W nowoczesnych konstrukcjach obrabiarek dążenie do wyższych prędkości, przyspieszenia i precyzji spowodowało odejście od tradycyjnych konstrukcji żeliwnych. Dzisiejsi inżynierowie-projektanci zazwyczaj stają przed wyborem pomiędzy dwoma-wydajnymi-materiałami niemetalowymi:Naturalny granit precyzyjnyi odlewy mineralne (znane również jako granit epoksydowy lub beton polimerowy). Obydwa materiały zapewniają wyjątkowe tłumienie i stabilność termiczną, ale nadają się do zupełnie innych zastosowań mechanicznych. Omówmy, jak dokonać właściwego wyboru dla budowy maszyny.
Złożoność strukturalna: lejność a obróbka subtraktywna
Najbardziej wyraźna różnica między naturalnym granitem a odlewami mineralnymi polega na ich kształcie:
Odlewy mineralne powstają poprzez zmieszanie kruszywa geologicznego (piasek krzemionkowy, wióry granitowe, kwarc) ze spoiwem na bazie żywicy polimerowej (najczęściej epoksydowej) i wlanie mieszaniny do formy. Umożliwia to odlewanie skomplikowanych geometrii, zintegrowanych kanałów chłodziwa, wkładek gwintowanych i pustych struktur bezpośrednio w bloku.
Podstawy z naturalnego granitu są wycinane z litych bloków i wykańczane metodą obróbki subtraktywnej (wiercenie, frezowanie) i docierania ręcznego. Choć naturalny granit nie może mieć-wydrążonych komór wewnętrznych, z łatwością radzi sobie z masywnymi, jednoelementowymi konstrukcjami (o długości do 20 metrów i wadze 100 ton) z niezrównaną płaskością powierzchni.
Porównanie właściwości mechanicznych
Wybierając materiał, inżynierowie muszą zrównoważyć wytrzymałość na rozciąganie, tłumienie i stabilność wymiarową:
| Funkcja | Naturalny granit precyzyjny | Syntetyczne odlewy mineralne |
| Ostateczny limit precyzji | Sub-mikron/nanometr (docierane-ręcznie do stopnia 00+) | Poziom mikronów (formowany, wymaga obróbki) |
| Tłumienie drgań | Doskonały (10x stal) | Znakomity (do 3x naturalnego granitu) |
| Swoboda geometryczna | Ograniczone do prostokątnych profili blokowych, stopni i otworów | Nieskończona swoboda projektowania (odlewane-rury, złożone puste przestrzenie) |
| Wytrzymałość na ściskanie | Bardzo wysoka (250 - 300 MPa) | Umiarkowany (120 - 150 MPa) |
| Wkładki-domowe | Epoksydowany w wywierconych otworach-po produkcji | Wlać bezpośrednio do konstrukcji |
Werdykt: kiedy wybrać który?
Wybierz Naturalny Granit Precyzyjny, jeśli:
Wymagane są absolutnie płaskie płaszczyzny odniesienia: granit może być-docierany ręcznie przez mistrzów rzemiosła, aby uzyskać płaskość na poziomie-nanometrów. Żaden formowany odlew mineralny nie jest w stanie uzyskać takiego poziomu geometrii powierzchni bezpośrednio z formy.
Projektujesz sprzęt półprzewodnikowy/metrologiczny: maszyny litograficzne, maszyny współrzędnościowe i komparatory optyczne opierają się na stabilności geologicznej czystego kamienia, na którą nie ma wpływu-czasowe starzenie chemiczne polimerów.
Potrzebujesz masywnych komponentów: w przypadku-bardzo dużych łóżek (np. od 6 do 20 metrów) najbardziej niezawodnym wyborem konstrukcyjnym pozostaje naturalny granit.
Wybierz odlewy mineralne jeśli:
Projektujesz frezarki CNC o-szybkości i{1}}przyspieszeniu: doskonałe tłumienie drgań przez spoiwa epoksydowe pochłania silne wstrząsy strukturalne powstające w wyniku szybkich cyklów obróbki.
Twój projekt ma bardzo złożoną geometrię: zintegrowane przewody, zbiorniki o dużym nachyleniu i bardzo skomplikowane żebra konstrukcyjne sprawiają, że odlewanie jest jedyną-opłacalną metodą.
Produkujesz na dużą skalę: po zbudowaniu formy odlewanie mineralne umożliwia szybkie i powtarzalne cykle produkcyjne.
Wskazówka dla profesjonalistów: czołowi producenci (tacy jak UNPARALLELED®) oferują obie technologie pod jednym dachem, umożliwiając inżynierom łączenie szyn referencyjnych z naturalnego granitu z podstawami maszyn z odlewu mineralnego o-tłumiącym tłumieniu, aby uzyskać najwyższą wydajność maszyn hybrydowych.