Granite vs Ceramic vs Cast Iron: Ke koho ʻana i nā mea no ka Metrology Precision

Ma ke ʻano kikoʻī o ka metrology pololei a me ka hana ʻenehana kiʻekiʻe, ua kaupalena ʻia ka pololei o kekahi ana ʻana e ke kūpaʻa o ka mokulele kuhikuhi kahi e hana ʻia ai. Inā paha e kākoʻo ana i kahi Mīkini Mea Ana Hoʻohui (CMM), e lawelawe ana ma ke ʻano he papa ʻili haku, a i ʻole ke kūkulu ʻana i ke kumu kūkulu o kahi mea hana mīkini kikoʻī, ʻo ka mea i koho ʻia no kēia kahua he hoʻoholo ʻenekinia koʻikoʻi. I ka wā e hoʻoikaika ai nā ʻoihana e like me ka aerospace, ka hana semiconductor, a me ka ʻenekinia kaʻa i nā hoʻomanawanui paʻa - e komo pinepine ana i ka pae sub-micron - ua hoʻonui ʻia ka hoʻopaʻapaʻa e pili ana i ka mea kūpono no kēia mau ʻāpana kumu. ʻO nā mea hoʻokūkū nui ʻekolu ma kēia kahua ʻo Cast Iron, Granite, a me Advanced Technical Ceramics. Hāʻawi kēlā me kēia mea i kahi ʻano ʻokoʻa o nā waiwai kino, nā pono, nā palena, a me nā hopena kumukūʻai. E ʻimi kēia loiloi piha i nā ʻano o ka granite, ceramic, a me ka hao i hoʻolei ʻia, e hāʻawi ana i kahi hoʻohālikelike kikoʻī e alakaʻi i nā ʻenekinia a me nā metrologists i ke koho ʻana i ka mea kūpono loa no kā lākou mau noi ana kikoʻī.

No nā kenekulia a ʻoi aku, ua lawelawe ka hao i hoʻolei ʻia ma ke ʻano he kahua paʻa o ke ana ʻoihana a me ke kūkulu ʻana i nā mea hana mīkini. ʻO kona mana mōʻaukala e paʻa ana i ka hui pū ʻana o nā waiwai mechanical i kūpono loa ai no nā koi o nā wahi hana kuʻuna.

ʻO ka pōmaikaʻi nui o ka hao i hoʻolei ʻia aia i kona ʻoʻoleʻa kūikawā a me ka paʻakikī o ke kūkulu ʻana. Me ka modulus kiʻekiʻe o ka elasticity, hiki i nā kahua hao i hoʻolei ʻia ke kākoʻo i nā ukana nui me ka ʻole o ka hoʻohuli nui ʻana. ʻO kēia ʻano e lilo ai ka hao i mea pono loa i nā noi hana kaumaha, e like me ka hōʻuluʻulu ʻana a me ka nānā ʻana i nā poloka mīkini nui a i ʻole nā ​​​​​​ʻāpana kūkulu aerospace nui, kahi e hiki ai i ke kaumaha o ka workpiece ke hoʻololi i kahi mea paʻa ʻole.

Eia kekahi, ua kaulana ka hao i hoʻolei ʻia no kona hiki ke hoʻēmi i ka haʻalulu. Loaʻa i ka microstructure o ka hao i hoʻolei ʻia hina nā ʻāpana graphite, e hana ana ma ke ʻano he mau kiko friction kūloko, e omo pono ana a hoʻopuehu i ka ikehu haʻalulu. I loko o kahi ʻano hana hale kūʻai ikaika—i hōʻike ʻia e ka neʻe ʻana o nā mīkini kaumaha, nā forklifts, a me nā mīkini paʻi—hiki i kēia mau haʻalulu ke hoʻopilikia nui i nā ana koʻikoʻi. ʻO ka hiki o ka hao i hoʻolei ʻia ke hoʻēmi i kēia mau haunaele e hōʻoiaʻiʻo ana e paʻa mau ana nā ana ʻoiai ma nā kūlana maikaʻi ʻole.

