I moduli del cuscinetto d'aria si basano su un sottile film d'aria di livello micron per realizzare la levitazione senza contatto. Il film d'aria è estremamente sottile e piccole ondulazioni sulla superficie di base del piano di lavoro in granito modificheranno direttamente la distribuzione del traferro, con conseguente fluttuazione della pressione del film d'aria e rigidità di levitazione instabile. Molti integratori di apparecchiature cadono facilmente in un malinteso durante l'assemblaggio dei moduli di cuscinetti ad aria: si concentrano solo sulla lettura della planarità del piano di lavoro al momento della consegna, ignorando l'uniformità e la stabilità a lungo termine della planarità. Anche se la precisione del punto singolo soddisfa lo standard, le ondulazioni superficiali irregolari causeranno tremori nella postura e salti di posizionamento quando lo scivolo con cuscinetto d'aria si muove ad alta velocità, il che danneggerà direttamente le prestazioni dell'intero sistema di movimento a livello nanometrico. Pertanto la planarità della superficie di base del piano di lavoro ad aria non può essere giudicata soltanto da un unico indice numerico. Si tratta invece di uno standard completo che combina materiali, tecnologia di lavorazione e ispezione dell'intera area. UNPARALLELED Group ha creato uno speciale sistema di controllo della planarità per le condizioni di lavoro abbinate ai moduli a cuscinetti d'aria.
Il fulcro del funzionamento dei cuscinetti d'aria è mantenere un film d'aria stabile e uniforme a livello di micron. Di solito lo spessore del film d'aria è solo di pochi micron. Qualsiasi sporgenza o depressione locale sulla superficie della base modificherà la dimensione dello spazio. Gli indicatori di planarità delle normali piattaforme in granito soddisfano per lo più solo le esigenze di misurazione statica e non sono adatti alle condizioni di lavoro di movimento dinamico dei cuscinetti ad aria. Il substrato del piano di lavoro in granito nero UNPARALLELED® ha una densità di 3100 kg/m³, bassa espansione e elevato smorzamento. La materia prima viene sottoposta in anticipo all'invecchiamento della pietra grezza per rilasciare lo stress interno nativo, prevenendo la lenta deformazione della superficie di riferimento del piano di lavoro sotto carico a lungo termine e fluttuazioni di temperatura. Ciò garantisce che l’indice di planarità possa essere mantenuto fondamentalmente per un lungo periodo, piuttosto che soddisfare temporaneamente lo standard nel breve termine.
Per i tavoli da lavoro in granito dotati di moduli con cuscinetti d'aria, lo standard di planarità del nucleo prevede che la planarità dell'intera superficie di riferimento raggiunga il livello nanometrico, mentre l'ondulazione locale è controllata e la deviazione del piano all'interno di ciascun metro è rigorosamente controllata entro l'intervallo dei micron. Oltre alla planarità complessiva, l'ondulazione superficiale locale a onde corte è un elemento chiave di valutazione per le applicazioni con cuscinetti ad aria. Ondulazioni lunghe e delicate possono essere moderatamente mediate dal film d'aria, ma piccole increspature a breve distanza disturberanno direttamente il campo di pressione del film d'aria e causeranno fluttuazioni di altezza durante il movimento del vetrino. Eseguiamo la rettifica di altissima precisione in un'officina a temperatura costante, umidità costante e antivibrazioni. Il pavimento dell'officina ha uno spessore superiore a 1.000 mm ed è dotato di scavi antiurto per isolare le interferenze delle vibrazioni esterne e prevenire errori di ondulazione superficiale introdotti dalle vibrazioni del terreno durante la rettifica. Nella lavorazione viene adottato l'invecchiamento graduale. Il pezzo viene mantenuto statico dopo ogni procedura di rettifica per rilasciare lo stress di lavorazione ed evitare la deformazione superficiale causata dall'accumulo di stress.
Anche il metodo di controllo della planarità è diverso dai controlli a campione convenzionali. Invece di misurare solo diversi punti diagonali sul piano del tavolo, viene adottata la raccolta a griglia multipunto su tutta l'area. Interferometri laser, comparatori Mahr e livelli elettronici Swiss WYLER vengono utilizzati per la misurazione a scansione continua per ottenere dati topografici completi dell'intera superficie di lavoro e valutare l'errore piano dell'intera area. L'intera catena metrologica può essere ricondotta all'istituto metrologico nazionale e verrà rilasciato un rapporto di ispezione con certificati di tracciabilità completi. A seconda dell'applicazione delle apparecchiature dei clienti, si possono distinguere diversi gradi di precisione: lo standard di planarità ultraelevata di base viene adottato per i normali piani di lavoro con cuscinetti d'aria per l'ispezione ottica; per le piattaforme di cuscinetti d'aria di fascia alta abbinate a semiconduttori e litografia, l'ondulazione locale e le tolleranze piane saranno ulteriormente rafforzate per soddisfare gli scenari di nanoposizionamento.
La tecnologia della struttura e della superficie aiuta anche a garantire l'effetto operativo dei cuscinetti ad aria. Se i clienti necessitano di applicarlo in officine pulite, la superficie del piano di lavoro può essere lavorata mediante sigillatura, passivazione e lucidatura a specchio per chiudere i micropori della pietra, ridurre la precipitazione delle particelle e ridurre la ruvidità della superficie, evitando che il cuscinetto d'aria venga graffiato da superfici ruvide ed evitando interferenze nella formazione del film d'aria. Possiamo anche ottimizzare la struttura portante del piano del tavolo in base alla disposizione dei moduli a cuscinetti d'aria per distribuire i carichi e prevenire il deterioramento della planarità della base causato da sollecitazioni irregolari dopo l'assemblaggio dei moduli a cuscinetti d'aria. Se è necessaria una riduzione del peso, è possibile eseguire la lavorazione topologica di fori leggeri per ridurre il peso proprio con la premessa di garantire la rigidità complessiva senza danneggiare la planarità della superficie di riferimento.
La stabilità del sistema di cuscinetti ad aria è in gran parte determinata dall'uniformità di planarità della superficie di base in granito. È facile ottenere un'elevata precisione a punto singolo, ma per realizzare una levitazione stabile a lungo termine senza jitter posturale per i moduli di cuscinetti ad aria, è necessario il supporto congiunto di sollecitazioni materiali stabili, tecnologia di rettifica di precisione e ispezione topografica dell'intera area. UNPARALLELED esegue il controllo della planarità durante l'intero processo, compreso l'invecchiamento della pietra grezza, la lavorazione di rettifica e l'ispezione pre-consegna, in modo che la topografia superficiale dei piani di lavoro in granito possa essere controllata stabilmente. Garantisce un film d'aria uniforme e stabile dei moduli di cuscinetti d'aria in condizioni di lavoro con movimento alternativo ad alta velocità e fornisce parametri di riferimento affidabili per tutti i tipi di piattaforme di movimento senza attrito ultraprecise.