초정밀 모션 모듈: 화강암 정밀베이스 VS 주조베이스.

초정밀 모션 모듈 적용 시, 핵심 지지 요소인 베이스는 모듈 성능에 결정적인 역할을 합니다. 화강암 정밀 베이스와 주물 베이스는 각각 고유한 특성을 가지고 있으며, 그 차이는 매우 뚜렷합니다.
I. 안정성
수백만 년에 걸친 지질학적 변화 끝에 화강암은 석영, 장석 및 기타 광물들이 밀접하게 결합된 치밀하고 균일한 내부 구조를 가지고 있습니다. 이러한 독특한 구조는 뛰어난 안정성을 제공하며 외부 간섭에 효과적으로 저항합니다. 전자 칩 제조 작업장에서는 주변 장비가 자주 가동되는데, 화강암 기반은 에어 플로트로 전달되는 초정밀 모션 모듈의 진동 진폭을 80% 이상 줄여 모듈의 원활한 움직임을 보장하고 칩 제조의 리소그래피 및 에칭과 같은 고정밀 공정에 대한 견고한 보증을 제공합니다.

주조 베이스는 진동을 어느 정도 완충할 수 있지만, 주조 과정에서 모래 구멍이나 기공과 같은 결함이 발생할 수 있으며, 이는 구조물의 균일성과 안정성을 저하시킵니다. 고주파 및 고강도 진동에 대해서는 화강암 베이스만큼 진동 감쇠 능력이 좋지 않아 에어 플로트의 초정밀 모션 모듈의 운동 안정성이 저하되고, 이는 장비의 가공 및 검출 정확도에 영향을 미칩니다.
둘째, 정확도 유지
화강암의 열팽창 계수는 매우 낮아 일반적으로 5~7×10⁻⁶/℃로, 온도 변동 환경에서도 크기 변화가 최소화됩니다. 천문학 분야에서는 망원경 렌즈 미세 조정을 위한 초정밀 모션 모듈이 화강암 받침대와 결합되어 낮과 밤의 온도 차이가 크더라도 렌즈의 위치 정확도를 서브마이크론 수준으로 유지하여 천문학자들이 먼 천체를 명확하게 관측할 수 있도록 지원합니다.
주조 베이스는 일반적으로 주철과 같은 금속 재질을 사용하며, 열팽창 계수는 약 10-20×10⁻⁶/℃로 비교적 높습니다. 온도 변화에 따라 크기가 현저하게 변하여 에어 플로트의 초정밀 모션 모듈에 열 변형을 일으켜 모션 정확도가 저하될 수 있습니다. 온도에 민감한 광학 렌즈 연삭 공정에서 온도의 영향으로 주조 베이스가 변형되면 렌즈 연삭 정밀도가 허용 범위를 벗어나 렌즈 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.
셋째, 내마모성
화강암은 경도가 높아 모스 경도가 6~7에 달하며 내마모성이 우수합니다. 재료과학 실험실에서 자주 사용되는 에어 플로트 초정밀 모션 모듈인 화강암 베이스는 일반 주조 베이스에 비해 에어 플로트 슬라이더의 마찰을 효과적으로 견뎌내 모듈의 유지 보수 주기를 50% 이상 연장하고, 장비 유지 보수 비용을 절감하며, 과학 연구 작업의 연속성을 보장합니다.
주조 베이스를 일반 금속 재료로 만들 경우 경도가 비교적 낮고, 에어 플로트 슬라이더의 장기 왕복 마찰로 인해 표면이 마모되기 쉽습니다. 이는 에어 플로트의 초정밀 모션 모듈의 모션 정확도와 부드러움에 영향을 미쳐 더 잦은 유지 보수 및 교체가 필요하고 사용 비용과 다운타임이 증가합니다.
넷째, 제조원가 및 가공의 어려움
화강암 원자재의 취득 비용이 높고, 채굴, 운송, 가공이 복잡하며, 고정밀 절단, 연삭, 연마 등 전문 장비와 기술이 필요하여 제조 비용이 높습니다. 또한, 경도가 높고 취성이 강하며 가공이 어렵고, 모서리 붕괴, 균열 등의 결함이 발생하기 쉬워 폐기율이 높습니다.
주조 베이스는 원자재 조달이 용이하고 비용이 비교적 저렴하며, 주조 공정이 성숙되어 가공 난이도가 낮고, 금형을 통해 대량 생산이 가능하여 생산 효율이 높고 원가 관리가 용이합니다. 그러나 화강암 베이스와 같은 높은 정밀도와 안정성을 확보하기 위해서는 주조 공정 및 후가공 요건이 매우 엄격하고, 비용 또한 크게 상승합니다.
요약하자면, 화강암 정밀 베이스는 높은 정확도, 안정성 및 내마모성을 갖춘 초정밀 모션 모듈 적용 분야에서 상당한 이점을 제공합니다. 주조 베이스는 비용 및 가공 편의성 측면에서 특정 이점을 제공하며, 정확도 요구 사항이 비교적 낮고 비용 효율성이 요구되는 경우에 적합합니다.