Epoxidová žula, tiež známa ako syntetická žula, je zmes epoxidu a žuly bežne používaná ako alternatívny materiál pre základne obrábacích strojov.Epoxidová žula sa používa namiesto liatiny a ocele pre lepšie tlmenie vibrácií, dlhšiu životnosť nástroja a nižšie náklady na montáž.
Základňa obrábacieho stroja
Obrábacie stroje a ďalšie vysoko presné stroje sa pre svoje statické a dynamické vlastnosti spoliehajú na vysokú tuhosť, dlhodobú stabilitu a vynikajúce tlmiace vlastnosti základného materiálu.Najpoužívanejšími materiálmi pre tieto konštrukcie sú liatina, zvárané oceľové konštrukcie a prírodná žula.Kvôli nedostatku dlhodobej stability a veľmi zlým tlmiacim vlastnostiam sa oceľové konštrukcie zriedka používajú tam, kde sa vyžaduje vysoká presnosť.Kvalitná liatina, ktorá je zbavená pnutia a žíhaná, poskytne štruktúre rozmerovú stabilitu a môže byť odlievaná do zložitých tvarov, ale vyžaduje drahý proces obrábania na vytvorenie presných povrchov po odliatí.
Kvalitnú prírodnú žulu je stále ťažšie nájsť, ale má vyššiu tlmiacu schopnosť ako liatina.Rovnako ako v prípade liatiny je opracovanie prírodnej žuly náročné na prácu a drahé.
Presné žulové odliatky sa vyrábajú zmiešaním žulových agregátov (ktoré sa drvia, premývajú a sušia) so systémom epoxidovej živice pri teplote okolia (tj proces vytvrdzovania za studena).V kompozícii sa môže použiť aj kremenné plnivo kameniva.Vibračné zhutňovanie počas procesu formovania pevne zbalí kamenivo.
Závitové vložky, oceľové platne a chladiace rúrky môžu byť zaliate počas procesu odlievania.Aby sa dosiahol ešte vyšší stupeň všestrannosti, môžu byť lineárne koľajnice, zemné klzné dráhy a držiaky motora replikované alebo zaliate, čím sa eliminuje potreba akéhokoľvek dodatočného obrábania.Povrchová úprava odliatku je rovnako dobrá ako povrch formy.
Výhody a nevýhody
Medzi výhody patrí:
■ Tlmenie vibrácií.
■ Flexibilita: vlastné lineárne cesty, nádrže na hydraulickú kvapalinu, závitové vložky, rezná kvapalina a potrubné vedenia môžu byť integrované do polymérovej základne.
■ Začlenenie doštičiek atď. umožňuje výrazne znížiť opracovanie hotového odliatku.
■ Čas montáže sa skracuje začlenením viacerých komponentov do jedného odliatku.
■ Nevyžaduje jednotnú hrúbku steny, čo umožňuje väčšiu flexibilitu dizajnu vašej základne.
■ Chemická odolnosť voči väčšine bežných rozpúšťadiel, kyselinám, zásadám a rezným kvapalinám.
■ Nevyžaduje lakovanie.
■Kompozit má hustotu približne rovnakú ako hliník (ale kusy sú hrubšie, aby sa dosiahla ekvivalentná pevnosť).
■ Proces odlievania kompozitného polymérového betónu spotrebuje oveľa menej energie ako kovové odliatky.Polymérne liate živice spotrebujú na výrobu veľmi málo energie a proces odlievania sa vykonáva pri izbovej teplote.
Epoxidová žula má vnútorný tlmiaci faktor až desaťkrát lepší ako liatina, až trikrát lepší ako prírodná žula a až tridsaťkrát lepší ako oceľová konštrukcia.Nie je ovplyvnený chladiacimi kvapalinami, má vynikajúcu dlhodobú stabilitu, zlepšenú tepelnú stabilitu, vysokú torznú a dynamickú tuhosť, vynikajúcu absorpciu hluku a zanedbateľné vnútorné napätia.
Nevýhody zahŕňajú nízku pevnosť v tenkých častiach (menej ako 25 mm), nízku pevnosť v ťahu a nízku odolnosť proti nárazom.
