氣(qi)浮(fu)式(shi)線(xian)性(xing)軸(zhou)承(cheng)的(di)核(he)心(xin)原(yuan)理(li)是(shi)通(tong)過(guo)精(jing)密(mi)設(she)計(ji)的(di)節(jie)流(liu)裝(zhuang)置(zhi)（如(ru)小(xiao)孔(kong)節(jie)流(liu)或(huo)多(duo)孔(kong)質(zhi)節(jie)流(liu)），向(xiang)軸(zhou)承(cheng)與(yu)導(dao)軌(gui)間(jian)的(di)微(wei)米(mi)級(ji)間(jian)隙(xi)持(chi)續(xu)注(zhu)入(ru)高(gao)壓(ya)氣(qi)體(ti)（通(tong)常(chang)為(wei)潔(jie)淨(jing)空(kong)氣(qi)，也(ye)可(ke)采(cai)用(yong)氮(dan)氣(qi)、氫(qing)氣(qi)等(deng)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)）。這(zhe)些(xie)氣(qi)體(ti)在(zai)楔(xie)形(xing)空(kong)間(jian)內(nei)形(xing)成(cheng)穩(wen)定(ding)的(di)氣(qi)膜(mo)，將(qiang)運(yun)動(dong)部(bu)件(jian)完(wan)全(quan)懸(xuan)浮(fu)，實(shi)現(xian)固(gu)體(ti)與(yu)固(gu)體(ti)間(jian)的(di)零(ling)接(jie)觸(chu)。
以(yi)中(zhong)研(yan)贏(ying)創(chuang)研(yan)發(fa)的(di)矩(ju)形(xing)氣(qi)浮(fu)導(dao)軌(gui)為(wei)例(li)，其(qi)通(tong)過(guo)表(biao)麵(mian)分(fen)布(bu)的(di)數(shuo)萬(mo)個(ge)微(wei)米(mi)級(ji)氣(qi)孔(kong)，使(shi)氣(qi)體(ti)均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)形(xing)成(cheng)氣(qi)膜(mo)。這(zhe)種(zhong)設(she)計(ji)不(bu)僅(jin)消(xiao)除(chu)了(liao)傳(zhuan)統(tong)滾(gun)動(dong)軸(zhou)承(cheng)的(di)滾(gun)珠(zhu)接(jie)觸(chu)摩(mo)擦(ca)，更(geng)避(bi)免(wen)了(liao)滑(hua)動(dong)軸(zhou)承(cheng)的(di)邊(bian)界(jie)潤(run)滑(hua)磨(mo)損(sun)。實(shi)驗(yan)數(shuo)據(ju)顯(xian)示(shi)，在(zai)300mm行(hang)程(cheng)範(fan)圍(wei)內(nei)，氣(qi)浮(fu)導(dao)軌(gui)的(di)直(zhi)線(xian)度(duo)誤(wu)差(chai)可(ke)控(kong)製(zhi)在(zai)±0.1μm以(yi)內(nei)，遠(yuan)超(chao)傳(zhuan)統(tong)線(xian)性(xing)軸(zhou)承(cheng)的(di)±2μm精(jing)度(duo)。
氣(qi)浮(fu)軸(zhou)承(cheng)的(di)獨(du)特(te)優(you)勢(shi)在(zai)於(yu)其(qi)氣(qi)膜(mo)剛(gang)度(duo)可(ke)通(tong)過(guo)氣(qi)體(ti)壓(ya)力(li)實(shi)現(xian)動(dong)態(tai)調(diao)節(jie)。當(dang)外(wai)部(bu)載(zai)荷(he)增(zeng)加(jia)時(shi)，係(ji)統(tong)自(zi)動(dong)提(ti)升(sheng)供(gong)氣(qi)壓(ya)力(li)，使(shi)氣(qi)膜(mo)厚(hou)度(duo)維(wei)持(chi)穩(wen)定(ding)。例(li)如(ru)，在(zai)航(hang)空(kong)發(fa)動(dong)機(ji)葉(xie)片(pian)檢(jian)測(ce)設(she)備(bei)中(zhong)，氣(qi)浮(fu)平(ping)台(tai)需(xu)承(cheng)載(zai)200kg重(chong)物(wu)同(tong)時(shi)保(bao)持(chi)微(wei)米(mi)級(ji)定(ding)位(wei)精(jing)度(duo)，通(tong)過(guo)壓(ya)力(li)反(fan)饋(kui)係(ji)統(tong)將(qiang)氣(qi)膜(mo)剛(gang)度(duo)提(ti)升(sheng)至(zhi)800N/μm，確(que)保(bao)檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)中(zhong)無(wu)任(ren)何(he)振(zhen)動(dong)幹(gan)擾(rao)。
