Оптические столы TMC CleanTop

Оптические столы и изолирующие системы TMC являются передовым стандартом всей индустрии виброизоляционных систем. Конструкционно оптические столы состоят из оптической платформы (столешницы) и антивибрационной опоры (ножек стола).

Оптические платформы сочетают в себе минимальный размер структурной ячейки и высочайшую плотность конструкции, совместно с герметичными резьбовыми отверстиями. Такие свойства обеспечивают хорошую жесткость и массивность структуры, увеличивая общую инерционность стола,при этом максимально уменьшая эффект приложенных внешних сил.

Пример использования оптического стола для оборудования ZygoCorporation

Одним из наиболее важных показателей эффективности оптической платформы является величина структурного демпфирования, определяющая, насколько быстро гасится возникающий на поверхности стола резонанс.Фирменная технология TMCширокополосного демпфирования работает на всем диапазоне частот, рассеивая приложенную энергию равномерно по всей поверхности платформы. Кроме того, эффективность системы не меняется при наличии на ней полезной нагрузки.

Процесс затухания резонансных колебаний на поверхности платформы. Результаты получены экспериментально с использованием откалиброванного лабораторного молотка.

Оптические платформы не требуют тщательной и аккуратной настройки и имеют минимальную зависимость от массы нагрузки, которая может изменить собственную резонансную частоту стола.

Оптические платформы TMCпредлагаются в нескольких исполнениях, в зависимости от требований к условиям окружающей среды и эксплуатационных качеств.Предлагаются оптические платформы 3 разных уровней демпфирования:

1. исследовательский класс;

2. научный класс;

3. лабораторный класс.

Запатентованная технология CleanTop® является наиболее эффективной основойдля изготовления влагостойкой, антикоррозийной оптической платформы для высокоточного оборудования в чистых помещениях.

На сегодняшний день оптические столы компании TMCимеют непревзойденные показатели вибрационного подавления, а наличие трех различных уровней демпфирования дают большую гибкость при выборе необходимой системы.

Особенности оптической платформы

Конструкция платформы подразумевает наличие резьбовых отверстий для крепления оборудования и индивидуального герметичного нейлонового стакана под каждое отверстие, выполненного из химически устойчивого материала, позволяющего обеспечить абсолютную защищенность внутренней конструкции платформы от внешнего воздействия, в том числе от агрессивных газообразных или жидких сред.

Структура платформы оптического стола CleanTop® OpticalTop

Опционально такие стаканы могут быть выполнены целиком из антикоррозийной нержавеющей стали 304 серии по американской классификации AISI (аналог российского ГОСТ 08Х18Н10), также обеспечивающей герметичность и защиту всей сотовой конструкции.

Таблица сравнительных характеристик сопротивления внешнему химическому воздействию герметизирующих стаканов из различного материала 

Многослойные платформы CleanTop® разработаны с использованием самых современных методов структурного анализа и проектирования. В частности, при проведении контрольных испытаний новых продуктов используется метод лазерной сканирующей виброметрии (LASERScanningVibrometry - LSV), являющийся одним из наиболее чувствительных и наиболее точных методов бесконтактного измерения вибраций. В основе данного метода лежит использование лазерного допплеровского эффекта для измерения поведения всей конструкции стола вместо оценки поведения отдельно взятых точек.

Особенности антивибрационных опор

Совместно с оптическими платформами CLeanTop® используются антивибрационные опорыMicro-g® System1, в основе которых заложена патентованная технология пневматических изоляторов GimbalPiston®, позволяющих эффективно гасить вибрации как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.Данные системы могут быть выполнены в нескольких вариантах в зависимости от требуемой общей высоты оптического стола, максимальной нагрузки, размеров платформы и т.д. 

Виброизоляционные опоры System1с пневматическими изоляторами GimbalPistonTMC для оптических столов 

В основе System1 лежит 4-х или 6-опорная конструкция с возможностью установки пневматических изоляторов в каждую опору. Для удобства на каждую опору могут быть установлены специальные транспортировочные ролики.

Преимущества CleanTop® OpticalTop

Боковины оптических столов TMCсделаны из демпфированной холоднокатаной стали толщиной 2мм, в то время как некоторые производители делают боковины из более дешевых влагопоглощающих материалов. Структурные ячейки оптической платформы выполнены из стали толщиной 0,25 мм и имеют площадь около 3 см2, обеспечивая высочайшую плотность всей структуры (300 кг/м3), при этом резьбовые отверстия делаются с использованием прецизионного лазерного оборудования, позволяющего каждое отверстие располагать в геометрическом центре своей ячейки, сохраняя заданный в спецификации шаг и диаметр (отверстия М6 с шагом в 25 мм в стандартном исполнении).

Контакт сотовой структуры с поверхностным и нижним слоями выполнен исключительно по принципу сталь-сталь без использования пластиковых или иных слоев.

