו לחות גבוהה, החומר המקשר בתוך בסיסי יציקה מינרלים עלול להתכלות, ולפגוע בעמידותם הכוללת.

עלות ייצור וקושי עיבוד**: אתגרים של תהליכי חילוץ אבן טבעית לעומת תהליכי יציקה מלאכותית
כרייה והובלה של גרניט כרוכות בלוגיסטיקה מורכבת, בעוד שעיבודו דורש ציוד וטכניקות מתקדמות. בשל קשיותו הגבוהה ושבירותו, פעולות כמו חיתוך, השחזה וליטוש גורמות לעיתים קרובות לשיעורי גריטה גבוהים, מה שמגדיל את עלויות הייצור.

לעומת זאת, ייצור בסיסי יציקה מינרליים דורש תבניות ותהליכים ספציפיים. למרות שפיתוח התבניות הראשוני כרוך בעלויות משמעותיות, ייצור המוני לאחר מכן הופך להיות יתרון כלכלי לאחר שהתבנית מורכבת.