Entra in quasi tutti i laboratori di metrologia, reparti di controllo qualità o impianti di produzione di precisione e troverai un pezzo di attrezzatura che raramente attira l'attenzione ma che è alla base di tutto il resto della stanza: la piastra di superficie in granito. Non ha parti mobili, nessun display digitale e nessun software - eppure è spesso l'unico punto di riferimento rispetto al quale vengono confrontate tutte le altre misurazioni nella stanza.
Il punto di riferimento dietro il punto di riferimento
Una macchina di misura a coordinate (CMM) può riportare una precisione di posizionamento entro i micron, ma quel numero significa qualcosa solo se la macchina stessa è posizionata su una superficie veramente piana e stabile. Lo stesso vale per i sistemi di misurazione di immagini bidimensionali, gli strumenti di misurazione dei contorni e le apparecchiature di ispezione ottica automatizzata (AOI). Tutti questi sistemi presuppongono un dato stabile - un punto zero fisico-che non si sposta, non si abbassa o vibra.
Questo è il lavoro delpiastra di superficie in granito. La sua piattezza non è una cosa bella-da-avere; è il fondamento che determina se ogni misurazione successiva effettuata su di esso è affidabile.
Perché il granito in particolare
Storicamente le piastre di superficie sono state realizzate in ghisa e granito, ma il granito è diventato la scelta dominante nei moderni laboratori metrologici per alcune ragioni concrete:
Mantenimento della planarità superiore a lungo termine-. Le piastre superficiali in ghisa possono sviluppare deformazioni di distensione-nel corso degli anni di utilizzo poiché le sollecitazioni di lavorazione interne si rilasciano gradualmente. Il granito, essendo un materiale cristallino formato naturalmente piuttosto che un metallo fuso e lavorato, non presenta lo stesso profilo di sollecitazione interna e mantiene la sua planarità calibrata molto più a lungo.
Non-magnetico e non-conduttivo. Ciò è importante direttamente per apparecchiature come interferometri laser, indicatori di livello elettronici e sensori di spostamento induttivo, che possono essere influenzati dal materiale magnetico o conduttivo nelle vicinanze.
Resistenza alla corrosione e alla deriva termica. Il granito non arrugginisce e il suo coefficiente di dilatazione termica è molto inferiore a quello del metallo, il che significa che mantiene le sue dimensioni calibrate in modo più coerente durante una giornata lavorativa con normali fluttuazioni di temperatura.
Smorzamento delle vibrazioni ad alta-frequenza. La struttura a grana cristallina del granito assorbe le vibrazioni in modo più efficace rispetto a una fusione metallica omogenea, il che è particolarmente rilevante per i sistemi AOI e le apparecchiature di misurazione ottica sensibili alle micro-vibrazioni durante l'acquisizione delle immagini.
Oltre la piastra superficiale: la famiglia più ampia di strumenti di misura per granito
Le piastre di superficie sono l'applicazione più-conosciuta, ma gli strumenti metrologici in granito si estendono oltre. Righelli quadrati in granito, righelli diritti, blocchi a V-e parallele sono ampiamente utilizzati per l'assemblaggio di apparecchiature, la verifica dell'allineamento e i controlli di calibrazione su linee di produzione di precisione. Questi strumenti hanno uno scopo simile alla piastra di superficie su scala più piccola - fornendo una geometria di riferimento stabile e verificabile di cui un tecnico può fidarsi durante l'assemblaggio o l'allineamento di una macchina.
Per le applicazioni che richiedono la massima planarità ottenibile, - le piastre di superficie destinate a fungere da riferimento primario per la calibrazione di una struttura, - le specifiche di planarità possono raggiungere tolleranze a livello di nanometri-. Questo livello di prestazioni dipende in larga misura sia dalla densità e dalla stabilità della materia prima, sia dall'abilità del processo di finitura, che nella produzione metrologica di fascia alta-è ancora sostanzialmente un'operazione di finitura manuale-piuttosto che completamente automatizzata.
Cosa cercare quando si specifica una piastra di superficie
Gli acquirenti che valutano le piastre di superficie in granito per CMM, AOI o per ispezioni generali dovrebbero guardare oltre il materiale di base e chiedere informazioni su:
Tracciabilità della calibrazione - se il certificato di planarità della piastra risale a un istituto metrologico nazionale o regionale accreditato.
Specifiche del grado - le piastre di superficie sono generalmente classificate (ad es. Grado 000, Grado 00, Grado 0, Grado AA) secondo standard stabiliti come DIN 876 e il grado richiesto deve corrispondere ai requisiti di precisione dell'attrezzatura posizionata sopra di esso.
Densità e trasparenza dell'approvvigionamento - come in generale per le basi in granito, i fornitori dovrebbero essere in grado di fornire dati di densità verificabili anziché fare affidamento sulla somiglianza visiva con il granito nero autentico ad alta-densità.
Una piastra di superficie è, in un certo senso, l'apparecchiatura più silenziosa di qualsiasi laboratorio metrologico. Non annuncia la sua performance come fa uno strumento digitale. Ma ogni misurazione effettuata sopra è affidabile tanto quanto la piastra stessa - ed è esattamente per questo che seri controlli di qualità trattano la sua selezione e calibrazione con lo stesso rigore degli strumenti che supporta.