Giriş: Yüksek-Hız Dinamikleri ve Aşırı Sertlik İhtiyacı
Yarı iletken plaka incelemesi, düz panel ekran (FPD) litografi ve gelişmiş paketlemenin-yüksek verimli dünyasında, konumlandırma sistemlerinin birbiriyle çelişen iki mühendislik hedefini dengelemesi gerekir: aşırı dinamik hızlanma ve-mikron altı konumlandırma tekrarlanabilirliği. Masif granit tabanlar ideal bir sabit temel sağlarken, sistemin-kızak kirişleri, çapraz-kızlar ve levha çeviri aşamaları-gibi hareketli parçaları, ataleti en aza indirmek, motor ısı dağılımını azaltmak ve yerleşme süresi gecikmelerini önlemek için mümkün olduğunca hafif olmalıdır.
Alüminyum ve titanyum gibi geleneksel hafif metaller, yüksek termal genleşmeye ve nispeten düşük sertliğe sahiptir, bu da yüksek-hızlanma hareketleri sırasında dinamik esnemeye yol açar. Bu dinamik darboğazların üstesinden gelmek için gelişmiş sistem tasarımcıları giderek daha fazla teknik seramik kullanıyor. UNPARALLELED'in özel yapısal bileşenleri vehassas hava yataklarıYüksek-saflıkta Alümina ve Silisyum Karbürden (SiC) üretilen, yüksek-hızlı hareket aşamaları için modern malzeme mühendisliğinin zirvesini temsil eder.
Silisyum Karbür (SiC) ve Geleneksel Malzemeler
Silisyum Karbürün yüksek-ivmelenmeli portal sistemlerinde neden tercih edilen malzeme haline geldiğini anlamak için, onun spesifik sertliğini analiz etmemiz gerekir. Spesifik sertlik Young modülünün kütle yoğunluğuna oranı olarak tanımlanır:
Özgül Sertlik=Young Modülü bölü Yoğunluk
Daha yüksek spesifik sertlik, bir bileşenin yüksek dinamik kuvvetlere dayanabileceği ve sisteme gereksiz kütle eklemeden bükülmeye karşı direnç gösterebileceği anlamına gelir.
Yapısal Çelik: Yoğunluk santimetreküp başına 7,85 gram, Young Modülü 210 Giga-Pascal, Özgül Sertlik 26,7, Termal Genleşme Katsayısı Kelvin başına 12,0 x 10^-6.
Alüminyum 6061: Yoğunluk santimetreküp başına 2,70 gram, Young Modülü 69 Giga-Pascal, Özgül Sertlik 25,5, Termal Genleşme Katsayısı Kelvin başına 23,0 x 10^-6.
Alümina (yüzde 99 saf): Yoğunluk santimetreküp başına 3,90 gram, Young Modülü 370 Giga-Pascal, Özgül Sertlik 94,8, Termal Genleşme Katsayısı Kelvin başına 8,0 x 10^-6.
Silisyum Karbür (SiC): Santimetre küp başına 3,15 gram yoğunluk, 410 Giga-Pascal Young Modülü, 130,1 Özgül Sertlik, Kelvin başına 4,0 x 10^-6 Termal Genleşme Katsayısı.
Bu karşılaştırmalı verilerde gösterildiği gibi Silisyum Karbür, çelik veya alüminyumdan neredeyse beş kat daha fazla spesifik bir sertliğe sahiptir. Bu çarpıcı fiziksel avantaj, BENZERSİZ mühendislerin, 2g'yi (saniyede yaklaşık 19,6 metre kare) aşan hızlanma oranları altında esnemeyen, bükülmeyen veya sarkmayan levha aşamaları için hafif, içi boş-çekirdek yapısal kirişler tasarlamasına olanak tanır.
Hassas Seramik Havalı Yatakların Tasarımı ve Fiziği
Hassas hava yatakları, hareketli bir yükü desteklemek için ince bir basınçlı temiz kuru hava tabakası kullanarak tamamen sürtünmesiz, sıfır{0}}aşınma hareketi sağlar. Bu hava filminin kalınlığı tipik olarak 5 ila 10 mikrometre arasındadır. Hava filmi çok ince olduğundan, yatak yüzeyindeki herhangi bir geometrik sapma, mikro-pürüzlülük veya termal distorsiyon, yatağın çarpmasına neden olabilir ve bu da ciddi sistem arızasıyla sonuçlanabilir.
UNPARALLELED, hava taşıyan bileşenleri yüksek-saflıkta Alümina ve Silisyum Karbürden üreterek bu zorluğun üstesinden gelir. Bu malzemeler havalı yatak uygulamalarında birçok kritik avantaj sunar:
Basınç Altında Boyutsal Kararlılık: Seramiğin yüksek elastik modülü, yatak yüzlerinin basınçlı hava kaynağının yüksek yerel basınçları (genellikle 0,6 Mega-Paskal'a kadar) altında deforme olmamasını sağlar.
Çizilme ve Aşınma Dayanımı: Elektrik kesintisi meydana geldiğinde ve hava beslemesinin aniden kesilmesi durumunda, hareketli tabla kılavuz ray ile doğrudan temas edecektir. Bu kuru-kayma koşulları altında, metal yataklar anında aşınacak ve sıkışacaktır. Seramik kılavuz raylar, aşırı sertlikleriyle yüksek-hızlı iniş olaylarında sıfır çizilme veya yüzey hasarıyla hayatta kalabilir.
Mükemmel Yüzey Cilası: UNPARALLELED, elmas taşlama ve kimyasal-mekanik cilalama (CMP) yoluyla, seramik kılavuz yüzeylerini Ra'nın yüzey pürüzlülüğü 0,05 mikrometreye eşit veya daha az olacak şekilde bitirir. Bu ayna-benzeri kaplama, kusursuz biçimde tekdüze bir hava boşluğunu ve son derece öngörülebilir akışkan film dinamiğini garanti eder.
Karmaşık Seramik Geometrilerin İmalatı ve Kalite Güvencesi
Teknik seramiklerin sinterlenmesi ve işlenmesi inanılmaz derecede zorlu bir süreçtir. Ham seramik tozlarının 2000 santigrat dereceyi aşan sıcaklıklarda sinterlenmesi önemli ölçüde büzülmeye neden olur ve bunun dikkatle hesaplanması ve kontrol edilmesi gerekir.
UNPARALLELED'deki üretim tesisimiz, sinterlemeden önce seramik bileşenleri şekillendirmek için-son{-teknoloji-yeşil-durum işleme merkezleriyle ve ardından ultra-sert sinterlenmiş parçaları bitirmek için yüksek-hassas elmas taşlama sistemleriyle donatılmıştır. Plaka işleme için entegre vakum aynaları, çok-eksenli havalı-yüzer taşıyıcılar ve lazer interferometri için ultra-düz referans aynaları dahil olmak üzere karmaşık geometrik profiller üretme kapasitesine sahibiz.
Tüm nihai ürünler, ISO-sertifikalı laboratuvarlarımızda sıkı testlere tabi tutulur. Lazer interferometreler ve üç{{2} boyutlu koordinat ölçüm makineleri kullanarak, her seramik bileşenin belirtilen geometrik toleransları karşıladığını doğrulayarak yeni-nesil doğrusal motor aşamalarınıza kusursuz entegrasyon sağlıyoruz.