Úvod do rámov na minerálne odlievanie
Minerálne liatie je jedným z najúčinnejších moderných stavebných materiálov.Výrobcovia presných strojov patrili k priekopníkom vo využívaní minerálneho odlievania.V súčasnosti je jeho využitie s ohľadom na CNC frézky, vŕtačky, brúsky a elektroenergetické stroje na vzostupe a výhody sa neobmedzujú len na vysokorýchlostné stroje.
Minerálny odliatok, tiež označovaný ako epoxidový granitový materiál, pozostáva z minerálnych plnív, ako je štrk, kremenný piesok, ľadová múčka a spojivá.Hmota sa namieša podľa presnej špecifikácie a za studena sa naleje do foriem.Pevný základ je základom úspechu!
Najmodernejšie obrábacie stroje musia bežať rýchlejšie a rýchlejšie a poskytovať väčšiu presnosť ako kedykoľvek predtým.Vysoké rýchlosti pojazdu a náročné obrábanie však spôsobujú nežiaduce vibrácie rámu stroja.Tieto vibrácie budú mať negatívny vplyv na povrch dielu a skracujú životnosť nástroja.Rámy z minerálneho odliatku rýchlo znižujú vibrácie – asi 6-krát rýchlejšie ako liatinové rámy a 10-krát rýchlejšie ako oceľové rámy.
Obrábacie stroje s minerálnym odlievacím lôžkom, ako sú frézky a brúsky, sú výrazne presnejšie a dosahujú lepšiu kvalitu povrchu.Okrem toho sa výrazne znižuje opotrebovanie nástrojov a predlžuje sa životnosť.
kompozitný minerálny (epoxidová žula) odlievací rám prináša niekoľko výhod: :
- Tvarovanie a pevnosť: Proces odlievania minerálov poskytuje výnimočný stupeň voľnosti vzhľadom na tvar komponentov.Špecifické vlastnosti materiálu a procesu vedú k pomerne vysokej pevnosti a výrazne nižšej hmotnosti.
- Integrácia infraštruktúry: Proces odlievania minerálov umožňuje jednoduchú integráciu konštrukcie a prídavných komponentov, ako sú vedenia, závitové vložky a spoje pre služby, počas samotného procesu odlievania.
- Výroba zložitých strojových konštrukcií: To, čo by bolo nepredstaviteľné pri konvenčných procesoch, sa stáva možným s minerálnym odlievaním: Niekoľko komponentov je možné zostaviť do zložitých štruktúr pomocou lepených spojov.
- Ekonomická rozmerová presnosť: V mnohých prípadoch sú diely z minerálneho odliatku odlievané na konečné rozmery, pretože počas kalenia prakticky nedochádza k žiadnemu zmršťovaniu.Tým je možné eliminovať ďalšie nákladné dokončovacie procesy.
- Presnosť: Vysoko presné referenčné alebo nosné plochy sa dosahujú ďalším brúsením, tvarovaním alebo frézovaním.Vďaka tomu je možné elegantne a efektívne realizovať mnohé koncepcie strojov.
- Dobrá tepelná stabilita: Minerálny odliatok reaguje veľmi pomaly na zmeny teploty, pretože tepelná vodivosť je výrazne nižšia ako u kovových materiálov.Z tohto dôvodu majú krátkodobé zmeny teploty výrazne menší vplyv na rozmerovú presnosť obrábacieho stroja.Lepšia tepelná stabilita strojového lôžka znamená, že celková geometria stroja sa lepšie udržiava a v dôsledku toho sa minimalizujú geometrické chyby.
- Žiadna korózia: Minerálne liate komponenty sú odolné voči olejom, chladiacim kvapalinám a iným agresívnym kvapalinám.
- Väčšie tlmenie vibrácií pre dlhšiu životnosť nástroja: náš minerálny odliatok dosahuje až 10x lepšie hodnoty tlmenia vibrácií ako oceľ alebo liatina.Vďaka týmto vlastnostiam je dosiahnutá extrémne vysoká dynamická stabilita konštrukcie stroja.Výhody, ktoré to má pre výrobcov obrábacích strojov a používateľov, sú jasné: lepšia kvalita povrchovej úpravy obrábaných alebo brúsených komponentov a dlhšia životnosť nástroja, čo vedie k nižším nákladom na nástroje.
- Životné prostredie: Vplyv na životné prostredie počas výroby je znížený.
