Jakie są zalety centrum obróbczego do odlewów mineralnych z marmurowym łożem?
Odlewy mineralne (sztuczny granit, znany również jako beton żywiczny) są szeroko stosowane w przemyśle obrabiarkowym jako materiał konstrukcyjny od ponad 30 lat.
Według statystyk, w Europie co dziesiąta obrabiarka wykorzystuje odlewy mineralne jako podstawę. Jednak wykorzystanie nieodpowiedniego doświadczenia, niepełnych lub błędnych informacji może prowadzić do podejrzeń i uprzedzeń wobec odlewów mineralnych. Dlatego przy produkcji nowego sprzętu należy przeanalizować zalety i wady odlewów mineralnych oraz porównać je z innymi materiałami.
Podstawę maszyn budowlanych dzieli się na żeliwo, odlewy mineralne (beton polimerowy i/lub żywica reaktywna), konstrukcje stalowe/spawane (z iniekcją/bez iniekcji) oraz kamień naturalny (taki jak granit). Każdy materiał ma swoje własne właściwości i nie ma idealnego materiału konstrukcyjnego. Idealny materiał konstrukcyjny można wybrać jedynie poprzez analizę zalet i wad danego materiału w kontekście konkretnych wymagań konstrukcyjnych.
Dwie ważne funkcje materiałów konstrukcyjnych — zapewnienie geometrii, położenia i pochłaniania energii komponentów — odpowiednio stawiają wymagania eksploatacyjne (wydajność statyczna, dynamiczna i termiczna), wymagania funkcjonalno-konstrukcyjne (dokładność, waga, grubość ścianek, łatwość montażu prowadnic) w przypadku instalacji materiałów, systemu obiegu mediów, logistyki oraz wymagania kosztowe (cena, ilość, dostępność, charakterystyka systemu).
I. Wymagania eksploatacyjne dla materiałów konstrukcyjnych
1. Charakterystyki statyczne
Kryterium pomiaru właściwości statycznych podstawy jest zazwyczaj sztywność materiału – minimalne odkształcenie pod obciążeniem, a nie wysoka wytrzymałość. W przypadku statycznych odkształceń sprężystych odlewy mineralne można traktować jako izotropowe materiały jednorodne, podlegające prawu Hooke’a.
Gęstość i moduł sprężystości odlewów mineralnych stanowią odpowiednio 1/3 gęstości żeliwa. Ponieważ odlewy mineralne i żeliwa mają taką samą sztywność właściwą przy takim samym ciężarze, sztywność odlewów żeliwnych i mineralnych jest taka sama, bez względu na wpływ kształtu. W wielu przypadkach projektowana grubość ścianek odlewów mineralnych jest zazwyczaj 3 razy większa niż odlewów żeliwnych, a taka konstrukcja nie spowoduje żadnych problemów pod względem właściwości mechanicznych produktu lub odlewu. Odlewy mineralne nadają się do pracy w statycznych środowiskach przenoszących ciśnienie (np. łoża, podpory, kolumny) i nie nadają się jako ramy cienkościenne i/lub małe (np. stoły, palety, zmieniacze narzędzi, wózki, podpory wrzecion). Ciężar elementów konstrukcyjnych jest zwykle ograniczony przez wyposażenie producentów odlewów mineralnych, a produkty z odlewów mineralnych powyżej 15 ton są na ogół rzadkie.
2. Charakterystyki dynamiczne
Im większa prędkość obrotowa i/lub przyspieszenie wału, tym ważniejsza jest dynamika maszyny. Szybkie pozycjonowanie, szybka wymiana narzędzi i szybki posuw stale wzmacniają rezonans mechaniczny i dynamiczne wzbudzenie elementów konstrukcyjnych maszyny. Oprócz wymiarów elementu, na ugięcie, rozkład masy i sztywność dynamiczną elementu w dużym stopniu wpływają właściwości tłumiące materiału.
Zastosowanie odlewów mineralnych stanowi dobre rozwiązanie tych problemów. Ponieważ pochłaniają one drgania dziesięciokrotnie lepiej niż tradycyjne żeliwo, mogą znacznie zmniejszyć amplitudę i częstotliwość drgań własnych.
W procesach obróbki skrawaniem, takich jak obróbka skrawaniem, może zapewnić wyższą precyzję, lepszą jakość powierzchni i dłuższą żywotność narzędzi. Jednocześnie, jeśli chodzi o hałas, odlewy mineralne również wypadły dobrze, porównując i weryfikując podstawy, odlewy przekładni i akcesoria z różnych materiałów do dużych silników i wirówek. Zgodnie z analizą hałasu uderzeniowego, odlew mineralny może osiągnąć lokalną redukcję poziomu ciśnienia akustycznego o 20%.
3. Właściwości termiczne
Eksperci szacują, że około 80% odchyleń obrabiarek jest spowodowanych efektami termicznymi. Przerwy w procesie, takie jak wewnętrzne lub zewnętrzne źródła ciepła, podgrzewanie wstępne, wymiana obrabianych przedmiotów itp., są przyczyną odkształceń termicznych. Aby móc wybrać najlepszy materiał, konieczne jest sprecyzowanie wymagań materiałowych. Wysokie ciepło właściwe i niska przewodność cieplna sprawiają, że odlewy mineralne charakteryzują się dobrą bezwładnością cieplną w stosunku do przejściowych wpływów temperatury (takich jak wymiana obrabianych przedmiotów) i wahań temperatury otoczenia. Jeśli wymagane jest szybkie podgrzewanie wstępne, np. w przypadku łoża metalowego, lub temperatura łoża jest niedopuszczalna, urządzenia grzejne lub chłodzące można wlać bezpośrednio do odlewu mineralnego, aby kontrolować temperaturę. Zastosowanie tego rodzaju urządzenia kompensującego temperaturę może zmniejszyć odkształcenia spowodowane wpływem temperatury, co pomaga poprawić dokładność przy rozsądnych kosztach.
II. Wymagania funkcjonalne i strukturalne
Integralność to cecha wyróżniająca odlewy mineralne od innych materiałów. Maksymalna temperatura odlewania dla odlewów mineralnych wynosi 45°C, a dzięki zastosowaniu precyzyjnych form i narzędzi możliwe jest odlewanie części i odlewów mineralnych razem.
Zaawansowane techniki przetapiania można również stosować w przypadku półfabrykatów z odlewów mineralnych, co pozwala na uzyskanie precyzyjnych powierzchni montażowych i szynowych, które nie wymagają obróbki mechanicznej. Podobnie jak inne materiały bazowe, odlewy mineralne podlegają szczególnym zasadom projektowania konstrukcyjnego. Grubość ścianek, elementy nośne, wkładki żebrowe, metody załadunku i rozładunku różnią się w pewnym stopniu od innych materiałów i należy je uwzględnić na etapie projektowania.
III. Wymagania dotyczące kosztów
Chociaż z technicznego punktu widzenia jest to istotne, coraz bardziej istotna staje się opłacalność. Zastosowanie odlewów mineralnych pozwala inżynierom znacząco obniżyć koszty produkcji i eksploatacji. Oprócz oszczędności na kosztach obróbki, odlewy, montaż końcowy oraz rosnące koszty logistyczne (magazynowanie i transport) ulegają odpowiedniemu obniżeniu. Biorąc pod uwagę zaawansowane funkcje odlewów mineralnych, należy je postrzegać jako całość. W rzeczywistości, bardziej rozsądne jest porównanie cen, gdy podstawa jest już zainstalowana lub wstępnie zainstalowana. Stosunkowo wysoki koszt początkowy to koszt form i oprzyrządowania do odlewów mineralnych, ale może on ulec obniżeniu w przypadku długotrwałego użytkowania (500-1000 sztuk/formę stalową), a roczne zużycie wynosi około 10-15 sztuk.
IV. Zakres użytkowania
Jako materiał konstrukcyjny, odlewy mineralne stale zastępują tradycyjne materiały konstrukcyjne, a kluczem do ich szybkiego rozwoju są odlewy mineralne, formy i stabilne struktury wiążące. Obecnie odlewy mineralne są szeroko stosowane w wielu dziedzinach obróbki skrawaniem, takich jak szlifierki i maszyny do obróbki szybkoobrotowej. Producenci szlifierek są pionierami w sektorze obrabiarek, wykorzystując odlewy mineralne do produkcji łoża maszyn. Na przykład, światowej sławy firmy, takie jak ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude itp., zawsze czerpały korzyści z tłumienia drgań, bezwładności cieplnej i integralności odlewów mineralnych, aby uzyskać wysoką precyzję i doskonałą jakość powierzchni w procesie szlifowania.
Wraz ze stale rosnącymi obciążeniami dynamicznymi, odlewy mineralne cieszą się coraz większym zainteresowaniem wiodących światowych firm w dziedzinie szlifierek narzędziowych. Łoże z odlewu mineralnego charakteryzuje się doskonałą sztywnością i skutecznie eliminuje siły generowane przez przyspieszenie silnika liniowego. Jednocześnie organiczne połączenie dobrych właściwości pochłaniania drgań i silnika liniowego może znacznie poprawić jakość powierzchni obrabianego przedmiotu i wydłużyć żywotność ściernicy.
Czas publikacji: 18-01-2022