Eia kekahi, he mea maʻalahi ka mīkini a me ke kahakaha ʻana i ka hao i hoʻolei ʻia. ʻO ke akamai kuʻuna o ke kahakaha lima e hiki ai i nā loea akamai ke hana i kahi ʻili pololei loa me nā "kikowaena bearing" kikoʻī. Hiki i kēia mau kiko ke paʻa i ka ʻaila lubricating, kahi e hōʻemi ai i ka friction no nā ʻāpana paheʻe a me nā mea ana, e hoʻomaʻamaʻa ana i ka hana maʻalahi. Mai kahi hiʻohiʻona kumukūʻai, ʻo ka hao i hoʻolei ʻia ka mea maʻamau ka mea kūʻai aku o nā mea ʻekolu, ma ke ʻano o nā mea maka a me nā kaʻina hana.

ʻOiai kona laha ʻana i ka wā ma mua, loaʻa i ka hao hoʻolei nā hemahema koʻikoʻi e kaupalena ana i kona pono i ka metrology hou a kiʻekiʻe loa. ʻO ka nāwaliwali koʻikoʻi loa ʻo ia kona coefficient kiʻekiʻe o ka hoʻonui ʻana o ka thermal (CTE), ma kahi o 11 × 10⁻⁶/°C. Hoʻonui a ʻaelike ka hao me ka ʻike ʻia me nā loli liʻiliʻi o ka mahana. I nā wahi me ka ʻole o ka kaohi ʻana o ke aniau paʻa, hiki i ka pōʻaiapuni thermal o kahi hale hana ke hana i kahi papa hao hoʻolei e wili a hoʻololi paha i nā ana, e alakaʻi ana i ka neʻe ʻana o ke ana ʻaʻole hiki ke ʻae ʻia. No ka mālama ʻana i ka pololei kiʻekiʻe, pono ka hao hoʻolei i kahi kaiapuni mahana paʻa mau, kahi e hoʻonui nui ai i nā kumukūʻai hana o ka hale.

Eia kekahi, he mea maʻalahi loa ka hao i ka pala. Me ka ʻole o ka mālama pono a hoʻomau, me ka ʻaila ʻana a me ka hoʻomaʻemaʻe mau ʻana, hiki ke hana koke ʻia ka ʻōpala. Hoʻopili ka ʻōpala i ka ʻili, e hoʻopau mau ana i ka pololei o ka mea hana. He mea maʻalahi hoʻi ka hao i ka pōʻino i ka hopena ma ke ʻano kikoʻī: inā hāʻule kahi mea kaumaha ma luna, e hoʻololi ke ʻano o ka hao ductile a hāpai i kahi "burr" - he kualono metala e puka mai ana. E hāpai kēia burr i nā probes ana a i ʻole nā ​​​​​​mea hana, e hana koke ana i nā hewa ana, a pono e hoʻopaʻa pono ʻia i lalo e hoʻihoʻi i ka palahalaha o ka ʻili.

I ka hapalua hope o ke kenekulia 20, ua kū mai ka granite ma ke ʻano he koho ʻoi aku ka maikaʻi no ka metrology pololei kiʻekiʻe, e pani nui ana i ka hao i hoʻolei ʻia no nā kumu CMM a me nā papa ʻili o ka hale hana. Loaʻa mai nā ʻano pōhaku igneous kūlohelohe i paʻa i nā miliona o nā makahiki, hāʻawi ka granite i kahi kūpaʻa kūloko i paʻakikī i nā mea i hana ʻia e ke kanaka ke hana hou.