Minerálny odlievací rám vs liatinový rám
Pozrite si nižšie výhody nášho nového minerálneho odliatku v porovnaní s predtým používaným liatinovým rámom:
| Odlievanie minerálov (epoxidová žula) | Liatina | |
| Tlmenie | Vysoká | Nízka |
| Tepelný výkon | Nízka tepelná vodivosť a vysoká špecifikácia.teplo kapacita | Vysoká tepelná vodivosť a nízka špecifikácia.tepelná kapacita |
| Vložené časti | Neobmedzený dizajn a Jednodielna forma a bezproblémové spojenie | Nutné opracovanie |
| Odolnosť proti korózii | Extra vysoká | Nízka |
| Environmentálne Priateľskosť | Nízka spotreba energie | Vysoká spotreba energie |
Záver
Minerálne odlievanie je ideálne pre rámové konštrukcie našich CNC strojov.Ponúka jasné technologické, ekonomické a environmentálne výhody.Technológia odlievania minerálov poskytuje vynikajúce tlmenie vibrácií, vysokú chemickú odolnosť a výrazné tepelné výhody (tepelná rozťažnosť podobná ako pri oceli).Spojovacie prvky, káble, snímače a meracie systémy je možné naliať do zostavy.
Aké sú výhody obrábacieho centra žuly na minerálne odlievanie?
Minerálne odliatky (umelá žula alias živicový betón) sú široko akceptované v priemysle obrábacích strojov už viac ako 30 rokov ako konštrukčný materiál.
Podľa štatistík v Európe jeden z 10 obrábacích strojov používa minerálne odliatky ako lôžko.Použitie nevhodných skúseností, neúplných alebo nesprávnych informácií však môže viesť k podozreniu a predsudkom voči Mineral Castings.Preto pri výrobe nového zariadenia je potrebné analyzovať výhody a nevýhody minerálnych odliatkov a porovnať ich s inými materiálmi.
Základ stavebných strojov sa vo všeobecnosti delí na liatinu, minerálne odliatky (polymérový a/alebo reaktívny živicový betón), oceľovo/zváranú konštrukciu (injektáž/neškárovanie) a prírodný kameň (ako je žula).Každý materiál má svoje vlastné charakteristiky a neexistuje dokonalý konštrukčný materiál.Iba preskúmaním výhod a nevýhod materiálu podľa špecifických konštrukčných požiadaviek je možné vybrať ideálny konštrukčný materiál.
Dve dôležité funkcie konštrukčných materiálov – zaručujú geometriu, polohu a absorpciu energie komponentov, respektíve kladú požiadavky na výkon (statický, dynamický a tepelný výkon), funkčné/konštrukčné požiadavky (presnosť, hmotnosť, hrúbka steny, jednoduchosť vodiacich koľajníc) na inštaláciu materiálov, systém obehu médií, logistiku) a nákladové požiadavky (cena, množstvo, dostupnosť, charakteristiky systému).
I. Požiadavky na vlastnosti konštrukčných materiálov
1. Statické charakteristiky
Kritériom na meranie statických vlastností základne je zvyčajne skôr tuhosť materiálu – minimálna deformácia pri zaťažení, než vysoká pevnosť.Pre statickú elastickú deformáciu možno minerálne odliatky považovať za izotropné homogénne materiály, ktoré sa riadia Hookovým zákonom.
Hustota a modul pružnosti minerálnych odliatkov sú 1/3 v porovnaní s modulmi liatiny.Pretože minerálne odliatky a liatiny majú rovnakú špecifickú tuhosť, pri rovnakej hmotnosti je tuhosť železných odliatkov a minerálnych odliatkov rovnaká bez ohľadu na vplyv tvaru.V mnohých prípadoch je konštrukčná hrúbka steny minerálnych odliatkov zvyčajne 3-krát väčšia ako u železných odliatkov a toto prevedenie nespôsobí žiadne problémy z hľadiska mechanických vlastností výrobku alebo odliatku.Minerálne odliatky sú vhodné na prácu v statických prostrediach, ktoré nesú tlak (napr. lôžka, podpery, stĺpy) a nie sú vhodné ako tenkostenné a/alebo malé rámy (napr. stoly, palety, meniče nástrojov, vozíky, podpery vretien).Hmotnosť konštrukčných dielov je zvyčajne obmedzená vybavením výrobcov minerálnych odliatkov a výrobky na minerálne odliatky nad 15 ton sú spravidla zriedkavé.
2. Dynamické charakteristiky
Čím väčšia je rýchlosť otáčania a/alebo zrýchlenie hriadeľa, tým dôležitejší je dynamický výkon stroja.Rýchle polohovanie, rýchla výmena nástroja a vysokorýchlostný posuv nepretržite posilňujú mechanickú rezonanciu a dynamické budenie konštrukčných častí stroja.Okrem rozmerového prevedenia súčiastky sú priehyb, rozloženie hmoty a dynamická tuhosť súčiastky vo veľkej miere ovplyvnené tlmiacimi vlastnosťami materiálu.
Použitie minerálnych odliatkov ponúka dobré riešenie týchto problémov.Pretože absorbuje vibrácie 10-krát lepšie ako tradičná liatina, môže výrazne znížiť amplitúdu a vlastnú frekvenciu.
Pri obrábacích operáciách, ako je obrábanie, môže priniesť vyššiu presnosť, lepšiu kvalitu povrchu a dlhšiu životnosť nástroja.Zároveň z hľadiska vplyvu hluku obstáli minerálne odliatky dobre aj porovnaním a overením podstavcov, odliatkov prevodoviek a príslušenstva z rôznych materiálov pre veľké motory a centrifúgy.Podľa analýzy kročajového hluku môže minerálny odliatok dosiahnuť lokálne zníženie hladiny akustického tlaku o 20 %.
3. Tepelné vlastnosti
Odborníci odhadujú, že asi 80 % odchýlok obrábacích strojov je spôsobených tepelnými vplyvmi.Prerušenia procesu, ako sú vnútorné alebo vonkajšie zdroje tepla, predhrievanie, výmena obrobkov atď., to všetko sú príčiny tepelnej deformácie.Aby bolo možné vybrať ten najlepší materiál, je potrebné ujasniť si materiálové požiadavky.Vysoké merné teplo a nízka tepelná vodivosť umožňujú minerálnym odliatkom mať dobrú tepelnú zotrvačnosť voči prechodným teplotným vplyvom (ako je výmena obrobkov) a kolísaniu okolitej teploty.Ak sa vyžaduje rýchle predhriatie, ako je napríklad kovové lôžko, alebo ak je teplota lôžka zakázaná, možno priamo do minerálneho odliatku zaliať ohrievacie alebo chladiace zariadenia na reguláciu teploty.Použitie tohto druhu zariadenia na kompenzáciu teploty môže znížiť deformáciu spôsobenú vplyvom teploty, čo pomáha zlepšiť presnosť za rozumnú cenu.
II.Funkčné a konštrukčné požiadavky
Integrita je charakteristickým znakom, ktorý odlišuje minerálne odliatky od iných materiálov.Maximálna teplota odlievania minerálnych odliatkov je 45 °C a spolu s vysoko presnými formami a nástrojmi je možné odlievať diely a minerálne odliatky.
Pokročilé techniky prelievania možno použiť aj na polotovary z minerálneho odliatku, výsledkom čoho je presná montáž a povrchy koľajníc, ktoré nevyžadujú opracovanie.Ako iné základné materiály, aj minerálne odliatky podliehajú špecifickým konštrukčným pravidlám.Hrúbka steny, nosné príslušenstvo, rebrové vložky, spôsoby nakladania a vykladania, to všetko sa do určitej miery líši od iných materiálov a je potrebné ich vopred zvážiť pri projektovaní.
III.Požiadavky na náklady
Aj keď je dôležité zvážiť z technického hľadiska, nákladová efektívnosť čoraz viac ukazuje svoj význam.Použitie minerálnych odliatkov umožňuje inžinierom ušetriť značné výrobné a prevádzkové náklady.Okrem šetrenia nákladov na obrábanie, odlievanie, konečná montáž a zvyšujúce sa náklady na logistiku (skladovanie a doprava) sa primerane znížia.Vzhľadom na vysokú úroveň funkcie minerálnych odliatkov je potrebné naň nazerať ako na celý projekt.V skutočnosti je rozumnejšie urobiť porovnanie cien, keď je základňa nainštalovaná alebo predinštalovaná.Relatívne vysoké počiatočné náklady sú náklady na minerálne odlievacie formy a nástroje, ale tieto náklady sa môžu pri dlhodobom používaní zriediť (500-1000 kusov/oceľová forma) a ročná spotreba je asi 10-15 kusov.
IV.Rozsah použitia
Ako konštrukčný materiál minerálne odliatky neustále nahrádzajú tradičné konštrukčné materiály a kľúčom k ich rýchlemu rozvoju je minerálne odlievanie, formy a stabilné spojovacie štruktúry.V súčasnosti sa minerálne odliatky široko používajú v mnohých oblastiach obrábacích strojov, ako sú brúsky a vysokorýchlostné obrábanie.Výrobcovia brúsok boli priekopníkmi v sektore obrábacích strojov využívajúcich minerálne odliatky pre lôžka strojov.Napríklad svetovo uznávané spoločnosti ako ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude atď. vždy ťažili z tlmenia, tepelnej zotrvačnosti a celistvosti minerálnych odliatkov na dosiahnutie vysokej presnosti a vynikajúcej kvality povrchu v procese brúsenia. .
So stále rastúcim dynamickým zaťažením sú minerálne odliatky čoraz viac uprednostňované aj poprednými svetovými spoločnosťami v oblasti nástrojových brúsok.Minerálne odlievacie lôžko má vynikajúcu tuhosť a dokáže dobre eliminovať silu spôsobenú zrýchlením lineárneho motora.Zároveň organická kombinácia dobrého výkonu pohlcovania vibrácií a lineárneho motora môže výrazne zlepšiť kvalitu povrchu obrobku a životnosť brúsneho kotúča.
Čo sa týka jedinej časti.Do 10 000 mm dĺžky je pre nás jednoduché.
Aká je minimálna hrúbka steny?
Vo všeobecnosti by minimálna hrúbka časti základne stroja mala byť aspoň 60 mm.Tenšie profily (napr. s hrúbkou 10 mm) môžu byť odlievané s jemným kamenivom a zložením.
Miera zmrštenia po naliatí je asi 0,1-0,3 mm na 1000 mm.Keď sa vyžadujú presnejšie mechanické diely na odlievanie minerálov, tolerancie sa dajú dosiahnuť sekundárnym cnc brúsením, ručným lapovaním alebo inými procesmi obrábania.
Náš minerálny odlievací materiál si vyberá prírodnú žulu Jinan Black.Väčšina firiem si v stavebníctve vyberá len normálnu prírodnú žulu alebo normálny kameň.
· Suroviny: s unikátnymi časticami Jinan Black Granite (tiež nazývanými žula „JinanQing“) ako kamenivo, ktoré je svetovo známe svojou vysokou pevnosťou, vysokou tuhosťou a vysokou odolnosťou proti opotrebovaniu;
· Vzorec: s jedinečnými vystuženými epoxidovými živicami a prísadami, rôzne zložky používajúce rôzne formulácie na zabezpečenie optimálneho komplexného výkonu;
· Mechanické vlastnosti: absorpcia vibrácií je asi 10-krát vyššia ako u liatiny, dobré statické a dynamické vlastnosti;
· Fyzikálne vlastnosti: hustota je asi 1/3 liatiny, vyššia tepelná bariéra ako kovy, nie je hygroskopická, dobrá tepelná stabilita;
· Chemické vlastnosti: vyššia odolnosť proti korózii ako kovy, šetrné k životnému prostrediu;
· Rozmerová presnosť: lineárna kontrakcia po odliatí je asi 0,1-0,3㎜/m, extrémne vysoká presnosť tvaru a počítadla vo všetkých rovinách;
· Konštrukčná integrita: možno odlievať veľmi zložitú štruktúru, zatiaľ čo použitie prírodnej žuly zvyčajne vyžaduje montáž, spájanie a lepenie;
· Pomalá tepelná reakcia: na krátkodobé zmeny teploty reaguje oveľa pomalšie a oveľa menej;
· Vložené vložky: upevňovacie prvky, rúrky, káble a komory môžu byť vložené do konštrukcie, vložky materiálov vrátane kovu, kameňa, keramiky a plastu atď.