Epoksygranitt, også kjent som syntetisk granitt, er en blanding av epoksy og granitt som ofte brukes som et alternativt materiale for maskinverktøybaser. Epoksygranitt brukes i stedet for støpejern og stål for bedre vibrasjonsdemping, lengre levetid for verktøyet og lavere monteringskostnader.
Maskinverktøybase
Maskinverktøy og andre høypresisjonsmaskiner er avhengige av høy stivhet, langsiktig stabilitet og utmerkede dempingsegenskaper i basismaterialet for sin statiske og dynamiske ytelse. De mest brukte materialene for disse konstruksjonene er støpejern, sveisede stålkonstruksjoner og naturlig granitt. På grunn av mangel på langsiktig stabilitet og svært dårlige dempingsegenskaper, brukes stålkonstruksjoner sjelden der høy presisjon er nødvendig. Støpejern av god kvalitet som er spenningsavlastet og glødet, vil gi konstruksjonen dimensjonsstabilitet, og kan støpes i komplekse former, men krever en kostbar maskineringsprosess for å danne presisjonsoverflater etter støping.
Naturlig granitt av god kvalitet blir stadig vanskeligere å finne, men har en høyere dempningskapasitet enn støpejern. Igjen, som med støpejern, er maskinering av naturlig granitt arbeidskrevende og dyrt.
Presisjonsgranittstøpegods produseres ved å blande granittaggregater (som knuses, vaskes og tørkes) med et epoksyharpikssystem ved romtemperatur (dvs. kaldherdingsprosess). Kvartsaggregatfyllstoff kan også brukes i blandingen. Vibrasjonskomprimering under støpeprosessen pakker aggregatet tett sammen.
Gjengede innsatser, stålplater og kjølevæskerør kan støpes inn under støpeprosessen. For å oppnå enda høyere grad av allsidighet kan lineære skinner, slipte glideskinner og motorfester replikeres eller fuges inn, noe som eliminerer behovet for etterstøping. Overflatefinishen på støpegodset er like god som formoverflaten.
Fordeler og ulemper
Fordeler inkluderer:
■ Vibrasjonsdemping.
■ Fleksibilitet: Tilpassede lineære veier, hydrauliske væsketanker, gjengede innsatser, skjærevæske og rørledninger kan integreres i polymerbasen.
■ Inkludering av innsatser osv. gir betydelig redusert maskinering av det ferdige støpegodset.
■ Monteringstiden reduseres ved å innlemme flere komponenter i ett støpegods.
■ Krever ikke en jevn veggtykkelse, noe som gir større fleksibilitet i designen av basen.
■ Kjemisk motstand mot de fleste vanlige løsemidler, syrer, alkalier og skjærevæsker.
■ Krever ikke maling.
■Kompositt har en tetthet som er omtrent den samme som aluminium (men bitene er tykkere for å oppnå tilsvarende styrke).
■ Støpeprosessen for komposittpolymerbetong bruker mye mindre energi enn metallstøpegods. Polymerstøpte harpikser bruker svært lite energi til produksjon, og støpeprosessen utføres ved romtemperatur.
Epoksygranittmateriale har en intern dempningsfaktor som er opptil ti ganger bedre enn støpejern, opptil tre ganger bedre enn naturlig granitt og opptil tretti ganger bedre enn stålkonstruksjoner. Det påvirkes ikke av kjølevæsker, har utmerket langtidsstabilitet, forbedret termisk stabilitet, høy torsjons- og dynamisk stivhet, utmerket støyabsorpsjon og ubetydelige interne spenninger.
Ulemper inkluderer lav styrke i tynne seksjoner (mindre enn 25 mm), lav strekkfasthet og lav støtmotstand.
En introduksjon til mineralstøperammer
Mineralstøping er et av de mest effektive og moderne byggematerialene. Produsenter av presisjonsmaskiner var blant pionerene innen bruk av mineralstøping. I dag er bruken av mineralstøping i CNC-fresemaskiner, borepresser, kverner og elektriske utladningsmaskiner økende, og fordelene er ikke begrenset til høyhastighetsmaskiner.
Mineralstøping, også kalt epoksygranittmateriale, består av mineralfyllstoffer som grus, kvartsand, ismel og bindemidler. Materialet blandes i henhold til nøyaktige spesifikasjoner og helles kaldt i formene. Et solid fundament er grunnlaget for suksess!
Toppmoderne maskinverktøy må kjøre raskere og raskere, og gi mer presisjon enn noensinne. Høye kjørehastigheter og kraftig maskinering produserer imidlertid uønskede vibrasjoner i maskinrammen. Disse vibrasjonene vil ha negative effekter på deloverflaten, og de forkorter verktøyets levetid. Mineralstøperammer reduserer vibrasjoner raskt – omtrent 6 ganger raskere enn støpejernsrammer og 10 ganger raskere enn stålrammer.
Maskinverktøy med mineralstøpeunderlag, som fresemaskiner og kverner, er betydelig mer nøyaktige og oppnår bedre overflatekvalitet. I tillegg reduseres verktøyslitasjen betydelig og levetiden forlenges.
Støperamme for komposittmineraler (epoksygranitt) gir flere fordeler:
- Forming og styrke: Mineralstøpeprosessen gir en eksepsjonell grad av frihet med hensyn til formen på komponentene. Materialets og prosessens spesifikke egenskaper resulterer i en forholdsvis høy styrke og en betydelig lavere vekt.
- Integrering av infrastruktur: Mineralstøpeprosessen muliggjør enkel integrering av strukturen og tilleggskomponenter som føringsbaner, gjengede innsatser og tilkoblinger for tjenester, under selve støpeprosessen.
- Produksjon av komplekse maskinstrukturer: Det som ville være utenkelig med konvensjonelle prosesser blir mulig med mineralstøping: Flere komponenter kan settes sammen for å danne komplekse strukturer ved hjelp av limte skjøter.
- Økonomisk dimensjonsnøyaktighet: I mange tilfeller støpes mineralstøpte komponenter til de endelige dimensjonene fordi det praktisk talt ikke skjer noen sammentrekning under herding. Med dette kan ytterligere kostbare etterbehandlingsprosesser elimineres.
- Presisjon: Svært presise referanse- eller støtteflater oppnås ved ytterligere sliping, forming eller fresing. Som et resultat av dette kan mange maskinkonsepter implementeres elegant og effektivt.
- God termisk stabilitet: Mineralstøping reagerer svært sakte på temperaturendringer fordi den termiske ledningsevnen er betydelig lavere enn metalliske materialer. Av denne grunn har kortsiktige temperaturendringer betydelig mindre innflytelse på maskinverktøyets dimensjonsnøyaktighet. En bedre termisk stabilitet i en maskinbunn betyr at maskinens generelle geometri opprettholdes bedre, og som et resultat minimeres geometriske feil.
- Ingen korrosjon: Mineralstøpte komponenter er motstandsdyktige mot oljer, kjølevæsker og andre aggressive væsker.
- Bedre vibrasjonsdemping for lengre levetid for verktøyet: Vårt mineralstøpegods oppnår opptil 10 ganger bedre vibrasjonsdemping enn stål eller støpejern. Takket være disse egenskapene oppnås en ekstremt høy dynamisk stabilitet i maskinstrukturen. Fordelene dette har for maskinbyggere og brukere er klare: bedre overflatekvalitet på de maskinerte eller slipte komponentene og lengre levetid for verktøyet, noe som fører til lavere verktøykostnader.
- Miljø: Miljøpåvirkningen under produksjonen reduseres.
Mineralstøperamme vs. støpejernsramme
Se nedenfor fordelene med vår nye mineralstøpte ramme kontra støpejernsramme som er brukt tidligere:
| Mineralstøping (epoksygranitt) | Støpejern | |
| Demping | Høy | Lav |
| Varmeytelse | Lav varmeledningsevne og høy spesifikasjonsvarme kapasitet | Høy varmeledningsevne og lav spes. varmekapasitet |
| Innebygde deler | Ubegrenset design og Ett stykke form og sømløs forbindelse | Maskinering nødvendig |
| Korrosjonsbestandighet | Ekstra høy | Lav |
| Miljø Vennlighet | Lavt energiforbruk | Høyt energiforbruk |
Konklusjon
Mineralstøping er ideelt for rammekonstruksjoner for CNC-maskiner. Det gir klare teknologiske, økonomiske og miljømessige fordeler. Mineralstøpeteknologi gir utmerket vibrasjonsdemping, høy kjemisk motstand og betydelige termiske fordeler (termisk ekspansjon tilsvarende stål). Tilkoblingselementer, kabler, sensorer og målesystemer kan alle støpes inn i konstruksjonen.
Hva er fordelene med mineralstøpingsmaskineringssenteret for granittseng?
Mineralstøpegods (kunstfremstilt granitt også kjent som harpiksbetong) har vært allment akseptert i maskinverktøyindustrien i over 30 år som et strukturelt materiale.
Ifølge statistikk bruker én av ti maskinverktøy i Europa mineralstøpegods som underlag. Imidlertid kan bruk av upassende erfaring, ufullstendig eller feil informasjon føre til mistenksomhet og fordommer mot mineralstøpegods. Derfor er det nødvendig å analysere fordeler og ulemper med mineralstøpegods og sammenligne dem med andre materialer når man lager nytt utstyr.
Basen for anleggsmaskiner er vanligvis delt inn i støpejern, mineralstøping (polymer og/eller reaktiv harpiksbetong), stål/sveiset konstruksjon (fuging/ikke-fuging) og naturstein (som granitt). Hvert materiale har sine egne egenskaper, og det finnes ikke noe perfekt strukturmateriale. Bare ved å undersøke fordeler og ulemper ved materialet i henhold til de spesifikke strukturelle kravene, kan det ideelle strukturmaterialet velges.
De to viktige funksjonene til strukturelle materialer – å garantere geometri, plassering og energiabsorpsjon av komponenter, stiller henholdsvis krav til ytelse (statisk, dynamisk og termisk ytelse), funksjonelle/strukturelle krav (nøyaktighet, vekt, veggtykkelse, enkel bruk av føringsskinner) for materialinstallasjon, mediesirkulasjonssystem, logistikk) og kostnadskrav (pris, mengde, tilgjengelighet, systemegenskaper).
I. Ytelseskrav for konstruksjonsmaterialer
1. Statiske egenskaper
Kriteriet for å måle de statiske egenskapene til en base er vanligvis materialets stivhet – minimal deformasjon under belastning, snarere enn høy styrke. For statisk elastisk deformasjon kan mineralstøpegods betraktes som isotrope homogene materialer som følger Hookes lov.
Tettheten og elastisitetsmodulen til mineralstøpegods er henholdsvis 1/3 av støpejerns. Siden mineralstøpegods og støpejern har samme spesifikke stivhet, under samme vekt, er stivheten til jernstøpegods og mineralstøpegods den samme uten å ta hensyn til formpåvirkning. I mange tilfeller er den designerte veggtykkelsen til mineralstøpegods vanligvis 3 ganger så høy som jernstøpegods, og denne designen vil ikke forårsake noen problemer når det gjelder produktets eller støpegodsets mekaniske egenskaper. Mineralstøpegods er egnet for arbeid i statiske miljøer som bærer trykk (f.eks. senger, støtter, søyler) og er ikke egnet som tynnveggede og/eller små rammer (f.eks. bord, paller, verktøyvekslere, vogner, spindelstøtter). Vekten av strukturelle deler er vanligvis begrenset av utstyret til mineralstøpeprodusenter, og mineralstøpeprodukter over 15 tonn er generelt sjeldne.
2. Dynamiske egenskaper
Jo større rotasjonshastighet og/eller akselerasjon akselen har, desto viktigere er maskinens dynamiske ytelse. Rask posisjonering, rask verktøyutskifting og høyhastighetsmating forsterker kontinuerlig mekanisk resonans og dynamisk eksitasjon av maskinens strukturelle deler. I tillegg til komponentens dimensjonsutforming påvirkes komponentens nedbøyning, massefordeling og dynamiske stivhet i stor grad av materialets dempingsegenskaper.
Bruk av mineralstøpegods tilbyr en god løsning på disse problemene. Fordi det absorberer vibrasjoner 10 ganger bedre enn tradisjonelt støpejern, kan det redusere amplituden og den naturlige frekvensen betraktelig.
I maskineringsoperasjoner som maskinering kan det gi høyere presisjon, bedre overflatekvalitet og lengre verktøylevetid. Samtidig, når det gjelder støypåvirkning, presterte mineralstøpegods også bra gjennom sammenligning og verifisering av baser, girkassestøpegods og tilbehør av forskjellige materialer for store motorer og sentrifuger. I følge trinnlydanalysen kan mineralstøpegods oppnå en lokal reduksjon på 20 % i lydtrykknivået.
3. Termiske egenskaper
Eksperter anslår at omtrent 80 % av avvikene ved maskinverktøy skyldes termiske effekter. Prosessavbrudd som interne eller eksterne varmekilder, forvarming, bytte av arbeidsstykker osv. er alle årsaker til termisk deformasjon. For å kunne velge det beste materialet er det nødvendig å avklare materialkravene. Den høye spesifikke varmen og den lave varmeledningsevnen gjør at mineralstøpegods har god termisk treghet overfor forbigående temperaturpåvirkninger (som bytte av arbeidsstykker) og svingninger i omgivelsestemperaturen. Hvis rask forvarming er nødvendig, som et metalllag, eller lagtemperaturen er forbudt, kan varme- eller kjøleanordninger støpes direkte inn i mineralstøpegodset for å kontrollere temperaturen. Bruk av denne typen temperaturkompensasjonsanordning kan redusere deformasjonen forårsaket av temperaturpåvirkning, noe som bidrar til å forbedre nøyaktigheten til en rimelig kostnad.
II. Funksjonelle og strukturelle krav
Integritet er et særtrekk som skiller mineralstøpegods fra andre materialer. Maksimal støpetemperatur for mineralstøpegods er 45 °C, og sammen med høypresisjonsformer og verktøy kan deler og mineralstøpegods støpes sammen.
Avanserte omstøpeteknikker kan også brukes på mineralstøpeemner, noe som resulterer i presis montering og skinneflater som ikke krever maskinering. I likhet med andre basismaterialer er mineralstøpegods underlagt spesifikke strukturelle designregler. Veggtykkelse, lastbærende tilbehør, ribbeinnsatser, laste- og lossemetoder er alle til en viss grad forskjellige fra andre materialer, og må vurderes på forhånd under design.
III. Kostnadskrav
Selv om det er viktig å vurdere det fra et teknisk synspunkt, viser kostnadseffektivitet seg stadig viktigere. Bruk av mineralstøpegods sparer ingeniører betydelige produksjons- og driftskostnader. I tillegg til å spare på maskineringskostnader, reduseres støping, sluttmontering og økende logistikkkostnader (lager og transport) tilsvarende. Med tanke på den overordnede funksjonen til mineralstøpegods, bør det sees på som et helhetlig prosjekt. Faktisk er det mer rimelig å foreta en prissammenligning når basen er installert eller forhåndsinstallert. Den relativt høye startkostnaden er kostnaden for mineralstøpeformer og verktøy, men denne kostnaden kan fortynnes ved langvarig bruk (500-1000 stykker/stålform), og det årlige forbruket er omtrent 10-15 stykker.
IV. Bruksområde
Som strukturmateriale erstatter mineralstøpegods stadig tradisjonelle strukturmaterialer, og nøkkelen til den raske utviklingen ligger i mineralstøpegods, former og stabile bindingsstrukturer. For tiden har mineralstøpegods blitt mye brukt i mange maskinverktøyfelt som slipemaskiner og høyhastighetsmaskinering. Produsenter av slipemaskiner har vært pionerer i maskinverktøysektoren og brukt mineralstøpegods til maskinsenger. For eksempel har verdenskjente selskaper som ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude, etc. alltid nytt godt av dempingen, termisk treghet og integriteten til mineralstøpegods for å oppnå høy presisjon og utmerket overflatekvalitet i slipeprosessen.
Med stadig økende dynamiske belastninger blir mineralstøpegods også stadig mer foretrukket av verdensledende selskaper innen verktøyslipemaskiner. Mineralstøpebunnen har utmerket stivhet og kan effektivt eliminere kraften forårsaket av akselerasjonen til lineærmotoren. Samtidig kan den organiske kombinasjonen av god vibrasjonsabsorberingsytelse og lineærmotor forbedre overflatekvaliteten til arbeidsstykket og levetiden til slipeskiven betraktelig.
Når det gjelder enkeltdelen, er lengde innenfor 10 000 mm enkelt for oss.
Hva er minimum veggtykkelse?
Generelt bør minimum seksjonstykkelsen på maskinbasen være minst 60 mm. Tynnere seksjoner (f.eks. 10 mm tykke) kan støpes med fine tilslagsstørrelser og formuleringer.
Krympingshastigheten etter støping er omtrent 0,1–0,3 mm per 1000 mm. Når det kreves mer presise mekaniske deler for mineralstøping, kan toleranser oppnås ved sekundær CNC-sliping, håndlapping eller andre maskineringsprosesser.
Vårt mineralstøpemateriale er naturlig Jinan Black-granitt. De fleste selskaper velger vanlig naturgranitt eller vanlig stein i bygningskonstruksjon.
· Råmaterialer: med de unike Jinan Black Granite (også kalt «JinanQing»-granitt)-partiklene som tilslag, som er verdenskjent for høy styrke, høy stivhet og høy slitestyrke;
· Formel: med unike forsterkede epoksyharpikser og tilsetningsstoffer, forskjellige komponenter som bruker forskjellige formuleringer for å sikre optimal omfattende ytelse;
· Mekaniske egenskaper: Vibrasjonsabsorpsjonen er omtrent 10 ganger høyere enn for støpejern, gode statiske og dynamiske egenskaper;
· Fysiske egenskaper: tettheten er omtrent 1/3 av støpejernets, høyere termiske barriereegenskaper enn metaller, ikke hygroskopisk, god termisk stabilitet;
· Kjemiske egenskaper: høyere korrosjonsbestandighet enn metaller, miljøvennlig;
· Dimensjonsnøyaktighet: lineær sammentrekning etter støping er omtrent 0,1–0,3 m²/m, ekstremt høy form- og motnøyaktighet i alle plan;
· Strukturell integritet: svært kompleks struktur kan støpes, mens bruk av naturlig granitt vanligvis krever montering, skjøting og liming;
· Langsom termisk reaksjon: reagerer mye saktere og mye kortere på kortsiktige temperaturendringer;
· Innebygde innlegg: festemidler, rør, kabler og kamre kan bygges inn i konstruksjonen, innleggsmaterialer som metall, stein, keramikk og plast osv.