Model mental kebanyakan orang tentang bantalan melibatkan bola atau rol logam yang mengurangi gesekan antara dua bagian yang bergerak. Model itu sepenuhnya rusak dengan bantalan udara, yang menghilangkan kontak fisik sama sekali. Kedengarannya terlalu sederhana untuk bekerja - mengapungkan satu permukaan pada lapisan tipis udara bertekanan alih-alih membiarkannya menyentuh apa pun - namun kesederhanaan itulah yang menjadi alasan teknologi ini menjadi standar dalam-sistem gerak presisi tertinggi yang dibangun saat ini.
Mekanisme Dasar
Bantalan udara bekerja dengan mendorong udara bertekanan melalui serangkaian lubang kecil atau bahan pembatas berpori pada permukaan bantalan, sehingga menghasilkan lapisan udara tipis dan kontinu - biasanya setebal beberapa mikron - antara bantalan dan permukaan yang ditumpanginya. Film tersebut menopang beban dan menjaga kedua permukaan agar tidak melakukan kontak fisik. Karena tidak ada kontak-ke-logam (atau logam-ke-batu), pada dasarnya tidak ada gesekan, tidak ada keausan, dan tidak ada perilaku-selip - keragu-raguan kecil dan tiba-tiba yang dapat ditunjukkan oleh bantalan mekanis pada kecepatan yang sangat rendah atau selama perubahan arah.
Ada tiga hal yang membuat ini benar-benar berguna dan bukan sekedar elegan:
Tidak adanya gesekan berarti tidak ada panas yang dihasilkan dari kontak, yang sangat penting dalam sistem di mana stabilitas termal menentukan keakuratan pengukuran.
Tidak ada keausan berarti tidak ada degradasi seiring berjalannya waktu. Bantalan udara-yang dirancang dengan baik dapat berfungsi selama bertahun-tahun tanpa menyebabkan keakuratan posisi berubah karena keausan mekanis, tidak seperti bantalan bola atau bantalan rol, yang secara perlahan kehilangan presisi seiring dengan keausan elemen.
Film udara secara alami rata-rata berukuran kecilketidaksempurnaan permukaan, memberikan gerakan yang lebih halus daripada yang dapat dicapai oleh kebanyakan alternatif mekanis.
Mengapa Bantalan Udara dan Granit Muncul Bersamaan
Bantalan udara memerlukan permukaan yang sangat datar, stabil, dan kompatibel dengan-gesekan-rendah untuk dikendarai, dan di sinilah granit mendapatkan tempatnya dalam sistem dibandingkan baja atau besi tuang. Granit tidak menimbulkan korosi, tidak menghasilkan gerinda mikroskopis dan perubahan permukaan seperti logam seiring berjalannya waktu, dan kerataannya tetap terjaga karena tidak terkena tekanan sisa yang dihasilkan oleh mesin dan struktur logam yang dilas dari produksi. Platform granit yang dipasangkan dengan tahap bantalan udara memberi Anda kombinasi di mana tidak ada komponen yang menjadi titik lemah dalam hal presisi atau-stabilitas jangka panjang.
Di Mana Anda Sebenarnya Akan Menemukan Kombinasi Ini
Mesin pengukur koordinat (CMM) dan sistem pengukuran profil, di mana probe atau kereta sensor harus bergerak tanpa menimbulkan kebisingan pemosisiannya sendiri.
Tahap inspeksi dan litografi semikonduktor, di mana toleransi posisi wafer diukur dalam nanometer.
Sistem laser presisi, termasuk platform laser femtosecond dan picosecond, dengan stabilitas-jalur sinar bergantung pada tahap mekanis di bawahnya agar tetap diam dan bergerak mulus saat bergerak.
Tabel XY motor linier digunakan dalam segala hal mulai dari peralatan pengeboran PCB hingga jalur inspeksi sel baterai.
Keuntungan-Yang Patut Diketahui
Bantalan udara bukanlah makan siang gratis - bantalan memerlukan pasokan udara bertekanan yang bersih, kering, dan teratur, dan jika pasokan tersebut terganggu, permukaan bantalan dapat bersentuhan secara langsung, yang umumnya merupakan sesuatu yang dirancang untuk dapat ditoleransi oleh sistem dalam waktu singkat namun tidak dapat diandalkan. Bantalan ini juga cenderung lebih mahal di muka dibandingkan bantalan mekanis untuk kapasitas beban yang setara. Namun, untuk aplikasi yang memerlukan persyaratan akurasi, tidak banyak penggantinya - dan itulah sebabnya bantalan udara hampir menjadi pilihan default dalam sistem gerak ultra-presisi selama dua dekade terakhir.