ʻO ka pōmaikaʻi koʻikoʻi loa o ka granite ʻo ia kona coefficient haʻahaʻa loa o ka hoʻonui ʻana o ka thermal, ma kahi o 5.6 × 10⁻⁶/°C, ʻo ia hoʻi ka hapalua o ka hao i hoʻolei ʻia. ʻO kēia kūpaʻa thermal ke ʻano he ʻoi aku ka kala ʻana o nā kahua granite i nā ʻano mahana ambient. Hana lākou ma ke ʻano he mau poho wela thermal, e mālama ana i ko lākou pālahalaha a me ka pono dimensional ʻoiai i nā wahi kahi i paʻakikī ai ka hoʻokō ʻana i ka mana aniau kūpono. ʻO kēia ka mea e lilo ai ka granite i koho kūpono no ka mālama ʻana i nā hoʻomanawanui koʻikoʻi ma luna o nā wā lōʻihi.

Ma waho aʻe o kona mau ʻano wela, he inert kemika ka granite. ʻAʻole ia e popo, ʻaʻole hoʻi e pane me nā coolants, nā aila, a i ʻole nā ​​​​​​waikawa i loaʻa pinepine i nā wahi hana. ʻO kēia ʻano ʻaʻole e corrosive e hōʻemi nui i ka ukana mālama i hoʻohālikelike ʻia me ka hao i hoʻolei ʻia; ʻo ka holoi maʻalahi me kahi mea hoʻomaʻemaʻe kūpono e lawa pinepine ia e mālama i ka ʻili i ke kūlana maʻemaʻe.

ʻO kekahi waiwai kū hoʻokahi a maikaʻi loa o ka granite ʻo ia kona ʻano i ka wā e pā ai. ʻAʻole e like me ka hao i hoʻolei ʻia, kahi e hoʻāla ai i kahi burr, he ʻano palupalu ka granite, crystalline. Ke pā ʻia e kahi mea kaumaha, e ʻānai a haki paha. Ma ke ʻano ana, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka hōʻino ʻana o ka depression (crater) i ka pololei ma mua o ka protrusion (burr), no ka mea, ʻaʻole ia e hāpai i ka probe ana a i ʻole ka ʻāpana e nānā ʻia ana. Noho palahalaha ka ʻili a puni, e hōʻoiaʻiʻo ana ʻaʻole i hoʻopilikia ʻia ka mokulele nānā holoʻokoʻa. Eia kekahi, ʻaʻole kūlohelohe ka granite he magnetic a ʻaʻole hoʻi he conductive uila, he mea nui ia no ka nānā ʻana i nā ʻāpana uila a i ʻole nā ​​​​mea magnetic palupalu kahi e pono ai ke pale aku i ka hoʻopilikia electromagnetic.

ʻOiai ʻo ka granite ke kūlana o ka ʻoihana, ʻaʻole ia me ka ʻole o kona mau palena. Ma ke ʻano he mea palupalu, lawelawe maikaʻi loa ia i nā ukana static akā he haʻahaʻa kona kūpaʻa hopena i hoʻohālikelike ʻia me ka ductility o ka hao. Hiki i kahi haʻalulu koʻikoʻi ke haki a haki paha i ka pōhaku, e hoʻolilo iā ia i mea ʻole. Eia kekahi, he porous iki ka granite. Inā ʻaʻole i hoʻopaʻa pono ʻia a inā hewa paha, hoʻohana ʻia nā mea hoʻomaʻemaʻe wai, hiki iā ia ke omo i ka makū, kahi e hiki ai ke alakaʻi i ka warping maalea i nā wā lōʻihi.

He kaumaha nō hoʻi ka Granite, e koi ana i nā ʻano kākoʻo paʻa, a he paʻakikī ke hoʻololi. ʻAʻole e like me ka hao i hoʻolei ʻia, ʻaʻole hiki i kekahi ke wili wale a pā i kahi papa granite no nā mea paʻa maʻamau me ka ʻole o nā lako kūikawā a me kahi pilikia nui o ka hoʻopilikia ʻana i ka pono o ke ʻano a i ʻole ka palahalaha o ka ʻili.

I ka hoʻonui ʻia ʻana o nā koi hana ʻana i ka ʻāina nanometer, ʻoiai hoʻi i nā ʻoihana semiconductor a me nā optics holomua, ua komo nā keramika ʻenehana (e like me Alumina a Silicon Carbide paha) i ke kahua metrology ma ke ʻano he mea hana kiʻekiʻe loa.