這(zhe)種(zhong)智(zhi)能(neng)調(diao)節(jie)能(neng)力(li)源(yuan)於(yu)氣(qi)體(ti)介(jie)質(zhi)的(di)可(ke)壓(ya)縮(suo)性(xing)。與(yu)液(ye)壓(ya)軸(zhou)承(cheng)相(xiang)比(bi)，氣(qi)浮(fu)軸(zhou)承(cheng)無(wu)需(xu)複(fu)雜(za)的(di)液(ye)壓(ya)回(hui)路(lu)，僅(jin)需(xu)調(diao)節(jie)壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)壓(ya)力(li)即(ji)可(ke)實(shi)現(xian)剛(gang)度(duo)與(yu)承(cheng)載(zai)力(li)的(di)線(xian)性(xing)匹(pi)配(pei)。在(zai)半(ban)導(dao)體(ti)光(guang)刻(ke)機(ji)的(di)晶(jing)圓(yuan)傳(zhuan)輸(shu)係(ji)統(tong)中(zhong)，該(gai)特(te)性(xing)使(shi)設(she)備(bei)能(neng)同(tong)時(shi)滿(man)足(ju)高(gao)速(su)傳(zhuan)輸(shu)（2m/s）與(yu)納(na)米(mi)級(ji)定(ding)位(wei)（±5nm）的(di)雙(shuang)重(chong)需(xu)求(qiu)。
氣(qi)浮(fu)軸(zhou)承(cheng)的(di)另(ling)一(yi)革(ge)命(ming)性(xing)突(tu)破(po)在(zai)於(yu)其(qi)極(ji)端(duan)環(huan)境(jing)適(kuo)應(ying)性(xing)。由(you)於(yu)氣(qi)體(ti)粘(nian)度(duo)受(shou)溫(wen)度(duo)影(ying)響(xiang)極(ji)小(xiao)，氣(qi)浮(fu)導(dao)軌(gui)可(ke)在(zai)-40℃至(zhi)150℃的(di)寬(kuan)溫(wen)域(yu)內(nei)穩(wen)定(ding)工(gong)作(zuo)。在(zai)核(he)聚(ju)變(bian)裝(zhuang)置(zhi)的(di)真(zhen)空(kong)環(huan)境(jing)中(zhong)，氣(qi)浮(fu)軸(zhou)承(cheng)通(tong)過(guo)氦(hai)氣(qi)潤(run)滑(hua)實(shi)現(xian)零(ling)汙(wu)染(ran)運(yun)轉(zhuan)，解(xie)決(jue)了(liao)傳(zhuan)統(tong)油(you)膜(mo)軸(zhou)承(cheng)的(di)揮(hui)發(fa)汙(wu)染(ran)難(nan)題(ti)。
在(zai)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)方(fang)麵(mian)，氣(qi)浮(fu)軸(zhou)承(cheng)的(di)氣(qi)膜(mo)均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)特(te)性(xing)使(shi)其(qi)具(ju)備(bei)優(you)異(yi)的(di)振(zhen)動(dong)吸(xi)收(shou)能(neng)力(li)。激(ji)光(guang)幹(gan)涉(she)儀(yi)製(zhi)造(zao)商(shang)采(cai)用(yong)的(di)氣(qi)浮(fu)平(ping)台(tai)，通(tong)過(guo)優(you)化(hua)氣(qi)孔(kong)布(bu)局(ju)將(qiang)高(gao)頻(pin)振(zhen)動(dong)衰(cui)減(jian)率(shuai)提(ti)升(sheng)至(zhi)98%，確(que)保(bao)測(ce)量(liang)光(guang)路(lu)的(di)絕(jue)對(dui)穩(wen)定(ding)。這(zhe)種(zhong)特(te)性(xing)在(zai)量(liang)子(zi)通(tong)信(xin)、引(yin)力(li)波(bo)探(tan)測(ce)等(deng)前(qian)沿(yan)領(ling)域(yu)具(ju)有(you)不(bu)可(ke)替(ti)代(dai)的(di)價(jia)值(zhi)。
