任何超精密机械——从大型坐标测量机 (CMM) 到先进的半导体光刻设备——的稳定性和精度都从根本上依赖于其花岗岩基座。对于大型整体式基座或复杂的多段式花岗岩平板而言,组装和安装过程与制造精度本身同样重要。仅仅放置成品平板是不够的;必须满足特定的环境和结构要求,才能保持并利用平板经认证的亚微米级平整度。
1. 基础:稳定、平整的基质
最常见的误解是,精密花岗岩面板(例如我们高密度 ZHHIMG® 黑色花岗岩 (3100 kg/m³) 制成的面板)可以矫正不稳定的地面。虽然花岗岩具有卓越的刚性,但它必须由经过精心设计、可最大限度减少长期变形的结构支撑。
装配区域的混凝土基层不仅要平整,而且必须完全固化,其厚度和密度通常达到军用级标准——与中兴机械工业株式会社(ZHHIMG)装配车间内1000毫米厚的超硬混凝土楼板类似。至关重要的是,该基层必须与外部振动源隔离。在我们设计最大的机器底座时,我们采用了诸如围绕计量室的防震护城河等概念,以确保基础本身的静力性和隔离性。
2. 隔离层:灌浆和找平
必须严格避免花岗岩面板与混凝土基础直接接触。花岗岩基座必须在经过数学计算的特定点位进行支撑,以消除内部应力并保持其经认证的几何形状。这需要专业的找平系统和灌浆层。
使用可调节调平千斤顶或楔块将面板精确定位后,将高强度、无收缩的精密灌浆料注入花岗岩与基材之间的空腔中。这种专用灌浆料固化后形成高密度、均匀的界面,永久性地均匀分散面板的重量,防止面板下垂或变形,否则这些情况会产生内部应力,并随着时间的推移影响面板的平整度。这一步骤有效地将花岗岩面板和地基整合为一个整体,使其牢固而紧密。
3. 热平衡和时间平衡
与所有高精度计量工作一样,耐心至关重要。花岗岩面板、灌浆材料和混凝土基底都必须与周围的运行环境达到热平衡,才能进行最终的对准检查。对于非常大的面板,这个过程可能需要数天时间。
此外,使用激光干涉仪和电子水平仪等仪器进行的水平调整必须缓慢进行,每次调整幅度要非常小,以便材料有足够的时间沉降。我们经验丰富的技术人员严格遵守全球计量标准(DIN、ASME),他们深知匆忙进行最终水平调整会引入潜在应力,最终导致精度漂移。
4. 组件集成和定制装配
对于中兴机械(ZHHIMG)定制的集成线性电机、气浮轴承或三坐标测量导轨的花岗岩组件或花岗岩平板,最终装配需要绝对洁净的环境。我们专用的洁净装配间模拟半导体设备环境,这是必要的,因为即使是夹在花岗岩和金属组件之间的微小灰尘颗粒也会导致微变形。每个接口在最终紧固前都必须经过仔细清洁和检查,以确保组件的尺寸稳定性完美地传递到机器系统本身。
通过遵守这些严格的要求,客户可以确保他们不仅仅是在安装一个组件,而是在成功地为其超精密设备定义最终基准——这是由中兴电子材料科学和制造专业知识所保证的基础。
发布时间:2025年10月29日
