რა არის გრანიტის ნაკლოვანებები ნახევარგამტარული ინდუსტრიაში?

ნახევარგამტარების ინდუსტრიაში მაღალი სიზუსტისა და მაღალი საიმედოობის მკაცრი მოთხოვნების გათვალისწინებით, მიუხედავად იმისა, რომ გრანიტი ერთ-ერთი ძირითადი მასალაა, მის თვისებებს გარკვეული შეზღუდვებიც მოჰყვება. ქვემოთ მოცემულია მისი ძირითადი ნაკლოვანებები და გამოწვევები პრაქტიკულ გამოყენებაში:
პირველ რიგში, მასალა ძალიან მყიფეა და მისი დამუშავება რთულია.
ბზარების გაჩენის რისკი: გრანიტი არსებითად ბუნებრივი ქვაა ბუნებრივი მიკრობზარებითა და მინერალური ნაწილაკების საზღვრებით შიგნით და ის ტიპიური მყიფე მასალაა. ულტრაზუსტი დამუშავების დროს (მაგალითად, ნანომასშტაბიანი დაფქვა და რთული მოხრილი ზედაპირის დამუშავება), თუ ძალა არათანაბარია ან დამუშავების პარამეტრები შეუსაბამოა, შესაძლებელია ისეთი პრობლემების წარმოშობა, როგორიცაა ნატეხების გაჩენა და მიკრობზარების გავრცელება, რაც გამოიწვევს სამუშაო ნაწილის ჩამოფხეკას.

დაბალი დამუშავების ეფექტურობა: მყიფე მოტეხილობის თავიდან ასაცილებლად საჭიროა სპეციალური პროცესები, როგორიცაა ბრილიანტის სახეხი ბორბლებით დაბალსიჩქარიანი დაფქვა და მაგნიტორეოლოგიური გაპრიალება. დამუშავების ციკლი 30%-დან 50%-მდე გრძელია, ვიდრე ლითონის მასალების, ხოლო აღჭურვილობის ინვესტიციის ღირებულება მაღალია (მაგალითად, ხუთღერძიანი შემაერთებელი დამუშავების ცენტრის ფასი 10 მილიონ იუანს აღემატება).
რთული სტრუქტურის შეზღუდვები: ჩამოსხმის, ჭედვის და სხვა პროცესების გამოყენებით რთულია ღრუ მსუბუქი კონსტრუქციების წარმოება. ის ძირითადად გამოიყენება მარტივ გეომეტრიულ ფორმებში, როგორიცაა ფირფიტები და ფუძეები, და მისი გამოყენება შეზღუდულია იმ აღჭურვილობაში, რომელიც მოითხოვს არარეგულარულ საყრდენებს ან მილსადენის შიდა ინტეგრაციას.
მეორეც, მაღალი სიმკვრივე იწვევს აღჭურვილობაზე ძლიერ დატვირთვას.
რთული დასამუშავებელი და დასამონტაჟებელი: გრანიტის სიმკვრივე დაახლოებით 2.6-3.0 გ/სმ³-ია, ხოლო მისი წონა იმავე მოცულობაში თუჯის წონაზე 1.5-2-ჯერ მეტია. მაგალითად, ფოტოლიტოგრაფიული აპარატის გრანიტის ფუძის წონამ შეიძლება 5-დან 10 ტონამდე მიაღწიოს, რაც მოითხოვს სპეციალურ ამწევ აღჭურვილობას და დარტყმაგამძლე საძირკველს, რაც ზრდის ქარხნის მშენებლობისა და აღჭურვილობის განლაგების ღირებულებას.
დინამიური რეაგირების შეფერხება: მაღალი ინერცია ზღუდავს აღჭურვილობის მოძრავი ნაწილების (მაგალითად, ვაფლის გადამტანი რობოტების) აჩქარებას. იმ შემთხვევებში, როდესაც საჭიროა სწრაფი ჩართვა და გამორთვა (მაგალითად, მაღალსიჩქარიანი შემოწმების აღჭურვილობა), ამან შეიძლება გავლენა მოახდინოს წარმოების რიტმზე და შეამციროს ეფექტურობა.
მესამე, შეკეთებისა და გამეორების ღირებულება მაღალია
დეფექტების შეკეთება რთულია: თუ გამოყენების დროს ზედაპირის ცვეთა ან შეჯახების შედეგად დაზიანება მოხდება, ის ქარხანაში უნდა დაბრუნდეს შესაკეთებლად პროფესიონალური სახეხი აღჭურვილობის გამოყენებით, რომლის სწრაფად დამუშავება ადგილზე შეუძლებელია. ამის საპირისპიროდ, ლითონის კომპონენტების დაუყოვნებლივ შეკეთება შესაძლებელია ისეთი მეთოდებით, როგორიცაა წერტილოვანი შედუღება და ლაზერული დამუშავება, რაც ამცირებს მუშაობის შეფერხების დროს.
დიზაინის იტერაციული ციკლი ხანგრძლივია: ბუნებრივი გრანიტის ძარღვებში არსებულმა განსხვავებებმა შეიძლება გამოიწვიოს სხვადასხვა პარტიის მასალის თვისებებში (როგორიცაა თერმული გაფართოების კოეფიციენტი და დემპფიკაციის კოეფიციენტი) მცირე რყევები. თუ აღჭურვილობის დიზაინი შეიცვლება, მასალის თვისებები ხელახლა უნდა შედარდეს და კვლევისა და განვითარების ვერიფიკაციის ციკლი შედარებით ხანგრძლივია.
IV. შეზღუდული რესურსები და გარემოსდაცვითი გამოწვევები
ბუნებრივი ქვა განახლებადი არ არის: მაღალი ხარისხის გრანიტი (მაგალითად, ნახევარგამტარებში გამოყენებული „ჯინანის მწვანე“ და „სეზამის შავი“) დამოკიდებულია სპეციფიკურ ძარღვებზე, აქვს შეზღუდული მარაგი და მისი მოპოვება შეზღუდულია გარემოს დაცვის პოლიტიკით. ნახევარგამტარების ინდუსტრიის გაფართოებასთან ერთად, შესაძლოა არსებობდეს ნედლეულის არასტაბილური მიწოდების რისკი.
დამუშავებასთან დაკავშირებული დაბინძურების საკითხები: ჭრისა და დაფქვის პროცესების დროს წარმოიქმნება დიდი რაოდენობით გრანიტის მტვერი (რომელიც შეიცავს სილიციუმის დიოქსიდს). სათანადო დამუშავების გარეშე, ამან შეიძლება გამოიწვიოს სილიკოზი. გარდა ამისა, ჩამდინარე წყლების ჩაშვებამდე საჭიროა დამუშავება სედიმენტაციით, რაც ზრდის გარემოს დაცვაში ინვესტიციებს.
მეხუთე. არასაკმარისი თავსებადობა ახალ პროცესებთან
ვაკუუმური გარემოს შეზღუდვები: ზოგიერთი ნახევარგამტარული პროცესი (მაგალითად, ვაკუუმური საფარი და ელექტრონული სხივური ლითოგრაფია) მოითხოვს მაღალი ვაკუუმური მდგომარეობის შენარჩუნებას აღჭურვილობის შიგნით. თუმცა, გრანიტის ზედაპირზე არსებულმა მიკროფორებმა შეიძლება შეიწოვოს გაზის მოლეკულები, რომლებიც ნელა გამოიყოფა და გავლენას ახდენს ვაკუუმის ხარისხის სტაბილურობაზე. ამიტომ, აუცილებელია ზედაპირის დამატებითი გამკვრივების დამუშავება (მაგალითად, ფისოვანი გაჟღენთვა).
ელექტრომაგნიტური თავსებადობის საკითხები: გრანიტი საიზოლაციო მასალაა. იმ შემთხვევებში, როდესაც საჭიროა სტატიკური ელექტროენერგიის განმუხტვა ან ელექტრომაგნიტური ეკრანირება (მაგალითად, ვაფლის ელექტროსტატიკური ადსორბციის პლატფორმები), საჭიროა ლითონის საფარების ან გამტარი ფირების შერევა, რაც ზრდის სტრუქტურულ სირთულეს და ღირებულებას.
ინდუსტრიის რეაგირების სტრატეგია
ზემოაღნიშნული ნაკლოვანებების მიუხედავად, ნახევარგამტარების ინდუსტრიამ გრანიტის ნაკლოვანებები ნაწილობრივ კომპენსირება მოახდინა ტექნოლოგიური ინოვაციების გზით:

