Poluvodička oprema ovisi o više od linearnih motora, kodera, optike i upravljačkog softvera. Baza mašine je podjednako važna. On uspostavlja referentnu strukturu ispod sistema kretanja, stepena pločice, inspekcijskog modula ili metrološkog sklopa. Ako se ta referenca promijeni s toplinom, vibracijama, korozijom ili vremenom, performanse u točki procesa mogu biti pogođene.
Granit i liveno gvožđemašinske bazeoba su utvrđeni inženjerski izbori. Nijedan materijal nije univerzalno "najbolji". Pravi izbor zavisi od zahtevane tačnosti, putanje opterećenja, radnog okruženja, metode integracije, ciljeva troškova i životnog veka koji se očekuje od opreme. Za poluvodičku opremu, međutim, ova razmatranja često favorizuju precizne granitne baze mašina gdje su dugoročna-geometrijska stabilnost i ekološka izolacija kritični.
Zašto je osnova mašine bitna
U proizvodnji poluprovodnika, male strukturne promjene mogu postati značajne. Baza koja se širi neravnomjerno, prenosi vibracije poda ili se pomjera nakon ugradnje može utjecati na ravnost pozornice, optičko poravnanje, pozicioniranje pločice i ponovljivost.
Ovo je posebno relevantno za sisteme za inspekciju pločica, AOI opremu, metrološke platforme, opremu za lasersku obradu, mašine za bušenje PCB-a, sisteme za precizne premaze i sklopove za inspekciju u stilu CMM{0}}. Potrebne performanse nisu određene samo osnovnim materijalom, ali baza daje mehaničku referencu o kojoj ovisi ostatak sistema.
Dobra baza mašine mora podržavati nekoliko funkcija odjednom:
Održavajte ravnost i poravnanje tokom montaže.
Obezbedite krutost duž putanja kretanja i opterećenja.
Ograničite uticaj vibracija na osetljive procese.
Kontrolirajte termalno kretanje po radnom omotaču.
Prihvatite umetke, šine, vazdušne ležajeve, kablovske kanale i druge funkcionalne interfejse.
Ostanite stabilni tokom transporta, instalacije i dugotrajnog{0}}održavanja.
Osnove mašina za granit: stabilnost i prigušenje
Precizni granit se široko koristi u mjeriteljstvu i poluvodičkoj opremi jer kombinuje veliku masu, prirodno prigušenje, nisku toplotnu provodljivost i nemagnetno ponašanje. Ove karakteristike čine granit posebno pogodnim za strukture koje nose precizne vodilice, vazdušne ležajeve, optičke module ili sisteme za inspekciju.
Baza granitne mašine može efikasnije apsorbovati vibracije od mnogih konvencionalnih metalnih konstrukcija. U praktičnom dizajnu opreme, ovo može pomoći u smanjenju prijenosa motorom{1}}induciranih vibracija, poremećaja poda i dinamičke pobude u mjerno ili procesno područje. Rezultat nije automatski bolja tačnost; kompletan dizajn mašine je i dalje važan. Ipak, prigušivanje vibracija je značajna prednost kada inženjeri rade sa sistemima za kretanje i mjerenje visoke{4}}rezolucije.
Termičko ponašanje je još jedan važan faktor. Granit općenito ima niži koeficijent toplinske ekspanzije od lijevanog željeza, a njegova relativno niska toplinska provodljivost može usporiti prijenos lokalizirane topline kroz strukturu. Ovo je korisno kada mašina radi u blizini motora, rasvjete, elektronike ili procesnih modula koji stvaraju neravnomjeran unos topline. Granit je također uobičajen izbor za visoko-precizne sisteme pokreta jer integrirani dizajn može smanjiti interfejs komponenti, poboljšati krutost i pomoći u smanjenju Abbeove greške u nekim-osnim konfiguracijama.pi-us
Granit nije-provodljiv i nema{1}}magnetičan. Za primjene u poluvodičima i mjeriteljstvu koje uključuju osjetljive senzore, magnetne enkodere, električne sisteme ili izlaganje kemikalijama, ova svojstva mogu pojednostaviti određene dizajnerske odluke. Granit takođe ne hrđa, što smanjuje brige o održavanju u vlažnim sredinama ili objektima u kojima mogu biti prisutni hemijski ostaci.
Osnove mašina od livenog gvožđa: jaka sposobnost integracije
Lijevano željezo ostaje dokazani materijal za konstrukcije alatnih mašina i tešku-opremu. Njegova snaga leži u obradivosti, robusnim navojnim vezama, složenoj livenoj geometriji i poznatim procesima obrade. Dizajneri mogu integrirati rebra, prolaze za rashladnu tekućinu, montažne nastavke i zatvorene šupljine direktno u odljevak.
