Pikosaniyə səviyyəli lazer işarələmə maşınları sahəsində dəqiqlik avadanlığın işini qiymətləndirmək üçün əsas göstəricidir. Lazer sistemi və dəqiq komponentlər üçün əsas daşıyıcı kimi əsas material emal dəqiqliyinin sabitliyinə birbaşa təsir göstərir. Qranit və çuqun, iki əsas baza materialı kimi, pikosaniyə səviyyəli ultra incə emal zamanı dəqiqliyin zəifləmə xüsusiyyətlərində əhəmiyyətli fərqlərə malikdir. Bu məqalədə avadanlığın təkmilləşdirilməsi üçün elmi əsas təmin etmək məqsədilə ikisinin performans üstünlükləri və çatışmazlıqları dərindən təhlil ediləcək.
Material xüsusiyyətləri dəqiqliyin əsasını müəyyən edir
Qranit, əslində, yüz milyonlarla il ərzində geoloji proseslər nəticəsində əmələ gələn maqmatik bir qayadır. Daxili kristal quruluşu sıx və vahiddir, xətti genişlənmə əmsalı indium polad kimi dəqiq ərintilərlə müqayisə edilə bilən 0,5-8 × 10⁻⁶/℃ qədər aşağıdır. Bu xüsusiyyət ətraf mühitin temperaturu dəyişdikdə onun ölçü dəyişikliyini demək olar ki, əhəmiyyətsiz edir və optik yol dəyişikliyindən və istilik genişlənməsi və daralması nəticəsində yaranan mexaniki səhvlərdən effektiv şəkildə qaçınır. Bundan əlavə, qranitin sıxlığı 2,6-2,8 q/sm³-ə qədər yüksəkdir ki, bu da təbii olaraq əla vibrasiya udma qabiliyyətinə malikdir. Lazer emalı zamanı yaranan yüksək tezlikli vibrasiyaları sürətlə zəiflədə bilər və optik sistemin və hərəkət edən hissələrin sabitliyini təmin edir.
Çuqun əsasları əla tökmə performansı və qiymət üstünlükləri səbəbindən geniş istifadə olunur. Boz çuqunun tipik lopa qrafit quruluşu ona müəyyən bir amortizasiya performansı verir ki, bu da vibrasiya enerjisinin təxminən 30%-dən 50%-ə qədərini udmağa qadirdir. Bununla belə, çuqunun istilik genişlənmə əmsalı təxminən 10-12 × 10⁻⁶/℃-dir ki, bu da qranitin istilik genişlənmə əmsalından 2-3 dəfə çoxdur. Uzunmüddətli davamlı emal nəticəsində yaranan istilik yığılması zamanı ölçülü deformasiyalar baş verməyə meyllidir. Bu arada, çuqunun içərisində tökmə gərginliyi mövcuddur. İstifadə prosesi zamanı gərginlik sərbəst buraxıldıqca, əsasın düzlüyündə və perpendikulyarlığında dönməz dəyişikliklərə səbəb ola bilər.
Pikosaniyə səviyyəli emalda dəqiqlik zəifləmə mexanizmi
Ultra qısa impuls xüsusiyyətlərinə malik Pikosaniyəli lazer emalı, submikron səviyyəsində və ya hətta nanometr səviyyəsində incə emal əldə edə bilər, eyni zamanda avadanlığın sabitliyi üçün ciddi tələblər qoyur. Sabit daxili quruluşu olan qranit əsas, yüksək tezlikli lazer təsiri altında submikron səviyyəsində vibrasiya reaksiyasını idarə edə bilər və lazer fokusunun yerləşdirmə dəqiqliyini effektiv şəkildə qoruyur. Ölçmə məlumatları göstərir ki, qranit əsaslı lazer işarələmə maşını 8 saatlıq davamlı pikosaniyəli emaldan sonra da ±0,5μm daxilində xətt eni sapmasını saxlayır.
