Meettechniek voor graniet – tot op de micron nauwkeurig
Graniet voldoet aan de eisen van moderne meettechnologie in de machinebouw. Ervaring met de productie van meet- en testbanken en coördinatenmeetmachines heeft aangetoond dat graniet duidelijke voordelen heeft ten opzichte van traditionele materialen. De reden hiervoor is als volgt.
De ontwikkeling van meettechnologie in de afgelopen jaren en decennia is nog steeds spannend. Aanvankelijk volstonden eenvoudige meetmethoden zoals meetborden, meetbanken, testbanken, enz., maar in de loop der tijd werden de eisen aan productkwaliteit en procesbetrouwbaarheid steeds hoger. De meetnauwkeurigheid wordt bepaald door de basisgeometrie van de gebruikte plaat en de meetonzekerheid van de betreffende taster. Meettaken worden echter complexer en dynamischer en de resultaten moeten nauwkeuriger worden. Dit luidt de opkomst van ruimtelijke coördinatenmetrologie in.
Nauwkeurigheid betekent het minimaliseren van vooringenomenheid
Een 3D-coördinatenmeetmachine bestaat uit een positioneringssysteem, een meetsysteem met hoge resolutie, 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 door het meetinstrument weergegeven waarde en de werkelijke referentiewaarde van de geometrische grootheid (kalibratiestandaard). De lengtemeetfout E0 van moderne coördinatenmeetmachines (CMM's) bedraagt 0,3+L/1000 µm (L is de gemeten lengte). Het ontwerp van het meetinstrument, de taster, de meetstrategie, het werkstuk en de gebruiker heeft een aanzienlijke invloed op de lengtemeetafwijking. Mechanisch ontwerp is de beste en meest duurzame beïnvloedende factor.
De toepassing van graniet in de metrologie is een van de belangrijke factoren die van invloed zijn op het ontwerp van meetmachines. Graniet is een uitstekend materiaal voor moderne eisen omdat het voldoet aan vier eisen die de resultaten nauwkeuriger maken:
1. Hoge inherente stabiliteit
Graniet is een vulkanisch gesteente dat bestaat uit drie hoofdbestanddelen: kwarts, veldspaat en mica. Het gesteente ontstaat door kristallisatie van gesmolten gesteente in de aardkorst.
Na duizenden jaren van "veroudering" heeft graniet een uniforme textuur en geen interne spanning. 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 heeft graniet een lagere uitzettingscoëfficiënt (circa 5 µm/m*K) en een lagere absolute uitzettingscoëfficiënt (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 trillingsreductie-effect
Door de uniforme structuur heeft graniet geen restspanningen, wat trillingen vermindert.
4. Drie-coördinaten geleiderail met hoge precisie
Graniet, een natuurhard gesteente, wordt gebruikt als meetplaat en laat zich uitstekend bewerken met diamantgereedschappen. Hierdoor ontstaan machineonderdelen met een hoge basisnauwkeurigheid.
Door handmatig te slijpen kan de nauwkeurigheid van de geleiderails tot op micronniveau worden geoptimaliseerd.
Bij het slijpen kan rekening worden gehouden met belastingsafhankelijke vervormingen van het onderdeel.
Dit resulteert in een sterk verdicht oppervlak, wat het gebruik van luchtlagergeleiders mogelijk maakt. Luchtlagergeleiders zijn zeer nauwkeurig dankzij de hoge oppervlaktekwaliteit en de contactloze beweging van de as.
tot slot:
De inherente stabiliteit, temperatuurbestendigheid, trillingsdemping en precisie van de geleiderail zijn de vier belangrijkste eigenschappen die graniet tot een ideaal materiaal maken voor CMM's. Graniet wordt steeds vaker gebruikt in de productie van meet- en testbanken, evenals in CMM's voor meetborden, meettafels en meetapparatuur. Graniet wordt ook gebruikt in andere industrieën, zoals gereedschapsmachines, lasermachines en -systemen, microbewerkingsmachines, drukmachines, optische machines, assemblageautomatisering, halfgeleiderverwerking, enz., vanwege de toenemende precisie-eisen aan machines en machineonderdelen.
Plaatsingstijd: 18-01-2022