Za opremu koja zahtijeva česte mehaničke modifikacije, velika lokalizirana opterećenja pričvršćivanja ili velike količine obrađenih montažnih karakteristika, liveno željezo može biti praktična opcija. Također je pogodan za konvencionalne obradne centre, mašine za sečenje i aplikacije u kojima krutost i strukturalna složenost imaju prioritet nad ultra-malim termičkim pomakom.
Liveno željezo ima vlastita svojstva prigušenja, posebno u poređenju sa zavarenim čeličnim izradama. Ipak, toplinski je osjetljiviji od granita i može zahtijevati veću pažnju na kontrolu temperature, ublažavanje naprezanja, premazivanje i zaštitu od korozije. Materijal je provodljiv i magnetan, što može, ali i ne mora biti važno u zavisnosti od arhitekture mašine.
Pitanje nije da li je liveno gvožđe dovoljno precizno. Mnoge visoko sposobne precizne mašine uspešno koriste liveno gvožđe. Ključno pitanje je da li njegovo termičko ponašanje i strukturne karakteristike odgovaraju traženom poluprovodničkom procesu.
Granit naspram livenog gvožđa na prvi pogled
| Faktor selekcije | Baza precizne granitne mašine | Baza mašine od livenog gvožđa |
|---|---|---|
| Termički odgovor | Općenito je manja ekspanzija i sporiji prijenos topline | Osjetljiviji na ambijentalne i lokalizirane promjene temperature |
| Ponašanje vibracija | Snažno inherentno prigušenje, posebno za metrološke strukture | Dobro prigušenje, ali obično više ovisi o geometriji i dizajnu stroja |
| Otpornost na koroziju | Prirodno otporan na koroziju | Zahtijeva premaze ili održavanje radi sprječavanja hrđe |
| Električna i magnetska svojstva | Ne-vodi i nema{1}}magnetne | Provodni i magnetni |
| Funkcionalna integracija | Umetci, spojeni sklopovi, vazdušno{0}}noseće površine i precizno-obrađeni interfejsi | Izlije-u rebra, izbočine, prolaze i karakteristike s navojem |
| Best fit | Poluprovodnici, mjeriteljstvo, optika, precizna automatizacija | Alatne mašine,-teški sistemi, složene livene strukture |
Odabir za poluvodičku opremu
Za poluprovodničku opremu, odabir materijala treba početi s potrebnim performansama procesa, a ne s preferencijom za granit ili metal. Inženjeri bi trebalo da definišu dozvoljeni termalni pomak, spektar vibracija, uslove opterećenja, opseg putovanja, uslove okoline i zahteve integracije pre nego što izaberu bazu.
Granit je često jak kandidat kada oprema zahtijeva stabilnu referentnu platformu za precizno mjerenje, rukovanje pločicama, kretanje zračnog{0}}ležaja, optičku inspekciju ili duge osovine. Industrijski dobavljači obično koriste precizni granit u proizvodnji poluprovodnika, automatizaciji i visoko{2}}preciznim sistemima za inspekciju zbog njegove niske ekspanzije, ponašanja prigušenja, hemijske otpornosti i obradivosti na mikro- nivou.reitz-natursteintechnik
Liveno gvožđe može ostati bolji izbor kada je strukturna geometrija veoma složena, kada integrisane mehaničke karakteristike dominiraju dizajnom, ili kada se potrebna tačnost može održati kroz upravljanje toplotom i kalibracijom.
U našem praktičnom radu sa preciznim granitnim komponentama, najuspješniji projekti su obično oni kod kojih se osnova razmatra u ranoj fazi{0}}projektovane mašine. Prije početka proizvodnje treba definirati lokacije umetanja, međusklope šina, datume montaže, tačke podizanja, zahtjeve za čiste prostorije i metode inspekcije. Ovo omogućava da granitna struktura, metalni interfejsi i sistem kretanja funkcionišu kao jedan kontrolisani sklop-a ne kao odvojeni delovi koji su prisilno spojeni u završnoj fazi.
Za poluvodičku opremu, najbolji materijal je stoga onaj koji podržava pun budžet za tačnost. U mnogim aplikacijama fokusiranim na ultra{1}}preciznost i mjeriteljstvo-, precizna baza mašina od granita nudi izdržljivu i stabilnu osnovu. U drugim slučajevima, liveno gvožđe ostaje razumno inženjersko rešenje. Odluku treba donijeti na osnovu odmjerenih zahtjeva, a ne samo na osnovu materijalne reputacije.