Çuqun əsası pikosaniyə lazerinin yüksək tezlikli vibrasiyasına məruz qaldıqda, daxili dənəvər struktur davamlı təsir səbəbindən mikroskopik yorğunluğa məruz qalacaq və nəticədə əsasın sərtliyi azalacaq. Müəyyən bir yarımkeçirici istehsal müəssisəsinin monitorinq məlumatları göstərir ki, altı aylıq istismardan sonra çuqun əsaslı avadanlıqların emal dəqiqliyinin azalma nisbəti 12%-ə çatır ki, bu da əsasən xətt kənarlarının pürüzlülüyünün artması və yerləşdirmə səhvlərinin genişlənməsi kimi özünü göstərir. Eyni zamanda, çuqun ətraf mühitin rütubətinə nisbətən həssasdır. Uzunmüddətli istifadə paslanmağa meyllidir və bu da dəqiqliyin pisləşməsini daha da sürətləndirir.
Praktik tətbiqlərdə performans fərqlərinin yoxlanılması
3C elektron dəqiq komponent emalı sahəsində tanınmış bir müəssisə iki növ material bazasının avadanlıq performansı üzərində müqayisəli sınaq keçirib. Təcrübədə, eyni konfiqurasiyaya malik iki pikosaniyə lazer işarələmə maşını müvafiq olaraq 0,1 mm enində mobil telefon ekranlarının şüşəsini kəsmək və işarələmək üçün qranit və çuqun bazalarla təchiz edilib. 200 saatlıq davamlı emaldan sonra qranit baza avadanlıqlarının emal dəqiqliyinin saxlanma nisbəti 98,7%, çuqun baza avadanlıqlarının isə cəmi 86,3% olub. Sonuncu tərəfindən emal edilən şüşənin kənarlarında aşkar mişar dişi qüsurları aşkar edilib.
Aerokosmik komponentlərin istehsalında müəyyən bir tədqiqat institutunun uzunmüddətli monitorinq məlumatları fərqləri daha intuitiv şəkildə əks etdirir: Qranit əsaslı lazer işarələmə maşını beş illik xidmət müddəti ərzində 3μm-dən az məcmu dəqiqlik zəifləməsinə malikdir; Lakin, üç ildən sonra, təməlin deformasiyasından qaynaqlanan çuqun əsas avadanlıqlarının emal xətası ±10μm proses standartını aşdı və ümumi maşın dəqiqliyi kalibrlənməsi aparılmalıdır.
Qərarların təkmilləşdirilməsi üçün təkliflər
Əgər müəssisələr, xüsusən də yarımkeçirici çiplər və dəqiq optik komponentlər kimi sahələrdə yüksək dəqiqlikli və uzun dövrlü sabit emalı əsas tələblər kimi qəbul edirlərsə, üstün istilik stabilliyi və vibrasiya müqavimətinə malik qranit əsaslar ideal təkmilləşdirmə seçimidir. İlkin satınalma dəyəri çuqundan 30% -dən 50% -ə qədər yüksək olsa da, tam həyat dövrü dəyəri baxımından dəqiq kalibrləmə tezliyinin azalması və avadanlıqların texniki xidmət üçün dayanma müddəti ümumi faydaları əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər. Nisbətən aşağı emal dəqiqliyi tələbləri və məhdud büdcələri olan tətbiq ssenariləri üçün çuqun əsaslar istifadə mühitini ağlabatan şəkildə idarə etmək şərti ilə keçid həlli kimi istifadə edilə bilər.
Pikosekund səviyyəli emalda qranit və çuqun dəqiqlik zəifləmə xüsusiyyətlərini sistematik şəkildə müqayisə etməklə, lazer işarələmə maşınının emal dəqiqliyini və etibarlılığını artırmaq üçün müvafiq əsas materialın seçilməsinin əsas addım olduğunu görmək olar. Müəssisələr, öz texnoloji tələbləri və xərc mülahizələri nəzərə alınmaqla, yüksək səviyyəli istehsal üçün möhkəm avadanlıq təməli təmin etmək üçün bazanın təkmilləşdirilməsi planı ilə bağlı elmi qərarlar qəbul etməlidirlər.
Yayımlanma vaxtı: 22 may 2025