盡(jin)管(guan)氣(qi)浮(fu)軸(zhou)承(cheng)具(ju)有(you)顯(xian)著(zhuo)優(you)勢(shi)，但(dan)其(qi)承(cheng)載(zai)能(neng)力(li)仍(reng)受(shou)限(xian)於(yu)氣(qi)體(ti)密(mi)度(duo)。當(dang)前(qian)技(ji)術(zhu)下(xia)，單(shan)位(wei)麵(mian)積(ji)承(cheng)載(zai)力(li)約(yao)為(wei)0.36MPa，僅(jin)為(wei)液(ye)壓(ya)軸(zhou)承(cheng)的(di)1/10。為(wei)此(ci)，行(hang)業(ye)正(zheng)通(tong)過(guo)多(duo)孔(kong)質(zhi)陶(tao)瓷(ci)材(cai)料(liao)、表(biao)麵(mian)織(zhi)構(gou)化(hua)處(chu)理(li)等(deng)技(ji)術(zhu)提(ti)升(sheng)氣(qi)膜(mo)穩(wen)定(ding)性(xing)。最(zui)新(xin)研(yan)發(fa)的(di)納(na)米(mi)多(duo)孔(kong)石(dan)墨(mo)烯(xi)節(jie)流(liu)器(qi)，使(shi)軸(zhou)承(cheng)承(cheng)載(zai)力(li)提(ti)升(sheng)至(zhi)0.8MPa，同(tong)時(shi)將(qiang)氣(qi)源(yuan)消(xiao)耗(hao)降(xiang)低(di)40%。
在(zai)應(ying)用(yong)成(cheng)本(ben)方(fang)麵(mian)，氣(qi)浮(fu)係(ji)統(tong)的(di)初(chu)期(qi)投(tou)入(ru)約(yao)為(wei)傳(zhuan)統(tong)方(fang)案(an)的(di)3倍(bei)，但(dan)其(qi)全(quan)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)維(wei)護(hu)成(cheng)本(ben)可(ke)降(xiang)低(di)70%。隨(sui)著(zhuo)3D打(da)印(yin)技(ji)術(zhu)對(dui)氣(qi)孔(kong)結(jie)構(gou)的(di)精(jing)準(zhun)控(kong)製(zhi)，以(yi)及(ji)智(zhi)能(neng)壓(ya)力(li)控(kong)製(zhi)係(ji)統(tong)的(di)普(pu)及(ji)，氣(qi)浮(fu)軸(zhou)承(cheng)正(zheng)從(zong)高(gao)端(duan)實(shi)驗(yan)室(shi)走(zou)向(xiang)規(gui)模(mu)化(hua)工(gong)業(ye)應(ying)用(yong)。
從(zong)半(ban)導(dao)體(ti)製(zhi)造(zao)到(dao)航(hang)天(tian)器(qi)姿(zi)態(tai)控(kong)製(zhi)，氣(qi)浮(fu)式(shi)線(xian)性(xing)軸(zhou)承(cheng)以(yi)其(qi)"無(wu)形(xing)之(zhi)氣(qi)承(cheng)千(qian)鈞(jun)之(zhi)力(li)"的(di)技(ji)術(zhu)哲(zhe)學(xue)，正(zheng)在(zai)重(chong)塑(su)精(jing)密(mi)製(zhi)造(zao)的(di)精(jing)度(duo)邊(bian)界(jie)。隨(sui)著(zhuo)材(cai)料(liao)科(ke)學(xue)與(yu)流(liu)體(ti)力(li)學(xue)的(di)持(chi)續(xu)突(tu)破(po)，這(zhe)項(xiang)技(ji)術(zhu)必(bi)將(qiang)推(tui)動(dong)更(geng)多(duo)領(ling)域(yu)邁(mai)向(xiang)"零(ling)摩(mo)擦(ca)時(shi)代(dai)"的(di)終(zhong)極(ji)目(mu)標(biao)。
掃(sao)一(yi)掃(sao)關(guan)注(zhu)我(wo)們(men)
