Granit epoksydowy, znany również jako granit syntetyczny, jest mieszaniną żywicy epoksydowej i granitu powszechnie stosowaną jako materiał alternatywny na podstawy obrabiarek.Zamiast żeliwa i stali stosuje się granit epoksydowy, co zapewnia lepsze tłumienie drgań, dłuższą żywotność narzędzia i niższe koszty montażu.
Podstawa obrabiarki
Obrabiarki i inne maszyny o wysokiej precyzji opierają się na wysokiej sztywności, długoterminowej stabilności i doskonałych właściwościach tłumiących materiału podstawowego, aby zapewnić ich statyczne i dynamiczne działanie.Najczęściej stosowanymi materiałami do tych konstrukcji są żeliwo, spawane konstrukcje stalowe i naturalny granit.Ze względu na brak długoterminowej stabilności i bardzo słabe właściwości tłumiące, konstrukcje stalowe są rzadko stosowane tam, gdzie wymagana jest duża precyzja.Dobrej jakości żeliwo, które jest odprężane i wyżarzane, zapewni konstrukcji stabilność wymiarową i można je odlewać w złożone kształty, ale wymaga kosztownego procesu obróbki, aby uzyskać precyzyjne powierzchnie po odlaniu.
Naturalny granit dobrej jakości jest coraz trudniejszy do znalezienia, ale ma większą zdolność tłumienia niż żeliwo.Ponownie, podobnie jak w przypadku żeliwa, obróbka naturalnego granitu jest pracochłonna i kosztowna.
Precyzyjne odlewy granitowe powstają poprzez zmieszanie kruszyw granitowych (które są kruszone, myte i suszone) z żywicą epoksydową w temperaturze otoczenia (tj. proces utwardzania na zimno).W kompozycji można również zastosować wypełniacz z kruszywa kwarcowego.Zagęszczanie wibracyjne podczas procesu formowania szczelnie upakuje kruszywo.
Wkładki gwintowane, płyty stalowe i rury chłodzące można odlać w procesie odlewania.Aby osiągnąć jeszcze wyższy stopień wszechstronności, szyny liniowe, prowadnice szlifowane i mocowania silnika można replikować lub wtapiać, eliminując w ten sposób potrzebę jakiejkolwiek obróbki po odlaniu.Wykończenie powierzchni odlewu jest tak dobre, jak powierzchnia formy.
Zalety i wady
Zalety obejmują:
■ Tłumienie drgań.
▪ Elastyczność: niestandardowe prowadnice liniowe, zbiorniki płynu hydraulicznego, wkładki gwintowane, płyn obróbkowy i przewody rurowe można zintegrować z podstawą polimerową.
▪ Dodanie płytek itp. pozwala znacznie ograniczyć obróbkę gotowego odlewu.
▪ Czas montażu zostaje skrócony poprzez połączenie wielu elementów w jednym odlewie.
■ Nie wymaga jednolitej grubości ścianki, co pozwala na większą elastyczność projektowania podstawy.
■ Odporność chemiczna na większość popularnych rozpuszczalników, kwasów, zasad i płynów obróbkowych.
■ Nie wymaga malowania.
■ Kompozyt ma gęstość w przybliżeniu taką samą jak aluminium (ale elementy są grubsze, aby uzyskać równoważną wytrzymałość).
▪ Proces odlewania kompozytowego betonu polimerowego zużywa znacznie mniej energii niż odlewy metaliczne.Do produkcji żywic polimerowych zużywa się bardzo mało energii, a proces odlewania odbywa się w temperaturze pokojowej.
Materiał z granitu epoksydowego ma wewnętrzny współczynnik tłumienia do dziesięciu razy lepszy niż żeliwo, do trzech razy lepszy niż naturalny granit i do trzydziestu razy lepszy niż konstrukcja stalowa.Nie ma na niego wpływu chłodziwo, ma doskonałą stabilność długoterminową, lepszą stabilność termiczną, wysoką sztywność skrętną i dynamiczną, doskonałe pochłanianie hałasu i znikome naprężenia wewnętrzne.
Wady obejmują niską wytrzymałość w cienkich przekrojach (mniej niż 1 cal (25 mm)), niską wytrzymałość na rozciąganie i niską odporność na wstrząsy.
