W projektowaniu ultra{0}}precyzyjnych platform ruchomych sprzętu tarcie jest główną przeszkodą ograniczającą dokładność pozycjonowania i stabilność powtarzalnego pozycjonowania. Niezależnie od optymalizacji napięcia wstępnego i smarowania prowadnic z mechanicznym kontaktem, pomiędzy metalami nadal występuje tarcie stykowe. Efekt pełzania łatwo występuje podczas uruchamiania i zatrzymywania. Niewielkie tarcie bezpośrednio zakłóca pozycjonowanie w skali nano-. Granitowa podstawa prowadnicy z łożyskiem powietrznym łączy w sobie naturalną zaletę kamienia o niskiej-rozszerzalności materiału z zasadą zawieszenia na łożysku powietrznym, tworząc prawie bezdotykowy i prawie beztarciowy system ruchu. Służy jako podstawowy punkt odniesienia dla ruchu w przypadku półprzewodników, precyzyjnego lasera i-precyzyjnego sprzętu kontrolnego.
Wielu producentów sprzętu oddzielnie traktuje konstrukcję łożyska powietrznego i materiał bazowy, zakładając, że same odpowiednie poduszki powietrzne mogą zapewnić stabilny ruch bez tarcia. W rzeczywistości, jeśli podłoże bazowe ma słabą stabilność termiczną, mikro-odkształcenie spowodowane wahaniami temperatury otoczenia bezpośrednio zmieni szczelinę warstwy powietrza, powodując lokalne zmiany grubości warstwy powietrza. Stan zawieszenia zostaje zakłócony i pojawia się ukryte tarcie kontaktowe, unieważniające pierwotnie zaprojektowany ruch bez tarcia. Rozszerzalność cieplna materiału jest podstawowym warunkiem wstępnym, aby układ łożysk powietrznych utrzymywał stan bez tarcia przez długi czas.
UNPARALLELED Group (marka: UNPARALLELED®) w pełni wykorzystuje naturalną, niską-rozszerzalność czarnego granitu UNPARALLELED® w badaniach i rozwoju oraz produkcji granitowych podstaw prowadnic powietrznych, tworząc efekt synergiczny z technologią łożysk powietrznych, zamiast po prostu układać je na sobie. Ten gęsty czarny granit charakteryzuje się jednolitą strukturą krystaliczną i bardzo-niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej. Gdy temperatura się zmienia, ogólne odkształcenie podłoża jest równomierne i minimalne, bez miejscowego wypaczenia lub wklęsłego-odkształcenia wypukłego. Gdy temperatura w warsztacie ulega wahaniom, płaskość powierzchni roboczej prowadnicy może pozostać stabilna. Szczelina w skali mikronów- pomiędzy poduszkami powietrznymi a granitową powierzchnią odniesienia nie zostanie zniekształcona, co stale utrzymuje jednolity film powietrza w zawieszeniu, zapobiegając kontaktowi poduszek powietrznych z powierzchnią roboczą podstawy i zachowując podstawę ruchu bez tarcia.
Podstawową zasadą łożysk powietrznych jest całkowite uniesienie ruchomych elementów za pomocą-powietrza pod wysokim ciśnieniem, tworzącego jednolitą warstwę powietrza pomiędzy podstawową powierzchnią roboczą a poduszkami powietrznymi, eliminując bezpośredni stały kontakt i usuwając stałe tarcie. Jednak film powietrza jest niezwykle wrażliwy. Nawet mikronowa-odkształcenie podstawy może zmniejszyć lokalne szczeliny i spowodować tarcie przy zarysowaniu. Podłoże granitowe UNPARALLELED® poddawane jest całkowitemu starzeniu i obróbce odprężającej w celu uwolnienia ukrytych naprężeń wewnętrznych kamienia. Powierzchnia odniesienia nie będzie powoli pełzać ani odkształcać się pod wpływem-długich cykli obciążenia i zmiennych zmian temperatury. Powierzchnia robocza jest wykończona za pomocą niezwykle-precyzyjnego docierania ręcznego przez doświadczonych rzemieślników, aby uzyskać ciągłą i jednolitą płaskość na poziomie-nano. Zapewnia stałą grubość filmu powietrznego w całym zakresie ruchu, dzięki czemu ruchome zespoły mogą pozostać zawieszone przez cały skok bez nagłej zmiany lokalnego oporu tarcia.
