Selv om granitt har blitt et viktig materiale i CNC-utstyr for numerisk styring på grunn av dets unike egenskaper, kan dets iboende ulemper også ha visse konsekvenser for utstyrets ytelse, prosesseringseffektivitet og vedlikeholdskostnader. Følgende er en analyse av de spesifikke konsekvensene av granittens mangler fra flere dimensjoner:
For det første er materialet svært sprøtt og utsatt for brudd og skade
Kjerneulempe: Granitt er en naturstein og er i hovedsak et sprøtt materiale med dårlig slagfasthet (slagfasthetsverdien er omtrent 1–3 J/cm², som er mye lavere enn 20–100 J/cm² for metalliske materialer).
Påvirkning på CNC-utstyr:
Risikoer ved installasjon og transport: Under montering eller håndtering av utstyret, hvis det utsettes for kollisjon eller fall, er granittkomponenter (som baser og føringsskinner) utsatt for sprekker eller avskallede hjørner, noe som fører til feil nøyaktighet. Hvis for eksempel granittplattformen til en trekoordinatmålemaskin utvikler skjulte sprekker på grunn av feil bruk under installasjon, kan det føre til en gradvis forringelse av flatheten over langvarig bruk, noe som påvirker måleresultatene.
Skjulte farer i prosesseringsprosessen: Når CNC-utstyr utsettes for plutselig overbelastning (for eksempel at verktøyet kolliderer med arbeidsstykket), kan granittføringsskinnene eller arbeidsbordene brekke på grunn av manglende evne til å motstå den umiddelbare slagkraften, noe som kan føre til at utstyret stenges av for vedlikehold, og til og med utløse en rekke presisjonsfeil.
For det andre begrenser den høye prosesseringsvanskeligheten utformingen av komplekse strukturer
Kjerneulemper: Granitt har høy hardhet (6-7 på Mohs-skalaen), og den må slipes og bearbeides med spesialverktøy som diamantslipeskiver, noe som resulterer i lav prosesseringseffektivitet (freseeffektiviteten er bare 1/5 til 1/3 av metallmaterialer), og kostnadene ved å bearbeide komplekse buede overflater er høye.
Påvirkning på CNC-utstyr:
Begrensninger i strukturell design: For å unngå prosesseringsvansker er granittkomponenter vanligvis utformet i enkle geometriske former (som plater, rektangulære føringsskinner), noe som gjør det vanskelig å oppnå komplekse indre hulrom, lette avstivede plater og andre strukturer som kan oppnås ved støping/skjæring med metallmaterialer. Dette fører til at vekten av granittbasen ofte er for stor (10–20 % tyngre enn støpejern for samme volum), noe som kan øke den totale belastningen på utstyret og påvirke den dynamiske responsytelsen under bevegelse med høy hastighet.
Høye vedlikeholds- og utskiftingskostnader: Når det oppstår lokal slitasje eller skade på granittkomponenter, er det vanskelig å reparere dem ved hjelp av metoder som sveising eller skjæring. Vanligvis må hele komponenten byttes ut, og de nye komponentene må slipes på nytt og kalibreres for nøyaktighet, noe som resulterer i langvarig nedetid (en enkelt utskifting kan ta 2–3 uker) og en betydelig økning i vedlikeholdskostnadene.
III. Usikkerhet rundt naturlige teksturer og interne defekter
Kjerneulempe: Som et naturlig mineral har granitt ukontrollerbare indre sprekker, porer eller mineralforurensninger, og materialegenomsnittet i forskjellige årer varierer sterkt (tetthetsfluktuasjon kan nå ±5 %, elastisitetsmodulfluktuasjon ±8 %).
Påvirkning på CNC-utstyr:
Risiko for presisjonsstabilitet: Hvis det oppstår interne sprekker i bearbeidingsområdet til komponenten under langvarig bruk, kan sprekkene utvide seg på grunn av stress, noe som forårsaker lokal deformasjon og påvirker utstyrets nøyaktighet. Hvis for eksempel granittføringsskinnene til en CNC-slipemaskin har skjulte lufthull, kan de gradvis kollapse under høyfrekvent vibrasjon, noe som resulterer i for stor retthetsfeil i føringsskinnene.
Forskjeller i batchytelse: Granittmaterialer fra forskjellige batcher kan oppleve svingninger i nøkkelindikatorer som termisk utvidelseskoeffisient og dempningsytelse på grunn av forskjeller i mineralsammensetning, noe som påvirker konsistensen av batchproduksjon per utstyr. For automatiserte produksjonslinjer som krever samhandling av flere enheter, kan slike forskjeller føre til en økning i spredningen av prosesseringsnøyaktigheten.
For det fjerde er den tung, noe som påvirker utstyrets dynamiske ytelse.
Kjerneulempe: Granitt har høy tetthet (2,6–3,0 g/cm³), og vekten er omtrent 1,2 ganger støpejern og 2,5 ganger aluminiumslegering under samme volum.
Påvirkning på CNC-utstyr:
Forsinkelse i bevegelsesrespons: I høyhastighetsmaskineringssentre eller femaksede maskiner vil den store massen til granittbasen øke lasttregheten til lineærmotoren/ledeskruen, noe som resulterer i dynamisk responsforsinkelse under akselerasjon/retardasjon (som kan øke start-stopp-tiden med 5 % til 10 %), noe som påvirker prosesseringseffektiviteten.
Økt energiforbruk: Drift av tunge granittkomponenter krever kraftigere servomotorer, noe som øker det totale energiforbruket til utstyret (faktiske målinger viser at energiforbruket til granittbasert utstyr er 8–12 % høyere enn for støpejernsutstyr under de samme arbeidsforholdene). Langvarig bruk vil øke produksjonskostnadene.
For det femte er evnen til å motstå termisk sjokk begrenset
Kjerneulempe: Selv om granitt har en lav varmeutvidelseskoeffisient, er varmeledningsevnen dårlig (med en varmeledningsevne på bare 1,5–3,0 W/(m²K), omtrent 1/10 av støpejern), og plutselige lokale temperaturendringer er utsatt for termisk stress.
Påvirkning på CNC-utstyr:
Temperaturforskjellsproblem i prosesseringsområdet: Hvis skjærevæsken konsentrert eroderer et lokalt område av granittarbeidsbordet, kan det forårsake en temperaturgradient (for eksempel en temperaturforskjell på 5–10 ℃) mellom dette området og området rundt, noe som fører til mindre termisk deformasjon (deformasjonsmengden kan nå 1–3 μm), noe som påvirker nøyaktigheten og konsistensen av presisjonsbehandlingen (for eksempel mikronnivåsliping av gir).
Langsiktig termisk utmattingsrisiko: I verkstedmiljøer med hyppige oppstarter og nedstengninger eller store temperaturforskjeller mellom dag og natt, kan granittkomponenter utvikle mikrosprekker på grunn av gjentatt termisk utvidelse og sammentrekning, noe som gradvis svekker den strukturelle stivheten.
Publiseringstid: 24. mai 2025