Aki töltött már időt metrológiai laborpadlón, az tudja, hogy a bázis akoordináta mérőgépugyanolyan fontos, mint a tetején lévő érzékelőfej. A szub-mikron ismételhetőségű szonda csak annyira jó, amennyire a felületen ül. Az alapanyag kiválasztását azonban gyakran utólagos elgondolásként kezelik, amelyet a megszokás vagy az utolsó szállító által felajánlott döntés határozza meg, nem pedig az alkalmazás tényleges fizikája.
Valójában három jelölt van a legtöbb precíziós platformra: természetes gránit, öntöttvas és hegesztett vagy megmunkált acél. Mindegyiknek törvényes helye van az ipari berendezésekben. A különbségek nem a specifikációs lapok címsorszámaiban mutatkoznak meg, hanem abban, hogy az egyes anyagok hogyan viselkednek, miután elhagyják a gyárat és valódi műhelyben kezdenek élni.
A különbségek a termikus viselkedésből indulnak ki
Az acél és az öntöttvas fémek, és a fémek mozognak. A 11-12 µm/m· fok körüli hőtágulási együtthatójú acélhegesztés egyetlen nap alatt láthatóan elsodródik egy olyan üzletben, ahol reggel és délután között néhány fokkal is ingadozik a hőmérséklet. A famegmunkálás vagy az általános szerszámgépvázak esetében ez az elsodródás lényegtelen. Egy tized--a-mikron tűrésszel rendelkező CMM esetén ez az áthaladó és az elutasított rész közötti különbség.
A gránit hőtágulási együtthatója az adott kőbányától és ásványi összetételtől függően nagyjából 5-8 µm/m· fok között mozog, és ami még fontosabb, a gránit hővezető képessége alacsony. Lassan szívja fel és engedi el a hőt, ami azt jelenti, hogy nem "rezzen meg" minden alkalommal, amikor kinyílik egy ajtó, vagy egy két méterrel arrébb lévő gép beindul. Klímaszabályozott-helyiségekben ez kevésbé számít, de nagyon kevés termelési padló van tökéletesen klíma-szabályozott éjjel-nappal, és még az ilyen helyiségekben is az átmeneti hőforrások (kezelők, világítás, szomszédos berendezések) továbbra is helyi gradienseket hoznak létre, amelyeket a fém alap szinte azonnal regisztrál.
Csillapítás és vibráció
Az öntöttvas jó rezgéscsillapítójáról híres, és kiérdemelte, hogy - a mikroszerkezetében lévő grafitpelyhek hatékonyan disszipálják az energiát, ezért sok szerszámgépágynál továbbra is ez a standard választás. De a természetes gránit, amely természetes módon megszilárdult kristályos szerkezet, nem pedig öntött vagy hegesztett, jellemzően többszörös belső csillapító képességgel rendelkezik, mint az öntöttvas hasonló geometriákon. Ez az oka annak, hogy a gránit felületi lemezek a XX. század közepétől kezdődően a metrológiai laborok alapértelmezett referenciaszabványává váltak – ez nem nosztalgia volt, hanem az, hogy a gránitlemez gyorsabban leülepszik, ha megzavarják, és csendesebb marad a mérések során.
Az acél, különösen a hegesztett acél a leggyengébb teljesítmény itt, kivéve, ha erősen bordázott vagy csillapítóanyaggal van feltöltve, mert a hegesztett kötések saját rezonanciákat és maradékfeszültséget okoznak, amelyek hónapok vagy évek alatt nagyon lassan ellazulhatnak - pontosan olyan lassú dimenziókúszást, amelyre nem vágyik egy referenciaműszer alatt.
Hosszú-távú méretstabilitás
Ez az, ami meglepi azokat az embereket, akik nem dolgoztak mindhárom anyaggal a berendezés több-éves életciklusa során. Az öntöttvas és az acél egyaránt ki van téve az öntésből vagy hegesztésből származó belső feszültségek fokozatos enyhülésének. A gyártók ezt stressz--mentesítési és öregedési folyamatokkal kezelik, és a jól-megmunkált öntöttvas alap nagyon stabil lehet -, de a „jól-készített” lassú, tudatos hűtési és öregítési ciklust igényel, amelyet sok alacsonyabb költségű beszállító kihagy vagy lerövidít, hogy időt takarítson meg.
A gránitnál nem ugyanúgy van ez a probléma, mert geológiailag évmilliók alatt alakult ki, és nem viseli ugyanazt a belső öntési feszültséget. Amire szüksége van, az a helyes kezelés: megfelelő támasztópontok csiszoláskor, szabályozott páratartalom lapolás közben, és olyan beszállító, aki valóban megérti, hol fut a födém természetes szemcséje. A szemcse irányának figyelembe vétele nélkül csiszolt gránitlemez idővel még mindig kissé meghajolhat, csak más kohászati okokból, mint a fém.
Költség-, súly- és gyakorlati{0}}alkalmazások
Mindez nem jelenti azt, hogy a gránit minden alkalmazást nyer. A gránit törékeny -, nem szereti a lökésszerű terhelést vagy leejtést, és nem lehet a helyszínen ütögetni, fúrni vagy hegeszteni-, ahogy az acél. Gépvázak, portálok vagy bármi más mozgatásához, amihez menetes rögzítési pontokat kell hozzáadni, általában továbbra is az acél vagy az öntöttvas a megfelelő megoldás. A gránit egyes geometriákon egységnyi merevségre vetítve is sűrűbb, ami a beépítéstől függően előny (a tömeg segíti a csillapítást) vagy hátránya (nehezebben mozgatható, magasabb szállítási költség) lehet.
A legtöbb metrológiai mérnök gyakorlati szabálya: ha a berendezés inkább mér, mintsem mozog, és ha hónapok helyett éveken keresztül kell referenciatűrést tartania, a gránit általában megéri az extra beszerzési erőfeszítést. Ha a berendezés vág, présel vagy terepmódosításra szorul, az öntöttvas vagy az acél marad ésszerűbb választás.
Mit kérdezzünk a szállítótól
Bármelyik anyag kerül is az árajánlatba, néhány kérdés elválasztja a komoly beszállítót attól, aki nem: Mekkora a felhasznált gránit tényleges sűrűsége, és tudnak-e malom vagy kőbánya vizsgálati tanúsítványt adni? A márványt néha a kevésbé körültekintő gyártók helyettesítik a gránittal, mert olcsóbb és felületileg hasonló -, de a márvány puhább, porózusabb és méretei kevésbé stabilak, így a sűrűség és a keménység ellenőrzése számít. Fémalapoknál érdeklődjön a feszültségmentesítési folyamatról-, és arról, hogy mennyi ideig öregítették az öntvényt a végső megmunkálás előtt. És bármilyen alapanyag esetén kérdezze meg, hogy milyen kalibrációs szabványt alkalmaztak a laposság ellenőrzésére a befejezés után - a DIN 876, ASME B89.3.7 vagy JIS B7513 minőséget kifejezetten meg kell adni, nem csak hallgatólagosan.
Az UN PARALLELED-nél gránit alapelemeinket házon belül-merészeljük meg, nemzeti metrológiai intézetekig visszavezethető műszerekkel, és minden lemezhez tartozik a kalibrációs tanúsítvány. De függetlenül attól, hogy ki szállítja az alapot, a mögöttes fizika nem változik -, és ennek megértése az első lépés annak a berendezésnek a meghatározásához, amely öt év múlva is megőrzi a tűréshatárt, nem csak a telepítés napján.