Pikosegundo mailako laser bidezko markaketa-makinen zehaztasun handiko prozesamendu-eszenatokietan, oinarria, ekipamenduaren euskarri-osagai nagusia den aldetik, haren materialaren aukeraketak zuzenean zehazten du prozesamenduaren zehaztasunaren egonkortasuna. Granitoa eta burdinurtua dira oinarrien fabrikaziorako bi material ohikoenak. Artikulu honek propietate fisikoak, zehaztasun-ahultzearen printzipioa eta aplikazio praktikoen datuak bezalako alderdien konparaketa egingo du, ekipamendua berritzeko oinarri zientifikoa eskainiz.
I. Materialen propietateen arteko desberdintasunak: zehaztasun-errendimenduaren oinarrizko logika
Granitoa arroka igneo naturala da, kuartzoa eta feldespatoa bezalako mineralen kristalizazio estuaz sortua. Egitura trinkoa eta gogortasun handia ditu ezaugarri. Bere dentsitatea normalean 2,7 eta 3,1 g/cm³ artekoa da, eta hedapen termikoaren koefizientea oso baxua da, gutxi gorabehera (4-8) ×10⁻⁶/℃, eta horrek tenperatura aldaketek ekipamenduaren zehaztasunean duten eraginari aurre egin diezaioke. Gainera, granitoaren mikroegitura bereziak moteltze-errendimendu bikaina ematen dio, kanpoko bibrazio-energia azkar xurgatzeko eta bibrazioek prozesatzeko zehaztasunean duten interferentzia murrizteko aukera emanez.
Burdinurtuak, industria-material tradizional gisa, 7,86 g/cm³-ko dentsitatea du gutxi gorabehera, konpresio-erresistentzia nahiko altua da, baina beroa da.
Hedapen-zenbakia (gutxi gorabehera 12×10⁻⁶/℃) granitoarena baino 1,5-3 aldiz handiagoa da. Gainera, burdinurtuaren barruan grafito-egiturak daude. Epe luzerako erabileran, egitura hauek tentsio-kontzentrazioa eragin dezakete, materialaren egonkortasunean eragina izanik eta, ondorioz, zehaztasunaren jaitsiera eraginez.
Ii. Pikosegundo mailako mekanizazioan zehaztasun-ahultze mekanismoa
Pikosegundo mailako laser prozesamenduak ingurumen-egonkortasunerako eskakizun oso altuak ditu. Oinarrizko materialaren edozein deformazio txiki handituko da prozesamenduaren emaitzan. Tenperatura-gorabeherak, ekipamenduen funtzionamenduak sortutako bibrazioak, epe luzeko kargapeko nekea, etab. dira zehaztasun-murrizketa eragiten duten faktore nagusiak.
Tenperatura aldatzen denean, granitoaren tamaina apur bat aldatzen da, hedapen termiko koefiziente baxua duelako. Burdinurtuaren hedapen termiko koefiziente nahiko handiak oinarriak begi hutsez detektatzeko zaila den deformazioa jasaten du. Deformazio honek laser bide optikoaren egonkortasunean eragingo du zuzenean eta markaketaren posizioa aldatzea eragingo du. Bibrazioari dagokionez, granitoaren moteltze-ezaugarri handiak 100Hz-ko bibrazioa 0,12 segundotan arindu dezake, burdinurtuak, berriz, 0,9 segundo behar ditu. Maiztasun handiko bibrazio-baldintzetan, burdinurtuzko oinarriak dituzten ekipoen prozesatzeko zehaztasuna gorabehera handiagoa da.
Iii. Zehaztasun-ahultze datuen konparaketa
Erakunde profesionalen proben arabera, 8 orduko pikosegundoko laser markaketa-eragiketa jarraituan, granitozko oinarria duen ekipamenduaren XY ardatzaren kokapen-zehaztasunaren ahultzea ±0,5 μm-koa da. Burdinurtuzko oinarriko ekipamenduaren zehaztasun-ahultzea ±3 μm-ra iristen da, alde nabarmenarekin. 5 ℃-ko tenperatura-aldaketa duen ingurune simulatu batean, granitozko oinarriko ekipamenduaren deformazio termikoaren errorea +0,8 μm baino ez da, eta burdinurtuzko oinarriko ekipamenduarena, berriz, +12 μm-koa.
Gainera, epe luzeko erabileraren ikuspuntutik, granitozko oinarrien akats-tasa % 0,03koa baino ez da, eta burdinurtuzko oinarriena, berriz, % 0,5ekoa da, egitura-egonkortasun arazoengatik. Datu hauek guztiz erakusten dute pikosegundo-mailako prozesamenduaren zehaztasun handiko eskakizunen pean, granitozko oinarriaren egonkortasun abantaila nabarmena dela.
Iv. Hobekuntzarako iradokizunak eta aplikazio praktikoak
Prozesatzeko zehaztasun gorena bilatzen duten enpresentzat, burdinurtuzko oinarria granitozko oinarrira aldatzea ekipamenduaren errendimendua hobetzeko modu eraginkorra da. Aldaketa prozesuan, granitozko oinarriaren prozesatzeko zehaztasunari erreparatu behar zaio, gainazalaren lautasunak diseinu-eskakizunak betetzen dituela ziurtatzeko. Aldi berean, aire flotazioko bibrazio-isolamendu sistema bezalako gailu laguntzaileekin konbinatuta, ekipamenduaren bibrazioen aurkako errendimendua are gehiago optimiza daiteke.
Gaur egun, erdieroale txipen fabrikazioan eta zehaztasun handiko osagai optikoen prozesamenduan bezalako industrietan, granitozko oinarriak dituzten laser bidezko markatze makinak asko erabili dira, produktuaren etekina eta ekoizpen eraginkortasuna eraginkortasunez hobetuz. Adibidez, osagai optikoen fabrikatzaile jakin batek burdinurtuzko oinarriko ekipamendua berritu ondoren, produktuaren zehaztasun kalifikazio tasa % 82tik % 97ra igo zen, eta ekoizpen eraginkortasuna nabarmen hobetu zen.
Ondorioz, pikosegundo mailako laser bidezko markaketa-makinen oinarrizko hobekuntzan, granitoa, bere egonkortasun termiko bikainarekin, moteltze-errendimendu handiarekin eta epe luzerako zehaztasun-iraupen gaitasunarekin, aukera aproposa bihurtu da burdinurtuarekiko. Enpresek oinarrizko materialak arrazoiz aukeratu ditzakete beren prozesatzeko beharren eta aurrekontuen arabera, ekipamenduen errendimenduaren hobekuntza integrala lortzeko.
Argitaratze data: 2025eko maiatzaren 19a