Kad mehānikas projektēšanas inženieri pārkāpj ātrgaitas pozicionēšanas{0}}robežas, viņi galu galā saskaras ar sašaurinājumu: kustīgo komponentu svara-un-stinguma attiecību. Lai gan dabiskais melnais granīts ir ideāla izvēle stacionārām mašīnu pamatnēm, pateicoties tā masai un amortizācijai, tā lielais svars var kļūt par iemeslu liela-paātrinājuma kustīgām platformām vai Z-ass vārpstām. Šajos scenārijos kā galvenās alternatīvas ir uzlabota rūpnieciskā keramika{7}}, piemēram, alumīnija oksīds (Al2O3) un silīcija karbīds (SiC){10}}.
Stingrības{0}}un-svara attiecība: keramikas priekšrocība
Liela ātruma{0}}skenēšanas portāliem ideālajam materiālam jābūt īpaši stingram (lai izturētu lieces paātrinājuma laikā), bet ļoti vieglam (lai samazinātu motora slodzi un siltuma veidošanos). Inženieri aplūko īpatnējo stingrību, kas aprēķināta kā elastības modulis (E), dalīts ar blīvumu (d):
| Materiāls | Elastīgais modulis (GPa) | Blīvums (g/cm3) | Īpatnējā stingrība (GPa⋅cm3/g) | Relatīvo izmaksu koeficients |
| Dabīgais melnais granīts | 95 | 3.1 | 30.6 | ★ (bāzes līmenis) |
| Alumīnija oksīda keramika (Al2O3 99%) | 370 | 3.9 | 94.8 | ★★★★☆ |
| Silīcija karbīds (SiC) | 450 | 3.2 | 140.6 | ★★★★★ |
| Strukturālais alumīnijs | 70 | 2.7 | 25.9 | ★☆☆☆☆ |
Kā redzams tabulā, silīcija karbīds piedāvā īpatnējo stingrību gandrīz piecas reizes augstāku nekādabīgais granītsvai alumīnijs. Tas nozīmē, ka silīcija karbīda portāla siju var konstruēt tā, lai tā būtu neticami viegla un plāna, taču liela{1}}paātrinājuma gadījumā tas praktiski neliecas par nulli.
Siltuma veiktspēja un vide
Lai gan dabiskajam granītam ir lieliskas termiskās īpašības, silīcija karbīdam ir ārkārtīgi augsta siltumvadītspēja, kas apvienota ar ārkārtīgi zemu CTE. Tas ļauj jebkuram lokālam siltumam (piemēram, no lineārā motora) ātri izkliedēties pa visu daļu, novēršot termiskos punktus un nevienmērīgu deformāciju.
Izvēles izdarīšana: granīts vai keramika?
Kad pielīmēt precīzo granītu:
Stacionāras mašīnu pamatnes un kolonnas: lielais svars patiesībā ir ieguvums, jo tas nodrošina stabilu inerciālo enkuru, kas iztur ārējās grīdas vibrācijas.
Izmaksas-Jūtīga precizitāte: dabīgais granīts ir daudz rentablāks-karjeru izciršanā, apstrādē un pārklāšanā, īpaši lielām konstrukcijām.
Īss izpildes laiks: lielām keramikas konstrukcijām ir nepieciešamas specializētas saķepināšanas krāsnis un plaši dimanta{0}slīpēšanas procesi, kā rezultātā ražošanas laiks ir ilgāks.
Kad jaunināt uz rūpniecisko keramiku:
Ātrgaitas-stieņi: samazinot kustīga stara masu ar keramiku, tiek samazināts enerģijas patēriņš, motora siltums un cikla ilgums.
Ekstrēmas ķīmiskas/vakuuma vide: uzlabotai keramikai ir gandrīz -nulle porainība, un tā ir ļoti izturīga pret korozīvu plazmu vai ķīmiskiem tīrīšanas līdzekļiem, ko izmanto vafeļu ražošanā.
Augstas{0}}temperatūras darbības: keramika var izturēt temperatūru, kas pārsniedz 1000 grādus, bez struktūras sabrukšanas vai ložņāšanas.
Saskaņots dizains: modernās īpaši{0}}precīzās mašīnas bieži izmanto hibrīda dizainu: smagu, ļoti stabilu UNPARALLELED® melnā granīta pamatni apvienojumā ar īpaši-vieglu, stingru silīcija karbīda (SiC) šķērssiju. Tas nodrošina maksimālu līdzsvaru starp stabilitāti un dinamisku veiktspēju.