Լազերային նշագրման մեքենայի հիմքի արդիականացման ուղեցույց. Գրանիտի և թուջի ճշգրիտ մարման համեմատություն պիկոսայրկյանային մակարդակի մշակման մեջ։

Պիկովարկյանային մակարդակի լազերային նշագրման մեքենաների ոլորտում ճշգրտությունը սարքավորումների աշխատանքի գնահատման հիմնական ցուցանիշն է: Հիմքը, որպես լազերային համակարգի և ճշգրիտ բաղադրիչների հիմնական կրող, դրա նյութը անմիջականորեն ազդում է մշակման ճշգրտության կայունության վրա: Գրանիտը և թուջը, որպես երկու հիմնական հիմնական նյութեր, զգալի տարբերություններ ունեն ճշգրտության մարման բնութագրերում պիկովարկյանային մակարդակի գերնուրբ մշակման ընթացքում: Այս հոդվածը խորապես կվերլուծի երկուսի աշխատանքի առավելություններն ու թերությունները՝ սարքավորումների արդիականացման գիտական ​​հիմք ապահովելու համար:
Նյութական հատկությունները որոշում են ճշգրտության հիմքը
Գրանիտը, ըստ էության, մագմատիկ ապար է, որը ձևավորվել է երկրաբանական գործընթացների միջոցով հարյուր միլիոնավոր տարիների ընթացքում: Դրա ներքին բյուրեղային կառուցվածքը խիտ և միատարր է, գծային ընդարձակման գործակցով՝ 0.5-8 ×10⁻⁶/℃ ցածր, համեմատելի է ճշգրիտ համաձուլվածքների, ինչպիսին է ինդիումային պողպատը, գործակցի հետ: Այս բնութագիրը դրա չափսերի փոփոխությունը գրեթե աննշան է դարձնում շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի տատանումների ժամանակ, արդյունավետորեն խուսափելով օպտիկական ուղու շեղումից և ջերմային ընդարձակման և կծկման հետևանքով առաջացած մեխանիկական սխալներից: Բացի այդ, գրանիտի խտությունը հասնում է 2.6-2.8 գ/սմ³-ի, որը բնականաբար ունի թրթռումների կլանման գերազանց ունակություն: Այն կարող է արագորեն մեղմել լազերային մշակման ընթացքում առաջացող բարձր հաճախականության թրթռումները՝ ապահովելով օպտիկական համակարգի և շարժվող մասերի կայունությունը:

Թուջե հիմքերը լայնորեն կիրառվում են իրենց գերազանց ձուլման կատարողականության և գնային առավելությունների շնորհիվ: Մոխրագույն թուջի բնորոշ թեփուկավոր գրաֆիտային կառուցվածքը այն օժտում է որոշակի մարման կատարողականությամբ, որը կարող է կլանել տատանումների էներգիայի մոտ 30%-ից մինչև 50%-ը: Այնուամենայնիվ, թուջի ջերմային ընդարձակման գործակիցը մոտավորապես 10-12 × 10⁻⁶/℃ է, որը 2-3 անգամ ավելի է, քան գրանիտինը: Երկարատև անընդհատ մշակման արդյունքում առաջացող ջերմության կուտակման հետևանքով հակված է չափային դեֆորմացիայի: Միևնույն ժամանակ, թուջի ներսում ձուլման լարվածություն կա: Քանի որ լարվածությունը ազատվում է օգտագործման ընթացքում, դա կարող է անդառնալի փոփոխություններ առաջացնել հիմքի հարթության և ուղղահայացության մեջ:
Պիկովարկյանային մակարդակի մշակման մեջ ճշգրիտ մարման մեխանիզմը
Պիկովարկյանային լազերային մշակումը, իր գերկարճ իմպուլսային բնութագրերով, կարող է ապահովել նուրբ մշակում ենթամիկրոնային կամ նույնիսկ նանոմետրային մակարդակում, բայց այն նաև խիստ պահանջներ է ներկայացնում սարքավորումների կայունության համար: Գրանիտե հիմքը, իր կայուն ներքին կառուցվածքով, կարող է կառավարել տատանման արձագանքը ենթամիկրոնային մակարդակում բարձր հաճախականության լազերային ազդեցության տակ՝ արդյունավետորեն պահպանելով լազերի ֆոկուսի դիրքորոշման ճշգրտությունը: Չափված տվյալները ցույց են տալիս, որ գրանիտե հիմքով լազերային նշագրման մեքենան դեռևս պահպանում է գծի լայնության շեղում ±0.5 մկմ սահմաններում՝ 8 ժամ տևողությամբ պիկովարկյանային անընդհատ մշակումից հետո:
Երբ թուջե հիմքը ենթարկվում է պիկոսարկյանային լազերի բարձր հաճախականության տատանմանը, ներքին հատիկի կառուցվածքը ենթարկվում է մանրադիտակային հոգնածության՝ շարունակական հարվածի պատճառով, ինչը հանգեցնում է հիմքի կոշտության նվազմանը: Կիսահաղորդչային որոշակի արտադրական ձեռնարկության մոնիթորինգի տվյալները ցույց են տալիս, որ վեց ամսվա շահագործումից հետո թուջե հիմքերով սարքավորումների մշակման ճշգրտության թուլացման մակարդակը հասնում է 12%-ի, որը հիմնականում դրսևորվում է գծի եզրերի կոպտության աճով և դիրքավորման սխալների ընդլայնմամբ: Միևնույն ժամանակ, թուջը համեմատաբար զգայուն է շրջակա միջավայրի խոնավության նկատմամբ: Երկարատև օգտագործումը հակված է ժանգի, ինչը ավելի է արագացնում ճշգրտության վատթարացումը:
Գործնական կիրառություններում կատարողականի տարբերությունների ստուգում
3C էլեկտրոնային ճշգրիտ բաղադրիչների մշակման ոլորտում հայտնի ձեռնարկությունը համեմատական ​​փորձարկում է անցկացրել երկու տեսակի նյութական հիմքերի սարքավորումների աշխատանքի վերաբերյալ: Փորձի ընթացքում նույն կոնֆիգուրացիայով երկու պիկոսայրկյանային լազերային նշագրման մեքենաներ համապատասխանաբար հագեցվել են գրանիտե և թուջե հիմքերով՝ բջջային հեռախոսների էկրանների 0.1 մմ լայնությամբ ապակին կտրելու և նշագրելու համար: 200 ժամ շարունակական մշակումից հետո գրանիտե հիմքով սարքավորումների մշակման ճշգրտության պահպանման մակարդակը կազմել է 98.7%, մինչդեռ թուջե հիմքով սարքավորումներինը՝ ընդամենը 86.3%: Վերջիններիս կողմից մշակված ապակու եզրերը ցույց են տվել ակնհայտ սղոցի ատամնավոր թերություններ:
Ավիատիեզերական բաղադրիչների արտադրության մեջ որոշակի հետազոտական ​​ինստիտուտի երկարաժամկետ մոնիթորինգի տվյալներն ավելի ինտուիտիվ կերպով արտացոլում են տարբերությունները. գրանիտե հիմքով լազերային նշագրման մեքենան հինգ տարվա ծառայության ընթացքում ունի 3 մկմ-ից պակաս կուտակային ճշգրտության թուլացում։ Սակայն, երեք տարի անց, հիմքի դեֆորմացիայի պատճառով թուջե հիմքով սարքավորումների մշակման սխալը գերազանցել է ±10 մկմ տեխնոլոգիական ստանդարտը, և անհրաժեշտ է իրականացնել մեքենայի ընդհանուր ճշգրտության կարգաբերում։
Որոշումների արդիականացման առաջարկներ
Եթե ​​ձեռնարկությունները բարձր ճշգրտության և երկար ցիկլի կայուն մշակումը որպես հիմնական պահանջ են ընդունում, հատկապես այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են կիսահաղորդչային չիպերը և ճշգրիտ օպտիկական բաղադրիչները, գրանիտե հիմքերը, իրենց բացառիկ ջերմային կայունությամբ և թրթռման դիմադրողականությամբ, իդեալական արդիականացման ընտրություն են: Չնայած դրա սկզբնական գնման արժեքը 30%-ից 50%-ով ավելի բարձր է, քան թուջիինը, ամբողջական կյանքի ցիկլի արժեքի տեսանկյունից, ճշգրիտ տրամաչափման հաճախականության և սարքավորումների սպասարկման համար անսարքության կրճատումը կարող է զգալիորեն բարձրացնել ընդհանուր օգուտները: Համեմատաբար ցածր մշակման ճշգրտության պահանջներով և սահմանափակ բյուջեներով կիրառման սցենարների համար թուջե հիմքերը դեռևս կարող են օգտագործվել որպես անցումային լուծում՝ օգտագործման միջավայրը ողջամիտ վերահսկելու նախապայմանով:
Պիկովարկյան մակարդակի մշակման դեպքում գրանիտի և թուջի ճշգրիտ մարման բնութագրերը համակարգված համեմատելով՝ կարելի է տեսնել, որ համապատասխան հիմնական նյութի ընտրությունը լազերային նշագրման մեքենայի մշակման ճշգրտությունն ու հուսալիությունը բարելավելու կարևոր քայլ է: Ձեռնարկությունները, հաշվի առնելով իրենց տեխնոլոգիական պահանջները և ծախսերի նկատառումները, պետք է գիտական ​​որոշումներ կայացնեն հիմնական արդիականացման ծրագրի վերաբերյալ՝ բարձրակարգ արտադրության համար ամուր սարքավորումների հիմք ապահովելու համար: