重新定義亞微米級精度:花崗岩氣浮軸承技術在現代運動系統的應用

在當今高精度工程領域,從傳統機械接觸到無摩擦運動的轉變不再只是一種趨勢,而是一種技術必然。從半導體晶圓檢測到先進雷射加工等各個行業,對「完美掃描」的追求使工程師重新關註一種基礎材料:天然黑色花崗岩。當這種古老的材料被加工成…龍門式氣浮平台它解決了計量學中最棘手的難題:摩擦、熱漂移和機械滯後。

在 ZHHIMG(www.zhhimg.com我們觀察到,最成功的超精密系統並非只是零件的簡單組合,而是材料科學與流體動力學之間整體協同作用的體現。這種卓越性能的基礎在於花崗岩氣動導軌與其對應的花崗岩氣動滑塊之間的界面。與鋼製循環滾珠導軌不同,這些部件依靠一層厚度通常為 5 至 10 微米的壓縮空氣薄膜運作。這層空氣薄膜如同天然過濾器,能夠平均化微觀表面缺陷,並提供機械軸承無法企及的直線度。

使用…最顯著的優點之一是花崗岩空氣導軌花崗岩的優點在於其固有的尺寸穩定性。在高速掃描應用中,金屬導軌會因摩擦而產生熱量,導致熱膨脹,並在數小時的運行過程中產生「精度漂移」。而花崗岩作為一種火成岩,其熱膨脹係數極低,因此不受這些溫度波動的影響。花崗岩氣滑塊由於鋼球在該表面上滑動,沒有物理接觸,因此不會產生磨損,循環鋼球也不會產生振動,也不需要潤滑——這對於 ISO 1 級潔淨室環境來說是一個關鍵因素,因為油霧或金屬粉塵會損害整個生產批次。

精密花崗岩舞台

然而,運動系統的精確度取決於其最薄弱的環節。因此,業界正在轉向採用滾珠螺桿和導軌的完整花崗岩組件。雖然氣浮軸承提供了無摩擦的“浮動”,但驅動機構(通常是精密研磨的滾珠螺桿或線性電機)的整合必須極其謹慎。透過將這些驅動部件直接安裝在精密研磨的花崗岩底座上,我們消除了混合金屬和石材系統中常見的對準誤差。這種整合方法確保了重心和推力中心的完美平衡,最大限度地減少了在高加速度下可能降低精度的「阿貝誤差」。

對於全球原始設備製造商 (OEM) 而言,選擇龍門式氣浮平台通常,高吞吐量和高重複性是推動偵測系統發展的關鍵因素。在典型的龍門架配置中,雙驅動架構實現了大尺寸行程——這對於現代平板顯示器 (FPD) 檢測至關重要——同時保持了花崗岩橫樑提供的結構剛性。花崗岩的天然阻尼特性遠勝於鑄鐵或鋁,使得系統在高速移動後幾乎可以瞬間「穩定」。這種穩定時間的縮短直接轉換為最終用戶更高的每小時檢測單元數 (UPH)。

設計這些系統需要對「誤差預算」有深刻的理解。每一微米都至關重要。當我們製造帶有滾珠螺桿和導軌的花崗岩組件時,我們的工藝流程包括在進行任何機械安裝之前,將花崗岩表面手工研磨至 00 級規格。這確保了…花崗岩空氣導軌為整個運動範圍提供完美的平面參考。因此,該系統能夠在最嚴苛的工業環境中,日復一日地提供奈米級分辨率和亞微米級重複性。

展望奈米技術和2nm半導體節點的未來,基於石材的氣浮軸承技術的應用前景必將更加廣闊。花崗岩氣浮滑塊在精密導軌上靜謐運作的穩定性,充分展現了傳統材料與現代物理學如何巧妙融合,突破可測量的極限。在ZHHIMG,我們不斷精進這些基於花崗岩的解決方案,致力於為合作夥伴打造穩定、無摩擦的基礎,幫助他們實現下一代技術突破。

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發佈時間:2026年1月16日