Ua hana ʻia nā keramika e hāʻawi i ka hana kūlike ʻole no nā noi koi nui loa. ʻO ko lākou hiʻohiʻona kū i waho he coefficient haʻahaʻa loa o ka hoʻonui ʻana o ka thermal, kokoke pinepine i ka zero a haʻahaʻa loa ma mua o ka granite. Hōʻoia kēia e noho mau ana ke ʻano ana me ka nānā ʻole i nā gradients thermal, e hāʻawi ana i ka hope loa i ka paʻa dimensional.

Eia kekahi, hāʻawi nā keramika loea i kahi ʻoʻoleʻa kūikawā (ka lakio o ka ʻoʻoleʻa i ka density) i ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o ka granite a me ka hao i hoʻolei ʻia. He ʻoʻoleʻa loa nā keramika akā ʻoi aku ka māmā. He mea koʻikoʻi kēia waiwai no ka hoʻolālā ʻana i nā hale e neʻe ana, e like me nā alahaka CMM a i ʻole nā ​​​​pae linear wikiwiki. ʻO ke ʻano māmā e ʻae i ka wikiwiki wikiwiki - e hoʻonui ana i ka throughput nānā - ʻoiai ʻo ka ʻoʻoleʻa nui e pale aku i ka haʻalulu a i ʻole ka deflection i ka wā o ke ana ʻana.

He paʻakikī loa hoʻi nā keramika, ʻoi aku ka paʻakikī ma mua o ka granite, e hāʻawi ana i ke kūpaʻa ʻana i ka ʻaʻahu maikaʻi loa i nā laina hana ikaika a i ʻole ke ana ʻana i nā mea abrasive. ʻO kēia paʻakikī nui e unuhi ʻia i kahi ola e hiki ke ʻoi aku ma mua o ka hao a me ka pōhaku, e mālama ana i ka pono geometric maʻemaʻe i nā wā lōʻihi o ka hoʻohana nui ʻana. E like me ka granite, he inert kemika nā keramika, ʻaʻohe magnetic, a pale i ka corrosion.

ʻO ke keakea nui i ka hoʻohana nui ʻia ʻana o nā mea hana ana keramika ko lākou kumukūʻai. ʻOi aku ke kumukūʻai o ka hana ʻana i ka keramika ma mua o ka hao i hoʻolei ʻia a i ʻole ka granite, ʻoi aku hoʻi ma nā unahi nui. Pili ke kaʻina hana hana i ka sintering paʻakikī a me ka wili pololei, kahi mea e hoʻopau nui ai i ka manawa a me ka ikehu. No nā papa nānā ʻano nui, ʻo ke kumukūʻai o nā keramika sintered he mea pāpā pinepine ia, e hoʻolilo ana i ka granite i koho kūpono loa no ka hoʻokō ʻana i ka palahalaha piha.

Eia kekahi, ʻoiai he paʻakikī loa, ʻo nā keramika ka mea palupalu loa o nā mea ʻekolu e pili ana i ke koʻikoʻi tensile a me ka hopena. ʻAʻole hiki iā lākou ke kū i ka hoʻouka haʻalulu a i ʻole nā ​​​​​​ikaika kūlou maikaʻi a hiki ke haki i ka catastrophic fracture inā hāʻule a lawelawe hewa paha. No laila, ʻaʻole hoʻohana pinepine ʻia ka keramika no nā papa papahele hale kūʻai maʻamau, ua mālama ʻia no nā noi kūikawā kahi e koi nui ʻia ai ka pololei o ka sub-micron a ʻae ke kālā.

I ke koho ʻana i ka mea kūpono loa no nā mea hana ana pololei, pono nā ʻenekinia e hoʻohālikelike pono i nā koi hana, nā kūlana o ke kaiapuni, a me nā palena kālā.

