Īpaši precīzu kustību moduļu konstrukcijā izšķiroša nozīme ir pamatmateriāla izvēlei. Granīta precīzās pamatnes un minerālu liešanas pamatnes, kas ir divas galvenās iespējas, katrai no tām ir atšķirīgas īpašības, kas būtiski atšķiras stabilitātes, precizitātes saglabāšanas, izturības un izmaksu ziņā.
Stabilitāte: dabiskā blīvēšana salīdzinājumā ar mākslīgajiem kompozītmateriāliem
Pēc miljoniem gadu ilgām ģeoloģiskām pārvērtībām granīts, dabiski saistoties ar kvarcu, laukšpatu un citiem minerāliem, veido ļoti blīvu un vienmērīgu struktūru. Rūpnieciskā vidē, kur lielas iekārtas rada spēcīgas vibrācijas, granīta sarežģītā kristāliskā struktūra efektīvi vājina šos traucējumus, samazinot vibrācijas amplitūdu, kas tiek pārnesta uz gaisā peldošiem īpaši precīziem kustību moduļiem, par vairāk nekā 80%. Tas nodrošina vienmērīgu darbību augstas precizitātes apstrādes vai pārbaudes uzdevumu laikā, piemēram, elektronisko mikroshēmu precīzai veidošanai fotolitogrāfijas procesos.
Minerālu liešanas pamatnes tiek konstruētas no minerālu daļiņām, kas sajauktas ar specializētām saistvielām, kā rezultātā tiek iegūta vienmērīga iekšējā struktūra ar labām vibrāciju slāpēšanas īpašībām. Lai gan tās nodrošina efektīvu vispārējo vibrāciju buferizāciju un rada stabilu darba vidi gaisā peldošiem īpaši precīziem kustības moduļiem, to veiktspēja augstas intensitātes, ilgstošas vibrācijas apstākļos ir nedaudz zemāka nekā granīta pamatnēm. Šis ierobežojums var radīt nelielas neprecizitātes augstas precizitātes pielietojumos.
Precizitātes saglabāšana: dabiska zema izplešanās salīdzinājumā ar kontrolētu saraušanos
Granīts ir pazīstams ar savu ārkārtīgi zemo termiskās izplešanās koeficientu (parasti 5–7 × 10⁻⁶/°C). Pat vidē ar ievērojamām temperatūras svārstībām granīta precīzijas pamatnēm ir minimālas izmēru izmaiņas. Piemēram, astronomiskos pielietojumos uz granīta bāzes veidoti gaisā peldoši īpaši precīzi kustības moduļi nodrošina teleskopu lēcu pozicionēšanas precizitāti submikronu līmenī, ļaujot astronomiem uztvert sarežģītas tālu debess ķermeņu detaļas.
Minerālu liešanas materiālus var formulēt tā, lai optimizētu un kontrolētu termiskās izplešanās raksturlielumus, sasniedzot koeficientus, kas ir salīdzināmi ar granīta koeficientiem vai pat zemāki par tiem. Tas padara tos piemērotus temperatūrai jutīgām augstas precizitātes mērīšanas iekārtām. Tomēr to precizitātes ilgtermiņa stabilitāte joprojām ir pakļauta pārbaudei tādu faktoru dēļ kā saistvielas novecošanās, kas ilgstošas lietošanas laikā var samazināt veiktspēju.
Izturība: Dabīgā akmens augstā cietība salīdzinājumā ar noguruma izturīgiem kompozītmateriāliem
Granīta augstā cietība (pēc Mosa skalas: 6–7) nodrošina izcilu nodilumizturību. Materiālzinātnes laboratorijās bieži izmantoto gaisa peldošo īpaši precīzu kustību moduļu granīta pamatnes iztur ilgstošu slīdņu berzi, pagarinot apkopes ciklus par vairāk nekā 50% salīdzinājumā ar parastajām pamatnēm. Neskatoties uz šo priekšrocību, granīta trauslums rada lūzuma risku nejaušas trieciena gadījumā.
Minerālu lējumu bāzēm piemīt izcilas pretnoguruma īpašības, saglabājot strukturālo integritāti ilgstošu augstas frekvences virzuļkustību laikā, ko veic īpaši precīzi gaisa peldoši moduļi. Turklāt tām piemīt izturība pret vieglu ķīmisko koroziju, uzlabojot izturību viegli korozīvā vidē. Tomēr ekstremālos apstākļos, piemēram, augstā mitrumā, minerālu lējumu bāzēs esošā saistviela var noārdīties, apdraudot to kopējo izturību.
Ražošanas izmaksas un apstrādes grūtības**: dabīgā akmens ieguves izaicinājumi salīdzinājumā ar mākslīgā liešanas procesiem
Granīta ieguve un transportēšana ietver sarežģītu loģistiku, savukārt tā apstrādei ir nepieciešams moderns aprīkojums un metodes. Tā augstās cietības un trausluma dēļ tādas darbības kā griešana, slīpēšana un pulēšana bieži rada lielu brāķu daudzumu, kas palielina ražošanas izmaksas.
Turpretī minerālu liešanas pamatņu ražošanai ir nepieciešamas īpašas veidnes un procesi. Lai gan sākotnējā veidnes izstrāde rada ievērojamas izmaksas, turpmāka masveida ražošana kļūst ekonomiski izdevīga, kad veidne ir izveidota.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 8. aprīlis