Wprowadzenie do ram z odlewów mineralnych
Odlewy mineralne to jeden z najwydajniejszych i nowoczesnych materiałów budowlanych.Do pionierów stosowania odlewów mineralnych należeli producenci maszyn precyzyjnych.Obecnie jego zastosowanie w odniesieniu do frezarek CNC, wiertarek, szlifierek i maszyn do obróbki elektroerozyjnej rośnie, a zalety nie ograniczają się do maszyn o dużej prędkości.
Odlewy mineralne, zwane także materiałem z granitu epoksydowego, składają się z wypełniaczy mineralnych, takich jak żwir, piasek kwarcowy, mączka lodowcowa i spoiwa.Materiał jest mieszany według dokładnych specyfikacji i wlewany na zimno do form.Solidny fundament to podstawa sukcesu!
Najnowocześniejsze obrabiarki muszą działać coraz szybciej i zapewniać większą precyzję niż kiedykolwiek.Jednakże duże prędkości jazdy i intensywna obróbka powodują niepożądane wibracje ramy maszyny.Wibracje te będą miały negatywny wpływ na powierzchnię części i skracają żywotność narzędzia.Ramy z odlewu mineralnego szybko redukują wibracje – około 6 razy szybciej niż ramy żeliwne i 10 razy szybciej niż ramy stalowe.
Obrabiarki z łożami do odlewów mineralnych, takie jak frezarki i szlifierki, są znacznie dokładniejsze i osiągają lepszą jakość powierzchni.Ponadto zużycie narzędzi jest znacznie zmniejszone, a żywotność wydłużona.
Rama odlewana z kompozytu mineralnego (granitu epoksydowego) ma kilka zalet:
- Kształt i wytrzymałość: Proces odlewania mineralnego zapewnia wyjątkową swobodę w zakresie kształtu komponentów.Specyficzne właściwości materiału i procesu skutkują stosunkowo wysoką wytrzymałością i znacznie niższą wagą.
- Integracja infrastruktury: Proces odlewania minerałów umożliwia prostą integrację konstrukcji i dodatkowych komponentów, takich jak prowadnice, wkładki gwintowane i przyłącza mediów, podczas samego procesu odlewania.
- Produkcja skomplikowanych konstrukcji maszyn: To, co byłoby nie do pomyślenia w konwencjonalnych procesach, staje się możliwe w przypadku odlewów mineralnych: Za pomocą połączeń klejonych można połączyć kilka części składowych w celu utworzenia złożonych konstrukcji.
- Ekonomiczna dokładność wymiarowa: W wielu przypadkach elementy z odlewów mineralnych są odlewane do ostatecznych wymiarów, ponieważ podczas hartowania praktycznie nie występuje skurcz.Dzięki temu można wyeliminować dalsze kosztowne procesy wykończeniowe.
- Precyzja: Bardzo precyzyjne powierzchnie odniesienia lub podparcia uzyskuje się poprzez dalsze operacje szlifowania, formowania lub frezowania.Dzięki temu wiele koncepcji maszyn można wdrożyć elegancko i wydajnie.
- Dobra stabilność termiczna: Odlewy mineralne reagują bardzo wolno na zmiany temperatury, ponieważ przewodność cieplna jest znacznie niższa niż w przypadku materiałów metalicznych.Z tego powodu krótkotrwałe zmiany temperatury mają znacznie mniejszy wpływ na dokładność wymiarową obrabiarki.Większa stabilność termiczna łoża maszyny oznacza lepsze utrzymanie ogólnej geometrii maszyny, a w rezultacie zminimalizowanie błędów geometrycznych.
- Brak korozji: Elementy z odlewu mineralnego są odporne na oleje, chłodziwa i inne agresywne ciecze.
- Większe tłumienie drgań zapewniające dłuższą żywotność narzędzi: nasz odlew mineralny osiąga do 10 razy lepsze wartości tłumienia drgań niż stal lub żeliwo.Dzięki tym właściwościom uzyskuje się niezwykle wysoką stabilność dynamiczną konstrukcji maszyny.Korzyści, jakie niesie to dla konstruktorów i użytkowników obrabiarek, są oczywiste: lepsza jakość wykończenia powierzchni obrabianych lub szlifowanych elementów oraz dłuższa żywotność narzędzia, co prowadzi do niższych kosztów oprzyrządowania.
- Środowisko: Wpływ na środowisko podczas produkcji jest zmniejszony.
Rama z odlewu mineralnego a rama z żeliwa
Zobacz poniżej zalety naszego nowego odlewu mineralnego w porównaniu z wcześniej stosowaną ramą żeliwną:
| Odlew mineralny (granit epoksydowy) | Żeliwo | |
| Tłumienie | Wysoki | Niski |
| Wydajność cieplna | Niska przewodność cieplna i wysoka specyfikacja.ciepło pojemność | Wysoka przewodność cieplna i niska specyfikacjapojemność cieplna |
| Części osadzone | Nieograniczone projektowanie i Jednoczęściowa forma i płynne połączenie | Konieczna obróbka |
| Odporność na korozję | Bardzo wysokie | Niski |
| Środowiskowy Życzliwość | Niskie zużycie energii | Wysokie zużycie energii |
Wniosek
Odlewy mineralne są idealne do konstrukcji ram naszych maszyn CNC.Oferuje wyraźne korzyści technologiczne, ekonomiczne i środowiskowe.Technologia odlewów mineralnych zapewnia doskonałe tłumienie drgań, wysoką odporność chemiczną oraz znaczne zalety termiczne (rozszerzalność cieplna podobna do stali).Elementy łączące, kable, czujniki i systemy pomiarowe można wlać do zestawu.
Jakie są zalety centrum obróbczego z łożem granitowym z odlewów mineralnych?
Odlewy mineralne (sztuczny granit, czyli beton żywiczny) są powszechnie akceptowane w przemyśle obrabiarek od ponad 30 lat jako materiał konstrukcyjny.
Według statystyk w Europie co dziesiąta obrabiarka wykorzystuje jako podstawę odlewy mineralne.Jednakże wykorzystanie niewłaściwego doświadczenia, niekompletnych lub nieprawidłowych informacji może prowadzić do podejrzeń i uprzedzeń wobec Mineral Castings.Dlatego przy tworzeniu nowego sprzętu należy przeanalizować zalety i wady odlewów mineralnych i porównać je z innymi materiałami.
Podstawę maszyn budowlanych ogólnie dzieli się na żeliwo, odlewy mineralne (beton z żywicy polimerowej i/lub żywicy reaktywnej), konstrukcje stalowe/spawane (spoinowane/niespoinowane) i kamień naturalny (taki jak granit).Każdy materiał ma swoją własną charakterystykę i nie ma idealnego materiału konstrukcyjnego.Tylko poprzez zbadanie zalet i wad materiału zgodnie z konkretnymi wymaganiami konstrukcyjnymi można wybrać idealny materiał konstrukcyjny.
Dwie ważne funkcje materiałów konstrukcyjnych — gwarancja geometrii, położenia i pochłaniania energii przez elementy składowe, odpowiednio stawiane wymagania eksploatacyjne (statyczne, dynamiczne i termiczne), wymagania funkcjonalne/konstrukcyjne (dokładność, waga, grubość ścianki, łatwość szyn prowadzących) dla instalacji materiałów, systemu obiegu mediów, logistyki) i wymagań kosztowych (cena, ilość, dostępność, charakterystyka systemu).
I. Wymagania użytkowe dla materiałów konstrukcyjnych
1. Charakterystyka statyczna
Kryterium pomiaru właściwości statycznych podłoża jest zwykle sztywność materiału – minimalne odkształcenie pod obciążeniem, a nie wysoka wytrzymałość.W przypadku statycznego odkształcenia sprężystego odlewy mineralne można traktować jako materiały jednorodne izotropowe podlegające prawu Hooke'a.
Gęstość i moduł sprężystości odlewów mineralnych stanowią odpowiednio 1/3 wartości żeliwa.Ponieważ odlewy mineralne i żeliwa mają tę samą sztywność właściwą przy tym samym ciężarze, sztywność odlewów żeliwnych i odlewów mineralnych jest taka sama bez uwzględnienia wpływu kształtu.W wielu przypadkach projektowana grubość ścianek odlewów mineralnych jest zwykle 3 razy większa niż w przypadku odlewów żeliwnych i taka konstrukcja nie spowoduje żadnych problemów pod względem właściwości mechanicznych produktu lub odlewu.Odlewy mineralne nadają się do pracy w środowiskach statycznych, które przenoszą nacisk (np. łóżka, podpory, kolumny) i nie nadają się jako cienkościenne i/lub małe ramy (np. stoły, palety, zmieniacze narzędzi, wózki, wsporniki wrzecion).Ciężar części konstrukcyjnych jest zwykle ograniczony przez wyposażenie producentów odlewów mineralnych, a produkty z odlewów mineralnych powyżej 15 ton są na ogół rzadkie.