კომპოზიტური სტრუქტურის დიზაინი: იგი იყენებს „გრანიტის ფუძის + ლითონის ჩარჩოს“ კომბინაციას, როგორც სიმყარის, ასევე მსუბუქი წონის გათვალისწინებით (მაგალითად, ფოტოლიტოგრაფიის გარკვეული აპარატის მწარმოებელი გრანიტის ფუძეში ალუმინის შენადნობის თაფლისებრ სტრუქტურას ათავსებს, რაც წონას 40%-ით ამცირებს).
ხელოვნური სინთეტიკური ალტერნატიული მასალები: გრანიტის თერმული სტაბილურობისა და ვიბრაციისადმი მდგრადობის სიმულირებისთვის, დამუშავების მოქნილობის გასაზრდელად, კერამიკული მატრიცული კომპოზიტების (მაგალითად, სილიციუმის კარბიდის კერამიკა) და ეპოქსიდური ფისის ბაზაზე დამზადებული ხელოვნური ქვების შემუშავება.
ინტელექტუალური დამუშავების ტექნოლოგია: დამუშავების გზის ოპტიმიზაციისთვის ხელოვნური ინტელექტის ალგორითმების დანერგვით, ბზარების რისკების პროგნოზირებისთვის სტრესის სიმულაციით და პარამეტრების რეალურ დროში კორექტირებისთვის ონლაინ აღმოჩენის კომბინირებით, დამუშავების ჯართის მაჩვენებელი 5%-დან 1%-ზე ნაკლებამდე შემცირდა.
რეზიუმე
ნახევარგამტარების ინდუსტრიაში გრანიტის ნაკლოვანებები არსებითად გამომდინარეობს მისი ბუნებრივი მასალის თვისებებსა და სამრეწველო მოთხოვნებს შორის ურთიერთქმედებიდან. ტექნოლოგიების განვითარებასა და ალტერნატიული მასალების განვითარებასთან ერთად, მისი გამოყენების სცენარები შეიძლება თანდათან შემცირდეს „შეუცვლელი ძირითადი საცნობარო კომპონენტების“კენ (როგორიცაა ჰიდროსტატიკური სახელმძღვანელო რელსები ფოტოლიტოგრაფიული აპარატებისთვის და ულტრაზუსტი საზომი პლატფორმებისთვის), ხოლო არაკრიტიკულ სტრუქტურულ კომპონენტებში თანდათანობით ადგილი დაუთმოს უფრო მოქნილ საინჟინრო მასალებს. მომავალში, თუ როგორ უნდა დავაბალანსოთ შესრულება, ღირებულება და მდგრადობა, ეს იქნება თემა, რომელსაც ინდუსტრია გააგრძელებს შესწავლას.