Изготовление оптических столов TMCосуществляется в чистых помещениях, что обеспечивает практически стерильный уровень сотовой структуры совместно с наивысшим качеством сварки и герметизации. Также при изготовлении оптических платформ TMCучитывается возможное воздействие на них агрессивных химических веществ, высокого давления, ударов, сильных перепадов температур,покрытие имеет антибликовые свойства.

 
Сотовая структура оптической платформы

В качестве материла для изготовления оптических столов TMCиспользуется сталь различных сплавов (в зависимости от потребностей пользователя), которая является на сегодняшний день наиболее оптимальным материалом для оптических столов (для сравнения, модуль Юнга для сотовой структуры из стали 430 серии в три раза выше, чем у аналогичной конструкции из алюминия).

При изготовлении столов НЕ используются вязкие, текучие или упругие вещества, что позволяет обеспечить высочайшую жесткость конструкции. Таким образом, готовая система имеет модуль сдвига (модуль упругости 2 рода) примерно 19,300 кг/см2, являясь наилучшим показателем в отрасли оптических столов.

Выбор оптического стола

• Уровень структурного демфирования
  При выборе оптического стола стоит обратить внимание на уровень структурного демпфирования.Посколькувысокодемпфированнаяконструкцияплатформы достаточно сложна в изготовлении и имеет высокую стоимость, это бывает не всегда оправдано. В связи с этим предлагаются оптические платформы 3 разных уровней демпфирования:
1. исследовательский класс – максимальный уровень демпфирования, рекомендуется для прецизионных исследований;
2. научный класс – стандартный уровень демпфирования, более экономный вариант для менее чувствительного оборудования;
3. лабораторный класс – номинальный уровень демпфирования, рекомендован для лабораторных исследований, где основным критерием выбора является жесткая платформа с высоким показателем плоскостности.
• Специальные требования
Среди специальных версий оптических столов TMC есть платформы для самых требовательных и узконаправленных исследований:
1. ClassOne™ CleanTop® - предназначены для использования в чистых помещениях. Данные платформы выполнены полностью из нержавеющей стали без дополнительных покрытий, стаканы под резьбовыми отверстиями заменяются на стальные. Платформы проходят специальную обработку и перевозятся в пластиковых герметичных контейнерах, что позволяет сразу устанавливать их в чистые помещения без дополнительных процедур очистки.
2. Non-MagneticCleanTop®- предназначены для работы в условиях сильных магнитных воздействий. Вместо стандартной ферромагнитной стали 430 серии здесь применяется сталь 304 серии. При необходимости может быть использована сталь серии 316L, также обладающая антиферромагнитными свойствами и имеющая повышенную коррозийную стойкость.
3. VacuumcompatibleCleanTop® OpticalTop - предназначены для использования в условиях вакуума.
• Размер платформы
После выбора  типа оптической платформы необходимо подобрать размер стола, а также опоры с требуемым показателем максимальной грузоподъемности. Платформы стандартных размеров приведены в таблице ниже, но при необходимости оптический стол может быть изготовлен по индивидуальному заказу.
• Толщина стола
Толщина оптического стола является еще одной характеристикой, напрямую влияющей на его рабочие показатели. На практике для большинства установок достаточно соотношения длина/толщина в пропорции 10:1, и только для особо чувствительного оборудования может быть оправдано изменение указанного соотношениядо уровня 7:1.
• Конфигурация резьбовых отверстий
В стандартном исполнении резьбовые отверстия оптических столов выполнены по размеру М6 с шагом 25мм, но при необходимости плотность таких отверстий может быть удвоена (3200 отверстий\м² при двойной плотности против 1600 отверстий\м² в стандартном исполнении).
 
Сравнение поверхностей оптической платформы с двойной и стандартной плотностью резьбовых отверстий.

Таблица конфигурации оптических столов TMCCleanTop® OpticalTop

Ниже представлен алгоритм выбора оптической платформы в зависимости от эксплуатационных требований. Как было описано выше, необходимо выбрать 3 основных параметра: тип платформы, размер платформы и конфигурация отверстий на поверхности платформы.


• Выбор типа платформы:

Код	Исполнение оптической платформы	Уровень демпфирования
784	Research grade, Исследовательскийкласс	Максимальное структурное демпфирование
783	Scientific grade, Научный класс	Стандартное структурное демпфирование
781	Laboratory grade, Лабораторный класс	Номинальное структурное демпфирование
Код	Специальная версия оптической платформы	Уровень демпфирования
794	ClassOne™, версия для чистых помещений	Максимальное структурное демпфирование
794ss	ClassOne™, версия для чистых помещений	Максимальное структурное демпфирование (стальные стаканы)
793	ClassOne™, версия для чистых помещений	Стандартное структурное демпфирование
793ss	ClassOne™, версия для чистых помещений	Стандартное структурное демпфирование (стальные стаканы)
714	Non-Magnetic, версия с антиферромагнитными свойствами	Максимальное структурное демпфирование (сплав AISI-304)
714L	Non-Magnetic 316L, версия повышенной коррозийной стойкости с антиферромагнитными свойствами.	Максимальное структурное демпфирование (сплав AISI-316)
730	Vacuumcompatible, Вакуум-совместимая версия	N/a