2. Charakterystyka dynamiczna
Im większa prędkość obrotowa i/lub przyspieszenie wału, tym ważniejsze są parametry dynamiczne maszyny.Szybkie pozycjonowanie, szybka wymiana narzędzi i szybki posuw stale wzmacniają rezonans mechaniczny i dynamiczne wzbudzanie części konstrukcyjnych maszyny.Oprócz wymiarów elementu, właściwości tłumiące materiału w dużym stopniu wpływają na ugięcie, rozkład masy i sztywność dynamiczną elementu.
Dobrym rozwiązaniem tych problemów jest zastosowanie odlewów mineralnych.Ponieważ pochłania wibracje 10 razy lepiej niż tradycyjne żeliwo, może znacznie zmniejszyć amplitudę i częstotliwość własną.
W operacjach obróbki skrawaniem, takich jak obróbka skrawaniem, może zapewnić wyższą precyzję, lepszą jakość powierzchni i dłuższą żywotność narzędzia.Jednocześnie odlewy mineralne również pod względem wpływu hałasu wypadły dobrze poprzez porównanie i weryfikację podstaw, odlewów przekładni i akcesoriów z różnych materiałów do dużych silników i wirówek.Według analizy dźwięku uderzeniowego, odlew mineralny może osiągnąć lokalną redukcję poziomu ciśnienia akustycznego o 20%.
3. Właściwości termiczne
Eksperci szacują, że około 80% odchyłek obrabiarek wynika z efektów termicznych.Przerwy w procesie, takie jak wewnętrzne lub zewnętrzne źródła ciepła, podgrzewanie, zmiana detali itp., są przyczyną odkształceń termicznych.Aby móc wybrać najlepszy materiał, konieczne jest doprecyzowanie wymagań materiałowych.Wysokie ciepło właściwe i niska przewodność cieplna sprawiają, że odlewy mineralne mają dobrą bezwładność cieplną w stosunku do przejściowych wpływów temperatury (takich jak zmiana przedmiotów obrabianych) i wahań temperatury otoczenia.Jeżeli wymagane jest szybkie podgrzewanie wstępne, np. w przypadku złoża metalowego, lub gdy temperatura złoża jest zabroniona, urządzenia grzewcze lub chłodzące można wlać bezpośrednio do odlewu mineralnego w celu kontrolowania temperatury.Stosowanie tego rodzaju urządzenia do kompensacji temperatury może zmniejszyć odkształcenia spowodowane wpływem temperatury, co pomaga poprawić dokładność przy rozsądnych kosztach.
II.Wymagania funkcjonalne i konstrukcyjne
Integralność jest cechą wyróżniającą, która odróżnia odlewy mineralne od innych materiałów.Maksymalna temperatura odlewania odlewów mineralnych wynosi 45°C, a przy zastosowaniu precyzyjnych form i oprzyrządowania można łączyć ze sobą części i odlewy mineralne.
Zaawansowane techniki ponownego odlewania można również stosować w przypadku półfabrykatów z odlewów mineralnych, co pozwala uzyskać precyzyjne powierzchnie montażowe i szynowe, które nie wymagają obróbki.Podobnie jak inne materiały podstawowe, odlewy mineralne podlegają określonym zasadom projektowania konstrukcyjnego.Grubość ścian, akcesoria nośne, wkładki żebrowe, metody załadunku i rozładunku różnią się w pewnym stopniu od innych materiałów i należy je uwzględnić z wyprzedzeniem podczas projektowania.
III.Wymagania dotyczące kosztów
Chociaż jest to ważne z technicznego punktu widzenia, efektywność kosztowa coraz bardziej pokazuje swoje znaczenie.Stosowanie odlewów mineralnych pozwala inżynierom zaoszczędzić znaczne koszty produkcji i eksploatacji.Oprócz oszczędności na kosztach obróbki, odlewanie, montaż końcowy i rosnące koszty logistyki (magazynowanie i transport) są odpowiednio obniżone.Biorąc pod uwagę wysoką funkcję odlewów mineralnych, należy je postrzegać jako cały projekt.W rzeczywistości rozsądniej jest dokonać porównania cen, gdy podstawa jest zainstalowana lub wstępnie zainstalowana.Stosunkowo wysokim kosztem początkowym jest koszt form i oprzyrządowania do odlewania minerałów, ale koszt ten można rozcieńczyć przy długotrwałym użytkowaniu (500-1000 sztuk/formę stalową), a roczne zużycie wynosi około 10-15 sztuk.