He koho kūpono a kūpono hoʻi ke hao i hoʻolei ʻia no ka hana ʻana maʻamau, ka hana kaumaha, a me ka nānā ʻana i ka papahele hale kūʻai kahi ʻaʻole ʻo ka pololei loa ke kumu nui. ʻO kona hiki ke kū i nā pilikia o kahi ʻano hana hana ʻino, me kona damping haʻalulu maikaʻi loa a me ka hiki ke hāpai i nā ukana kiʻekiʻe, e kūpono ia no nā noi hana kaumaha. He kūpono loa ia i ka wā e kaupalena ʻia ai ke kālā, a hiki i ka hale ke hoʻokele i ka mālama pono e pale aku i ka popo a me nā kaohi kaiapuni e hōʻemi i ka hoʻonui ʻana o ka wela.

ʻO Granite ka poʻokela hoʻopaʻapaʻa ʻole no ka hapa nui o nā noi metrology kiʻekiʻe. No nā keʻena hoʻokolohua kaohi maikaʻi, nā kumu CMM, a me nā papa ʻili kiʻekiʻe, hāʻawi ʻo granite i ka "wahi momona" maikaʻi loa ma waena o ka hana kiʻekiʻe a me ka maʻalahi o ka hana. ʻO kona kūpaʻa wela kiʻekiʻe, ka pale ʻana i ka popo, a me ke ʻano hopena maikaʻi (chipping ma mua o ka burring) e hoʻolilo iā ia i kūlana ʻoihana. Hāʻawi ʻo Granite i kahi mokulele kuhikuhi hilinaʻi, haʻahaʻa ka mālama ʻana e hōʻoiaʻiʻo ana i ka pololei me ka ʻole o nā kumukūʻai astronomical e pili ana me nā keramika holomua.

ʻO nā keramika holomua ka mea i koho ʻia no nā ʻāpana ʻenehana ultra-high-tech kahi i hiki ʻole ai ke kūkākūkā ʻia ka wikiwiki kiʻekiʻe loa, ka paʻakikī, a me ke kūpaʻa wela. ʻO nā noi e like me nā lako lithography semiconductor, ka nānā ʻana i ka pahi turbine aerospace, a me nā ʻāpana neʻe CMM ultra-kiʻekiʻe e pōmaikaʻi nui mai ka paʻakikī māmā a me ka hoʻonui wela kokoke i ka zero o nā keramika. Pono e koho ʻia nā keramika i ka wā e koi ai ka noi i ka pololei sub-micron i nā wahi hoʻololi, a hiki ke hoʻāpono ʻia ka hoʻopukapuka nui e nā loaʻa hana i koi ʻia.

ʻO ke koho ʻana i kahi mea no ka metrology pololei—inā he hao i hoʻolei ʻia, granite, a i ʻole keramika—ʻaʻole ia he mea e ʻike ai i kahi koho ʻoi aku ka maikaʻi ma ke ao holoʻokoʻa, akā e hoʻohālikelike i nā waiwai kino kikoʻī o ka mea i nā koi o ka noi. Hāʻawi ka hao i hoʻolei ʻia i ka paʻa paʻa a me ka damping haʻalulu no ka ʻoihana kaumaha; hāʻawi ka granite i ke kūpaʻa wela koʻikoʻi a me ka mālama haʻahaʻa e pono ai no ka metrology pololei kiʻekiʻe; a hoʻokuke nā keramika holomua i nā palena o ka wikiwiki a me ka pololei no nā noi ʻenehana koʻikoʻi loa. Ma ka hoʻomaopopo ʻana i nā pono a me nā palena o kēlā me kēia mea, hiki i nā mea hana a me nā metrologists ke hana i nā hoʻoholo naʻauao e hōʻoia i ka pono o kā lākou mau ana, hoʻomaikaʻi i kā lākou hoʻopukapuka kālā, a mālama i nā kūlana kiʻekiʻe loa o ka maikaʻi ma kahi ʻāina ʻoihana pololei.