• Выбор размеров платформы:
  

Размеры платформы			Код (в зависимости от толщины платформы)
Дюймы	Футы	Метры	200 мм	300 мм	450 мм	600 мм
30 х 60		0.75 х 1.5	- 432 -	- 632 -
30 х 72		0.75 х 1.8	- 491 -	- 691 -
30 х 96		0.75 х 2.4	- 492 -	- 692 -
30 х 120		0.75 х 3.0	- 493 -	- 693 -
36 х 60	3 х 5	0.9 х 1.5	- 436 -	- 636 -
36 х 72	3 х 6	0.9 х 1.8	- 439 -	- 639 -
36 х 96	3 х 8	0.9 х 2.4	- 440 -	- 640 -	- 740 -	- 840 -
36 х 120	3 х 10	0.9 х 3.0	- 494 -	- 694 -	- 794 -	- 894 -
40 х 60		1.0 х 1.5	- 443 -	- 643 -
40 х 80		1.0 х 2.0	- 444 -	- 644 -	- 744 -	- 844 -
40 х 120		1.0 х 3.0	- 445 -	- 645 -	- 745 -	- 845 -
48 х 48	4 х 4	1.2 х 1.2	- 447 -	- 647 -
48 х 60	4 х 5	1.2 х 1.5	- 449 -	- 649 -
48 х 72	4 х 6	1.2 х 1.8	- 451 -	- 651 -	- 751 -	- 851 -
48 х 96	4 х 8	1.2 х 2.4	- 455 -	- 655 -	- 755 -	- 855 -
48 х 120	4 х 10	1.2 х 3.0	- 459 -	- 659 -	- 759 -	- 859 -
48 х 144	4 х 12	1.2 х 3.6	- 463 -	- 663 -	- 763 -	- 863 -
48 х 168	4 х 14	1.2 х 4.2	- 465 -	- 665 -	- 765 -	- 865 -
48 х 192	4 х 16	1.2 х 4.8	- 467 -	- 667 -	- 767 -	- 867 -
59 х 60	5 х 5	1.5 х 1.5	- 470 -	- 670 -	- 770 -	- 870 -
59 х 72	5 х 6	1.5 х 1.8	- 471 -	- 671 -	- 771 -	- 871 -
59 х 80		1.5 х 2.0	- 472 -	- 672 -	- 772 -	- 872 -
59 х 96	5 х 8	1.5 х 2.4	- 473 -	- 673 -	- 773 -	- 873 -
59 х 120	5 х 10	1.5 х 3.0	- 475 -	- 675 -	- 775 -	- 875 -
59 х 144	5 х 12	1.5 х 3.6	- 476 -	- 676 -	- 776 -	- 876 -
59 х 168	5 х 14	1.5 х 4.2	- 477 -	- 677 -	- 777 -	- 877 -
59 х 192	5 х 16	1.5 х 4.8	- 478 -	- 678 -	- 778 -	- 878 -
Удельный вес			0,016 кг/см2	0,019 кг/см2	0,030 кг/см2	0,033 кг/см2

• Выбор конфигурации резьбовых отверстий:

Код	Расположение резьбовых отверстий	Двойная плотность	Лазерный порт
00R	Без отверстий	Нет	Нет
01R	Шаг 1 дюйм, тип 1/4-20	Нет	Да
02R	Шаг 1 дюйм, тип 1/4-20	Нет	Нет
11R	Шаг 25 мм – тип М6	Нет	Да
12R	Шаг 25 мм – тип М6	Нет	Нет
01DR	Шаг 1 дюйм, тип 1/4-20	Да	Да
02DR	Шаг 1 дюйм, тип 1/4-20	Да	Нет
11DR	Шаг 25 мм – тип М6	Да	Да
12DR	Шаг 25 мм – тип М6	Да	Нет

Используя данный конфигуратор, можно подобрать платформу оптического стола непосредственно под конкретное оборудование или исследование. Ниже приведены примеры готовых конфигураций:

784-455-02R
784	455	02R
Особенность (тип)	Размер	Формат отверстий
Исследовательский класс	48 х 96 х 8 дюймов	Шаг 1 дюйм, тип 1/4-20

Или

714-675-12DR
714	675	12DR
Особенность (тип)	Размер	Формат отверстий
Non-Magnetic версия, сталь 304 серии.	1.5 х 3.0 х 0.3 м	Шаг 25 мм – тип М6

Если же необходимую конфигурацию собрать не получается, всегда есть возможность спроектировать и изготовить оптический стол по индивидуальному заказу.