In de precisie-meetkunde is de driedimensionale meetmachine de kernapparatuur voor kwaliteitscontrole en vormt de basis de fundering voor een stabiele werking. De thermische vervormingseigenschappen van de machine bepalen direct de meetnauwkeurigheid. Graniet en gietijzer, twee veelgebruikte basismaterialen, trekken al lange tijd de aandacht vanwege hun verschillen in thermische vervorming. Met behulp van visualisatietechnologie zoals warmtebeeldcamera's kunnen we de essentiële verschillen in thermische stabiliteit tussen beide materialen direct in kaart brengen, wat een wetenschappelijke basis biedt voor de materiaalkeuze in de precisie-industrie.
Thermische vervorming: de "onzichtbare moordenaar" die de nauwkeurigheid van driedimensionale metingen beïnvloedt.
De driedimensionale meetmachine verzamelt driedimensionale gegevens door het contact van de meetsonde met het te meten object. Elke thermische vervorming van de basis zorgt ervoor dat het meetreferentiepunt verschuift. In een industriële omgeving kunnen factoren zoals warmteontwikkeling tijdens de werking van de apparatuur en schommelingen in de omgevingstemperatuur allemaal thermische uitzetting of krimp van de basis veroorzaken. Zelfs een lichte thermische vervorming kan positionele afwijkingen in de meetsonde veroorzaken, wat uiteindelijk tot meetfouten leidt. Voor industrieën met extreem hoge precisie-eisen, zoals de lucht- en ruimtevaart en de halfgeleiderindustrie, kunnen fouten als gevolg van thermische vervorming leiden tot afkeuring van producten of prestatievermindering. Daarom is de thermische stabiliteit van de basis van cruciaal belang.
Thermische camera: visualiseert de verschillen in thermische vervorming.
Thermische camera's kunnen de temperatuurverdeling op het oppervlak van een object omzetten in visuele beelden. Door de temperatuurveranderingen in verschillende gebieden te analyseren, kunnen ze de thermische vervorming visueel weergeven. In het experiment selecteerden we granieten en gietijzeren driedimensionale meetmachinebases van dezelfde specificaties, simuleerden we de warmteontwikkeling tijdens de werking van de apparatuur in dezelfde omgeving en gebruikten we een thermische camera om de temperatuurveranderingen en thermische vervormingsprocessen van beide vast te leggen.
Gietijzeren bodem: aanzienlijke thermische vervorming en zorgwekkende stabiliteit.
De thermische beeldvorming laat zien dat na 30 minuten gebruik van de gietijzeren basis een aanzienlijke ongelijkmatige temperatuurverdeling aan het oppervlak optreedt. Door de ongelijke warmtegeleiding van gietijzer stijgt de temperatuur in het lokale gebied van de basis snel, waarbij het verschil tussen de hoogste en laagste temperatuur 8-10 °C kan bedragen. Onder invloed van thermische spanning ondergaat de gietijzeren basis kleine vervormingen die met het blote oog zichtbaar zijn. Met behulp van zeer nauwkeurige meetapparatuur werd vastgesteld dat de verandering in de lineaire afmeting 0,02-0,03 mm bedroeg. Deze vervorming zou de meetfout vergroten tot ±5 μm, wat de meetnauwkeurigheid ernstig beïnvloedt. Bovendien vindt er na het stoppen van de werking van de gietijzeren basis een langzame warmteafvoer plaats, waardoor het 1 tot 2 uur kan duren voordat de basis weer in de oorspronkelijke staat is. Dit beperkt de continue werkingscapaciteit van de apparatuur aanzienlijk.
Granieten basis: Uitstekende thermische stabiliteit garandeert nauwkeurige metingen.
In scherp contrast hiermee vertoont de granieten basis een uitstekende thermische stabiliteit tijdens gebruik. Thermische beelden tonen aan dat de temperatuurverdeling aan het oppervlak uniform is. Na een uur gebruik bedraagt het maximale temperatuurverschil op het basisoppervlak slechts 1-2 ℃. Dit is te danken aan de extreem lage thermische uitzettingscoëfficiënt van graniet (5-7 × 10⁻⁶/℃) en de uitstekende uniformiteit van de warmtegeleiding. Na testen bleek de lineaire dimensionale variatie van de granieten basis onder dezelfde bedrijfsomstandigheden minder dan 0,005 mm te zijn en de meetfout kon binnen ±1 μm worden gehouden. Zelfs na langdurig continu gebruik behoudt de granieten basis een stabiele vorm en na het stoppen van het gebruik keert de temperatuur snel terug naar een stabiele toestand, wat een betrouwbare referentie vormt voor de volgende meting.
Door de intuïtieve presentatie en datavergelijking van de warmtebeeldcamera wordt het voordeel van graniet op het gebied van thermische stabiliteit duidelijk. Voor productiebedrijven die streven naar zeer nauwkeurige metingen, kan de keuze voor een driedimensionale meetmachine met een granieten basis meetfouten als gevolg van thermische vervorming effectief verminderen en de nauwkeurigheid en efficiëntie van productinspecties verbeteren. Nu de maakindustrie zich steeds meer richt op hoge precisie en intelligentie, zullen granieten bases met hun uitstekende thermische stabiliteit ongetwijfeld het voorkeursmateriaal worden voor driedimensionale meetmachines en zelfs nog nauwkeurigere apparatuur, waardoor het kwaliteitscontroleniveau in de industrie naar een nieuw niveau wordt getild.
Geplaatst op: 13 mei 2025