जहां सटीक उपकरणों में सिरेमिक धातु और पत्थर दोनों को मात देता है

ग्रेनाइट और खनिज ढलाई से सटीक मशीन डिजाइन में स्थिरता की अधिकांश समस्याओं का समाधान हो जाता है, लेकिन अनुप्रयोगों का एक ऐसा वर्ग भी है जहां इनमें से कोई भी पर्याप्त अच्छा नहीं है, और इंजीनियर इसके बजाय तकनीकी सिरेमिक का सहारा लेते हैं - आमतौर पर एल्यूमिना या ज़िरकोनिया-आधारित सामग्री।

इसका कारण तापीय व्यवहार के बजाय विशिष्ट कठोरता और घिसाव प्रतिरोध है। ग्रेनाइट आयामी रूप से स्थिर होता है, लेकिन बिंदु भार के तहत अपेक्षाकृत नरम और भंगुर होता है; एक कठोर कण जो एकग्रेनाइट सतहऔर एक गतिशील घटक इसे खरोंच या तोड़ सकता है। तुलनात्मक रूप से, सटीक सिरेमिक की कठोरता 1,200-1,500 HV की सीमा में होती है - जो कठोर उपकरण इस्पात से कहीं अधिक है - जबकि इसका तापीय विस्तार गुणांक अक्सर ग्रेनाइट से कम होता है। कठोरता, कम तापीय विस्तार गुणांक और रासायनिक निष्क्रियता का यही संयोजन है जिसके कारण सिरेमिक विशेष रूप से मशीन के उन भागों में पाए जाते हैं जो बार-बार संपर्क में आते हैं या अत्यधिक वातावरण का सामना करते हैं: वायु-युक्त स्पिंडल, निरंतर फिसलने वाले संपर्क के अधीन गाइडवे रेल और अर्धचालक निर्माण में निर्वात या संक्षारक प्रक्रिया कक्षों के अंदर उपयोग किए जाने वाले घटक।

वजन का वह फायदा जिसके बारे में कोई पर्याप्त बात नहीं करता।

समान कठोरता वाले स्टील की तुलना में सिरेमिक घटक लगभग 30-40% हल्के होते हैं, और कई ज्यामितियों में ग्रेनाइट से भी हल्के होते हैं। किसी भी सिस्टम में जहां किसी घटक को बार-बार गति बढ़ानी और घटानी पड़ती है - जैसे कि वेफर हैंडलिंग आर्म या फास्ट-स्कैनिंग ऑप्टिकल स्टेज - कठोरता से समझौता किए बिना गतिशील द्रव्यमान को कम करने से सीधे तौर पर उच्च थ्रूपुट और कम सर्वो मोटर लोड प्राप्त होता है। यही कारण है कि सिरेमिक पुर्जे हाई-स्पीड पिक-एंड-प्लेस उपकरणों और AOI (स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण) प्रणालियों के गतिशील चरणों में आम हो गए हैं, जहां चक्र समय लागत को प्रभावित करने वाला एक प्रमुख कारक है।

लेकिन इसमें एक पेंच है: मशीनिंग की लागत और लगने वाला समय।

इनमें से कोई भी चीज़ मुफ़्त नहीं मिलती। सटीक सिरेमिक की मशीनिंग करना कठिन और धीमा होता है। इसकी कठोरता ही इसे घिसाव-प्रतिरोधी बनाती है, लेकिन साथ ही साथ इसे सटीक माप में पीसना महंगा भी होता है। जटिल ज्यामितियों के लिए अक्सर डायमंड टूलिंग की आवश्यकता होती है और धातु या ग्रेनाइट के समकक्ष पुर्जों की तुलना में इसमें काफी अधिक समय लगता है। यही कारण है कि सिरेमिक का उपयोग आमतौर पर उन विशिष्ट घटकों के लिए किया जाता है जिन्हें वास्तव में इसके गुणों की आवश्यकता होती है - जैसे बेयरिंग सतहें, घिसाव-रोधी प्लेटें, चैम्बर घटक - न कि इसे एक पूर्ण संरचनात्मक आधार सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है, जहाँ ग्रेनाइट या खनिज ढलाई समान कठोरता-लागत अनुपात के लिए अधिक लागत प्रभावी रहती है।

आवेदनों की बढ़ती सूची

वर्तमान में सटीक सिरेमिक के लिए सबसे स्पष्ट विकास क्षेत्र बैटरी और सेमीकंडक्टर निर्माण उपकरण हैं, जहां प्रक्रिया कक्षों को अक्सर ऐसी सामग्रियों की आवश्यकता होती है जो एक साथ गैर-चालक, रासायनिक रूप से निष्क्रिय और बार-बार ऊष्मीय चक्रण के तहत आयामी रूप से स्थिर हों - एक ऐसा संयोजन जो अधिकांश धातुओं को पूरी तरह से खारिज कर देता है। जैसे-जैसे लिथियम बैटरी निरीक्षण लाइनें और सेमीकंडक्टर पैकेजिंग उपकरण सख्त सहनशीलता को आगे बढ़ा रहे हैं, इन मशीनों के विनिर्देश पत्रक सामग्री चयन को सामान्य "कठोर, स्थिर सामग्री" नोट तक सीमित रखने के बजाय सिरेमिक घटकों का नाम से उल्लेख करते जा रहे हैं, जो एक अच्छा संकेत है कि उद्योग ने सिरेमिक को एक दुर्लभ विकल्प मानने से आगे बढ़कर इसे सटीक इंजीनियर के उपकरण में एक मानक उपकरण के रूप में मानना ​​शुरू कर दिया है।