ఖచ్చితమైన పరికరాల విషయంలో సిరామిక్ లోహం మరియు రాయి రెండింటినీ అధిగమిస్తుంది

ప్రెసిషన్ మెషీన్ డిజైన్‌లో గ్రానైట్ మరియు మినరల్ కాస్టింగ్ చాలా వరకు స్థిరత్వ సమస్యలను పరిష్కరిస్తాయి, కానీ కొన్ని రకాల అనువర్తనాలలో ఈ రెండూ సరిపోవు, అందువల్ల ఇంజనీర్లు వాటికి బదులుగా టెక్నికల్ సిరామిక్‌ను — సాధారణంగా అల్యూమినా లేదా జిర్కోనియా ఆధారిత పదార్థాలను — ఎంచుకుంటారు.

దీనికి కారణం ఉష్ణ ప్రవర్తన కంటే నిర్దిష్ట దృఢత్వం మరియు అరుగుదల నిరోధకత. గ్రానైట్ పరిమాణపరంగా స్థిరంగా ఉంటుంది, కానీ ఒకే బిందువు వద్ద భారం వేసినప్పుడు సాపేక్షంగా మృదువుగా మరియు పెళుసుగా ఉంటుంది; ఒక గట్టి కణం ఒకగ్రానైట్ ఉపరితలంమరియు కదిలే భాగం దానిని గీరవచ్చు లేదా పగలగొట్టవచ్చు. దీనికి భిన్నంగా, ప్రెసిషన్ సిరామిక్స్ 1,200-1,500 HV పరిధిలో కాఠిన్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి — ఇది గట్టిపర్చిన టూల్ స్టీల్ కంటే చాలా ఎక్కువ — అదే సమయంలో గ్రానైట్ కంటే తరచుగా తక్కువ ఉష్ణ వ్యాకోచ గుణకాన్ని కూడా కలిగి ఉంటాయి. ఈ కాఠిన్యం, తక్కువ CTE, మరియు రసాయన జడత్వం యొక్క కలయిక కారణంగానే, పదేపదే స్పర్శకు గురయ్యే లేదా తీవ్రమైన వాతావరణాలను ఎదుర్కొనే యంత్ర భాగాలలో సిరామిక్స్ ప్రత్యేకంగా కనిపిస్తాయి: ఎయిర్-బేరింగ్ స్పిండిల్స్, నిరంతరం జారే స్పర్శకు లోనయ్యే గైడ్‌వే రైల్స్, మరియు సెమీకండక్టర్ ఫ్యాబ్రికేషన్‌లో వాక్యూమ్ లేదా క్షయకారక ప్రాసెస్ ఛాంబర్‌ల లోపల ఉపయోగించే భాగాలు.

బరువులో ఉండే ప్రయోజనం గురించి ఎవరూ తగినంతగా మాట్లాడరు

సమానమైన దృఢత్వం గల ఉక్కుతో పోలిస్తే సిరామిక్ భాగాలు సుమారు 30-40% తేలికగా ఉంటాయి, మరియు అనేక ఆకృతులలో గ్రానైట్ కంటే కూడా తేలికగా ఉంటాయి. ఒక భాగం పదేపదే వేగవంతం మరియు నెమ్మదించవలసిన ఏ వ్యవస్థలోనైనా — ఉదాహరణకు వేఫర్-హ్యాండ్లింగ్ ఆర్మ్, వేగంగా స్కాన్ చేసే ఆప్టికల్ స్టేజ్ — దృఢత్వాన్ని కోల్పోకుండా కదిలే ద్రవ్యరాశిని తగ్గించడం అనేది నేరుగా అధిక ఉత్పాదకతకు మరియు తక్కువ సర్వో మోటార్ లోడ్‌కు దారితీస్తుంది. సైకిల్ సమయం అనేది ఖర్చును నేరుగా పెంచే అంశం కాబట్టి, హై-స్పీడ్ పిక్-అండ్-ప్లేస్ పరికరాలలో మరియు AOI (ఆటోమేటెడ్ ఆప్టికల్ ఇన్‌స్పెక్షన్) వ్యవస్థల కదిలే దశలలో సిరామిక్ భాగాలు సర్వసాధారణం కావడానికి ఇది కూడా ఒక కారణం.

సమస్య: మెషీనింగ్ ఖర్చు మరియు లీడ్ టైమ్

ఇవేవీ ఉచితంగా లభించవు. ప్రెసిషన్ సిరామిక్‌ను మెషినింగ్ చేయడం కష్టం మరియు నెమ్మదిగా ఉంటుంది — దానిని అరుగుదలను నిరోధించేలా చేసే అదే గట్టిదనం, దానిని కచ్చితమైన టాలరెన్స్‌లకు గ్రైండ్ చేయడానికి ఖరీదైనదిగా చేస్తుంది, మరియు సంక్లిష్టమైన జ్యామితులకు తరచుగా డైమండ్ టూలింగ్ మరియు సమానమైన లోహం లేదా గ్రానైట్ భాగం కంటే గణనీయంగా ఎక్కువ సైకిల్ సమయాలు అవసరమవుతాయి. ఈ కారణంగానే సిరామిక్‌ను పూర్తి స్ట్రక్చరల్ బెడ్ మెటీరియల్‌గా ఉపయోగించకుండా, దాని లక్షణాలు నిజంగా అవసరమైన నిర్దిష్ట భాగాలైన బేరింగ్ ఉపరితలాలు, వేర్ ప్లేట్లు, ఛాంబర్ భాగాల కోసం మాత్రమే కేటాయిస్తారు. ఎందుకంటే, అదే దృఢత్వం-ధర నిష్పత్తిలో గ్రానైట్ లేదా మినరల్ కాస్టింగ్ మరింత తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నవిగా ఉంటాయి.

పెరుగుతున్న అప్లికేషన్ల జాబితా

ప్రస్తుతం ప్రెసిషన్ సిరామిక్స్‌కు అత్యంత స్పష్టమైన వృద్ధి రంగం బ్యాటరీ మరియు సెమీకండక్టర్ తయారీ పరికరాలు. వీటిలో ప్రాసెస్ ఛాంబర్‌లకు తరచుగా ఒకే సమయంలో విద్యుత్ ప్రసరణ చేయని, రసాయనికంగా జడమైన, మరియు పదేపదే జరిగే ఉష్ణ మార్పుల కింద కూడా కొలతలలో స్థిరంగా ఉండే పదార్థాలు అవసరమవుతాయి — ఈ లక్షణాల కలయిక చాలా లోహాలను పూర్తిగా తోసిపుచ్చుతుంది. లిథియం బ్యాటరీ తనిఖీ లైన్లు మరియు సెమీకండక్టర్ ప్యాకేజింగ్ పరికరాలు మరింత కఠినమైన టాలరెన్స్‌లను సాధిస్తున్న కొద్దీ, ఈ యంత్రాల స్పెసిఫికేషన్ షీట్లు పదార్థ ఎంపికను కేవలం "కఠినమైన, స్థిరమైన పదార్థం" అనే సాధారణ గమనికకు వదిలివేయకుండా, సిరామిక్ భాగాలను వాటి పేర్లతో స్పష్టంగా పేర్కొంటున్నాయి. ఇది ఒక మంచి సంకేతం, పరిశ్రమ సిరామిక్‌ను ఒక అసాధారణమైన ఎంపికగా పరిగణించడం నుండి ముందుకు సాగి, దానిని ప్రెసిషన్ ఇంజనీర్ కిట్‌లో ఒక ప్రామాణిక సాధనంగా పరిగణించడం ప్రారంభించిందనడానికి.