Kolejną wartością wynikającą z niskiej-rozszerzalności materiału jest stała dokładność ruchu. Podczas długiej, ciągłej pracy ciągłe wytwarzanie ciepła przez silniki liniowe i moduły optyczne powoduje lokalny wzrost temperatury. Zwykłe materiały bazowe powodują nierównomierne odkształcenie po nagrzaniu, pogarszając prostoliniowość prowadnicy i zmieniające się szczeliny folii powietrznej. Opór ruchu staje się niestabilny, a trajektoria pozycjonowania dryfuje. Niska-właściwość rozszerzalności NIEZRÓWNANEGO granitu tłumi takie deformacje wywołane termicznie. Stan zawieszenia układu łożysk powietrznych jest wolny od zakłóceń lokalnego wzrostu temperatury. Podczas-szybkiego skanowania i ruchu posuwisto-zwrotnego platforma utrzymuje prawie stały niski opór, zapewniając płynniejszą reakcję ruchu bez histerezy i błędu ukośnika odwrotnego spowodowanego tarciem mechanicznym.
To połączone rozwiązanie łożyska materiałowego i powietrznego znacznie zmniejsza również wytwarzanie ciepła podczas ruchu platformy. Tarcie tradycyjnych prowadnic mechanicznych w sposób ciągły generuje ciepło tarcia, które z kolei odkształca podstawę, tworząc błędne koło: tarcie generuje ciepło → odkształcenie podstawy → precyzyjny dryft. Prawie beztarciowa granitowa prowadnica powietrzna nie wytwarza prawie żadnego ciepła tarcia podczas ruchu. W połączeniu z doskonałą stabilnością termiczną granitu, ten cykl ujemny zostaje odcięty. Ta funkcja jest szczególnie istotna w przypadku kontroli optycznej, obróbki laserowej i półprzewodnikowych platform ruchu XY z długim ciągłym skanowaniem. Gwarantuje stabilną trajektorię platformy podczas długich godzin pracy i zapobiega dryfowi danych pomiarowych i przetwarzanych w czasie pracy.
W produkcji UNPARALLELED wdraża zintegrowany projekt podłoża o niskiej-rozszerzalności i konstrukcji nośnej powietrznie. Układ kanałów powietrznych i elementy montażowe poduszki powietrznej są obrabiane bezpośrednio na granitowym korpusie, aby uniknąć ryzyka ukrytych naprężeń i deformacji spowodowanych montażem dzielonym. Każda podstawa jest wykańczana poprzez docieranie, obróbkę kanałów powietrznych i test połączeń łożysk powietrznych w warsztatach o stałej-temperaturze, stałej-wilgotności i-pyle. Zastosowano pełny zestaw identyfikowalnych przyrządów pomiarowych w celu sprawdzenia jednolitości filmu powietrznego na całym odcinku, potwierdzając, że platforma może utrzymać płynny ruch bez tarcia w warunkach wahań temperatury.
Oczywiście prawie bez tarcia nie oznacza zerowego tarcia. Wewnątrz warstwy powietrza występuje słaby opór lepki wynikający z lepkości powietrza, który należy do oporu płynu i zasadniczo różni się od tarcia w kontakcie ze ciałem stałym. Ten rodzaj oporu nie powoduje prawie żadnego zużycia, efektu pełzania i pyłu tarcia, co jest również ważnym powodem, dla którego granitowe podstawy łożysk powietrznych są powszechnie stosowane w warsztatach zajmujących się czystymi półprzewodnikami.
Podsumowując, ruchu prawie bez tarcia nie można osiągnąć jedynie za pomocą konstrukcji zawierającej powietrze. Podłoże granitowe o naturalnie niskiej rozszerzalności stanowi podstawę stabilnej pracy systemów łożysk powietrznych. Podstawa prowadnicy z granitu UNPARALLELED® opiera się na stabilnej powierzchni odniesienia z czarnego granitu o niskiej-rozszerzalności, połączonej z precyzyjnie zaprojektowanym systemem zawieszenia na łożysku powietrznym. Ruchome zespoły są zawsze unoszone przez warstwę powietrza, aby wyeliminować stałe tarcie stykowe, zapewniając płynny ruch z niską histerezą i-długoterminową stabilnością, spełniając rygorystyczne wymagania kontroli ruchu w skali nano-różnych-endowych-ultraprecyzyjnych urządzeń.