Meettechnologie voor graniet – nauwkeurig tot op de micron.
Graniet voldoet aan de eisen van moderne meettechnologie in de werktuigbouwkunde. Ervaring met de fabricage van meet- en testbanken en coördinatenmeetmachines heeft aangetoond dat graniet duidelijke voordelen biedt ten opzichte van traditionele materialen. De reden hiervoor is als volgt.
De ontwikkeling van meettechnologie in de afgelopen jaren en decennia is nog steeds boeiend. Aanvankelijk volstonden eenvoudige meetmethoden zoals meetplanken, meetbanken en testbanken, maar na verloop van tijd werden de eisen aan productkwaliteit en procesbetrouwbaarheid steeds hoger. De meetnauwkeurigheid wordt bepaald door de basisgeometrie van het gebruikte materiaal en de meetonzekerheid van de betreffende meetsonde. Meettaken worden echter steeds complexer en dynamischer, waardoor de resultaten steeds preciezer moeten worden. Dit luidt het begin in van de ruimtelijke coördinatenmetrologie.
Nauwkeurigheid betekent het minimaliseren van vooringenomenheid.
Een 3D-coördinatenmeetmachine bestaat uit een positioneringssysteem, een hogeresolutie-meetsysteem, schakel- of meetsensoren, een evaluatiesysteem en meetsoftware. Om een hoge meetnauwkeurigheid te bereiken, moet de meetafwijking tot een minimum worden beperkt.
De meetfout is het verschil tussen de waarde die het meetinstrument weergeeft en de werkelijke referentiewaarde van de geometrische grootheid (kalibratiestandaard). De lengtemeetfout E0 van moderne coördinatenmeetmachines (CMM's) is 0,3 + L/1000 µm (waarbij L de gemeten lengte is). Het ontwerp van het meetinstrument, de meetsonde, de meetmethode, het werkstuk en de gebruiker hebben een aanzienlijke invloed op de lengtemeetfout. Het mechanisch ontwerp is de beste en meest duurzame beïnvloedende factor.
Het gebruik van graniet in de metrologie is een van de belangrijke factoren die van invloed zijn op het ontwerp van meetinstrumenten. Graniet is een uitstekend materiaal voor moderne toepassingen, omdat het aan vier eisen voldoet die de resultaten nauwkeuriger maken:
1. Hoge inherente stabiliteit
Graniet is een vulkanisch gesteente dat bestaat uit drie hoofdbestanddelen: kwarts, veldspaat en mica, gevormd door de kristallisatie van gesmolten gesteente in de aardkorst.
Na duizenden jaren van "veroudering" heeft graniet een uniforme textuur en geen interne spanningen. Impala's zijn bijvoorbeeld ongeveer 1,4 miljoen jaar oud.
Graniet heeft een hoge hardheid: 6 op de schaal van Mohs en 10 op de hardheidsschaal.
2. Hoge temperatuurbestendigheid
Vergeleken met metalen materialen heeft graniet een lagere uitzettingscoëfficiënt (ongeveer 5 µm/m*K) en een lagere absolute uitzettingssnelheid (bijv. staal α = 12 µm/m*K).
De lage thermische geleidbaarheid van graniet (3 W/m*K) zorgt voor een trage reactie op temperatuurschommelingen in vergelijking met staal (42-50 W/m*K).
3. Zeer goed trillingsdempend effect
Door de uniforme structuur kent graniet geen restspanning. Dit vermindert trillingen.
4. Drie-coördinaten geleiderail met hoge precisie
Graniet, een natuursteen van harde oorsprong, wordt gebruikt als meetplaat en kan zeer goed bewerkt worden met diamantgereedschap, waardoor machineonderdelen met een hoge basisnauwkeurigheid ontstaan.
Door handmatig slijpen kan de nauwkeurigheid van de geleiderails tot op micronniveau worden geoptimaliseerd.
Tijdens het slijpen kan rekening worden gehouden met belastingafhankelijke vervormingen van het werkstuk.
Dit resulteert in een sterk gecomprimeerd oppervlak, waardoor het gebruik van luchtlagergeleidingen mogelijk is. Luchtlagergeleidingen zijn zeer nauwkeurig dankzij de hoge oppervlaktekwaliteit en de contactloze beweging van de as.
Kortom:
De inherente stabiliteit, temperatuurbestendigheid, trillingsdemping en precisie van de geleiderail zijn de vier belangrijkste eigenschappen die graniet tot een ideaal materiaal voor CMM's maken. Graniet wordt steeds vaker gebruikt bij de fabricage van meet- en testbanken, evenals in CMM's voor meetplaten, meettafels en meetapparatuur. Graniet wordt ook gebruikt in andere industrieën, zoals werktuigmachines, lasermachines en -systemen, microbewerkingsmachines, drukmachines, optische machines, assemblageautomatisering, halfgeleiderverwerking, enz., vanwege de toenemende precisie-eisen aan machines en machineonderdelen.
Geplaatst op: 18 januari 2022