Presisjonsgranittmålingsapplikasjon

Måleteknologi for granitt – nøyaktig ned til mikronen

Granitt oppfyller kravene til moderne måleteknologi innen maskinteknikk. Erfaring med produksjon av måle- og testbenker og koordinatmålemaskiner har vist at granitt har klare fordeler fremfor tradisjonelle materialer. Årsaken er som følger.

Utviklingen av måleteknologi de siste årene og tiårene er fortsatt spennende i dag. I begynnelsen var enkle målemetoder som målebrett, målebenker, testbenker osv. tilstrekkelige, men over tid ble kravene til produktkvalitet og prosesspålitelighet stadig høyere. Målenøyaktigheten bestemmes av den grunnleggende geometrien til arket som brukes og måleusikkerheten til den respektive proben. Måleoppgaver blir imidlertid mer komplekse og dynamiske, og resultatene må bli mer presise. Dette varsler begynnelsen på romlig koordinatmetrologi.

Nøyaktighet betyr å minimere skjevhet
En 3D-koordinatmålemaskin består av et posisjoneringssystem, et høyoppløselig målesystem, koblings- eller målesensorer, et evalueringssystem og måleprogramvare. For å oppnå høy målenøyaktighet må måleavviket minimeres.

Målefeil er forskjellen mellom verdien som vises av måleinstrumentet og den faktiske referanseverdien til den geometriske størrelsen (kalibreringsstandard). Lengdemålefeilen E0 for moderne koordinatmålemaskiner (CMM-er) er 0,3 + L/1000 µm (L er den målte lengden). Utformingen av måleenheten, proben, målestrategien, arbeidsstykket og brukeren har en betydelig innflytelse på lengdemåleavviket. Mekanisk design er den beste og mest bærekraftige påvirkningsfaktoren.

Bruken av granitt i metrologi er en av de viktigste faktorene som påvirker utformingen av målemaskiner. Granitt er et utmerket materiale for moderne behov fordi det oppfyller fire krav som gjør resultatene mer nøyaktige:

1. Høy iboende stabilitet
Granitt er en vulkansk bergart som består av tre hovedkomponenter: kvarts, feltspat og glimmer, dannet ved krystallisering av smeltede steiner i jordskorpen.
Etter tusenvis av år med «aldring» har granitt en jevn tekstur og ingen indre belastninger. For eksempel er impalaer omtrent 1,4 millioner år gamle.
Granitt har høy hardhet: 6 på Mohs-skalaen og 10 på hardhetsskalaen.
2. Høy temperaturmotstand
Sammenlignet med metalliske materialer har granitt en lavere utvidelseskoeffisient (ca. 5 µm/m*K) og en lavere absolutt utvidelseshastighet (f.eks. stål α = 12 µm/m*K).
Granittens lave varmeledningsevne (3 W/m*K) sikrer en langsom respons på temperatursvingninger sammenlignet med stål (42–50 W/m*K).
3. Svært god vibrasjonsreduksjonseffekt
På grunn av den ensartede strukturen har granitt ingen restspenning. Dette reduserer vibrasjoner.
4. Trekoordinert føringsskinne med høy presisjon
Granitt, laget av naturlig hardstein, brukes som måleplate og kan bearbeides svært godt med diamantverktøy, noe som resulterer i maskindeler med høy grunnleggende presisjon.
Ved manuell sliping kan nøyaktigheten til føringsskinnene optimaliseres til mikronnivå.
Under sliping kan lastavhengige deldeformasjoner tas i betraktning.
Dette resulterer i en svært komprimert overflate, noe som tillater bruk av luftlagerføringer. Luftlagerføringer er svært nøyaktige på grunn av den høye overflatekvaliteten og den berøringsfrie bevegelsen til akselen.

avslutningsvis:
Den iboende stabiliteten, temperaturmotstanden, vibrasjonsdempingen og presisjonen til føringsskinnen er de fire viktigste egenskapene som gjør granitt til et ideelt materiale for CMM. Granitt brukes i økende grad i produksjon av måle- og testbenker, samt på CMM-er for måletavler, målebord og måleutstyr. Granitt brukes også i andre industrier, som maskinverktøy, lasermaskiner og -systemer, mikromaskinering, trykkmaskiner, optiske maskiner, monteringsautomatisering, halvlederbehandling, etc., på grunn av de økende presisjonskravene til maskiner og maskinkomponenter.