IV.Zakres zastosowania
Jako materiał konstrukcyjny odlewy mineralne stale wypierają tradycyjne materiały konstrukcyjne, a kluczem do jego szybkiego rozwoju są odlewy mineralne, formy i stabilne struktury spajające.Obecnie odlewy mineralne są szeroko stosowane w wielu dziedzinach obrabiarek, takich jak szlifierki i obróbka szybkobieżna.Producenci szlifierek są pionierami w branży obrabiarek stosujących odlewy mineralne na łoża maszyn.Na przykład znane na całym świecie firmy, takie jak ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude itp. zawsze korzystały z tłumienia, bezwładności cieplnej i integralności odlewów mineralnych, aby uzyskać wysoką precyzję i doskonałą jakość powierzchni w procesie szlifowania .
Przy stale rosnących obciążeniach dynamicznych, odlewy mineralne cieszą się coraz większym zainteresowaniem również wiodących na świecie firm w dziedzinie szlifierek narzędziowych.Łoże mineralne ma doskonałą sztywność i może dobrze wyeliminować siłę spowodowaną przyspieszeniem silnika liniowego.Jednocześnie organiczne połączenie dobrej absorpcji drgań i silnika liniowego może znacznie poprawić jakość powierzchni przedmiotu obrabianego i żywotność ściernicy.
Jeśli chodzi o pojedynczą część.Długość 10000 mm jest dla nas łatwa.
Jaka jest minimalna grubość ścianki?
Ogólnie rzecz biorąc, minimalna grubość przekroju podstawy maszyny powinna wynosić co najmniej 60 mm.Cieńsze sekcje (np. o grubości 10 mm) można odlać przy użyciu drobnego kruszywa i składu.
Stopień skurczu po wylaniu wynosi około 0,1-0,3 mm na 1000 mm.Gdy wymagane są bardziej precyzyjne części mechaniczne z odlewu mineralnego, tolerancje można osiągnąć poprzez wtórne szlifowanie CNC, docieranie ręczne lub inne procesy obróbki.
Nasz mineralny materiał odlewniczy wybiera naturalny granit Jinan Black.Większość firm po prostu wybiera do budowy budynków zwykły granit naturalny lub zwykły kamień.
· Surowce: z unikalnymi cząstkami czarnego granitu Jinan (zwanego także granitem „JinanQing”) jako kruszywem, które jest znane na całym świecie z wysokiej wytrzymałości, wysokiej sztywności i wysokiej odporności na zużycie;
· Formuła: z unikalnymi wzmocnionymi żywicami epoksydowymi i dodatkami, różnymi składnikami o różnych recepturach, aby zapewnić optymalne i kompleksowe działanie;
· Właściwości mechaniczne: pochłanianie drgań jest około 10 razy większe niż w przypadku żeliwa, dobre właściwości statyczne i dynamiczne;
· Właściwości fizyczne: gęstość wynosi około 1/3 żeliwa, wyższe właściwości termoizolacyjne niż metale, nie jest higroskopijny, dobra stabilność termiczna;
· Właściwości chemiczne: wyższa odporność na korozję niż metale, przyjazne dla środowiska;
· Dokładność wymiarowa: skurcz liniowy po odlaniu wynosi około 0,1-0,3㎜/m, wyjątkowo wysoka dokładność kształtu i licznika we wszystkich płaszczyznach;
· Integralność strukturalna: można odlać bardzo złożoną konstrukcję, podczas gdy użycie naturalnego granitu zwykle wymaga montażu, łączenia i klejenia;
· Powolna reakcja termiczna: reaguje na krótkotrwałe zmiany temperatury znacznie wolniej i znacznie słabiej;
· Wkładki osadzone: łączniki, rury, kable i komory mogą być osadzone w konstrukcji, wkładki z materiałów, w tym metalu, kamienia, ceramiki i tworzyw sztucznych itp.