Hva er fordelene med mineralstøpingsmarmorsengmaskineringssenteret?
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.
Publisert: 18. januar 2022