Wat zijn de voordelen van het marmerbedbewerkingscentrum voor mineraalgieten?
Minerale gietsels (kunstmatig graniet, ook wel harsbeton genoemd) worden al meer dan 30 jaar algemeen geaccepteerd als constructiemateriaal in de machinegereedschapsindustrie.
Volgens statistieken gebruikt in Europa één op de tien werktuigmachines mineraalgietwerk als basis. Het gebruik van onjuiste of onvolledige informatie kan echter leiden tot wantrouwen en vooroordelen jegens mineraalgietwerk. Daarom is het bij de ontwikkeling van nieuwe machines noodzakelijk om de voor- en nadelen van mineraalgietwerk te analyseren en te vergelijken met andere materialen.
De basis van bouwmachines wordt over het algemeen onderverdeeld in gietijzer, mineraalbeton (polymeer en/of reactief harsbeton), staal/gelaste constructie (met of zonder voegmortel) en natuursteen (zoals graniet). Elk materiaal heeft zijn eigen eigenschappen en er bestaat geen perfect constructiemateriaal. Alleen door de voor- en nadelen van het materiaal af te wegen tegen de specifieke constructie-eisen, kan het ideale constructiemateriaal worden gekozen.
De twee belangrijkste functies van constructiematerialen – het garanderen van de geometrie, de positionering en de energieabsorptie van componenten – stellen eisen aan de prestaties (statische, dynamische en thermische prestaties), functionele/structurele eisen (nauwkeurigheid, gewicht, wanddikte, gebruiksgemak van geleiderails) voor materiaalinstallatie, mediacirculatiesysteem, logistiek) en kosteneisen (prijs, hoeveelheid, beschikbaarheid, systeemkenmerken).
I. Prestatie-eisen voor constructiematerialen
1. Statische kenmerken
Het criterium voor het meten van de statische eigenschappen van een basismateriaal is doorgaans de stijfheid van het materiaal – minimale vervorming onder belasting – in plaats van hoge sterkte. Voor statische elastische vervorming kunnen minerale gietstukken worden beschouwd als isotrope homogene materialen die voldoen aan de wet van Hooke.
De dichtheid en de elasticiteitsmodulus van mineraalgietwerk zijn respectievelijk 1/3 van die van gietijzer. Omdat mineraalgietwerk en gietijzer dezelfde soortelijke stijfheid hebben bij hetzelfde gewicht, is de stijfheid van ijzergietwerk en mineraalgietwerk gelijk, ongeacht de invloed van de vorm. In veel gevallen is de ontwerpwanddikte van mineraalgietwerk doorgaans drie keer zo groot als die van ijzergietwerk, en dit ontwerp levert geen problemen op met betrekking tot de mechanische eigenschappen van het product of gietstuk. Mineraalgietwerk is geschikt voor gebruik in statische omgevingen onder druk (bijv. bedden, steunen, kolommen) en is niet geschikt voor dunwandige en/of kleine constructies (bijv. tafels, pallets, gereedschapswisselaars, wagens, spindelsteunen). Het gewicht van constructieonderdelen wordt meestal beperkt door de apparatuur van de fabrikanten van mineraalgietwerk, en mineraalgietwerkproducten van meer dan 15 ton zijn over het algemeen zeldzaam.
2. Dynamische kenmerken
Hoe hoger de rotatiesnelheid en/of acceleratie van de as, hoe belangrijker de dynamische prestaties van de machine zijn. Snelle positionering, snelle gereedschapswisseling en hoge aanvoersnelheden versterken voortdurend de mechanische resonantie en dynamische trillingen van de machineonderdelen. Naast het dimensionaal ontwerp van het onderdeel worden de doorbuiging, massaverdeling en dynamische stijfheid van het onderdeel sterk beïnvloed door de dempingseigenschappen van het materiaal.
Het gebruik van mineraalgietwerk biedt een goede oplossing voor deze problemen. Omdat het trillingen tien keer beter absorbeert dan traditioneel gietijzer, kan het de amplitude en de eigenfrequentie aanzienlijk verlagen.
Bij bewerkingsprocessen zoals verspanen kan het een hogere precisie, een betere oppervlaktekwaliteit en een langere levensduur van het gereedschap opleveren. Tegelijkertijd presteren de mineraalgietstukken ook goed op het gebied van geluidsreductie, zoals blijkt uit vergelijkingen en verificaties met basis-, transmissie- en accessoireonderdelen van verschillende materialen voor grote motoren en centrifuges. Volgens de impactgeluidsanalyse kan het mineraalgietstuk een lokale reductie van 20% in het geluidsdrukniveau bereiken.
3. Thermische eigenschappen
Experts schatten dat ongeveer 80% van de afwijkingen in werktuigmachines wordt veroorzaakt door thermische effecten. Procesonderbrekingen zoals interne of externe warmtebronnen, voorverwarming, het wisselen van werkstukken, enzovoort, zijn allemaal oorzaken van thermische vervorming. Om het beste materiaal te kunnen selecteren, is het noodzakelijk om de materiaaleisen te verduidelijken. De hoge soortelijke warmte en lage thermische geleidbaarheid zorgen ervoor dat mineraalgietwerk een goede thermische inertie heeft ten opzichte van tijdelijke temperatuurinvloeden (zoals het wisselen van werkstukken) en schommelingen in de omgevingstemperatuur. Als snelle voorverwarming vereist is, zoals bij een metalen bed, of als de bedtemperatuur niet is toegestaan, kunnen verwarmings- of koelvoorzieningen direct in het mineraalgietwerk worden gegoten om de temperatuur te regelen. Het gebruik van dergelijke temperatuurcompensatievoorzieningen kan de vervorming als gevolg van temperatuurinvloeden verminderen, wat bijdraagt aan een verbeterde nauwkeurigheid tegen redelijke kosten.
II. Functionele en structurele eisen
Integriteit is een onderscheidend kenmerk dat mineraalgietwerk onderscheidt van andere materialen. De maximale giettemperatuur voor mineraalgietwerk is 45 °C, en in combinatie met zeer nauwkeurige mallen en gereedschappen kunnen onderdelen en mineraalgietwerk tegelijkertijd worden gegoten.
Geavanceerde hergiettechnieken kunnen ook worden toegepast op gietstukken van mineraalmetaal, wat resulteert in nauwkeurige montage- en railoppervlakken die geen nabewerking vereisen. Net als andere basismaterialen zijn gietstukken van mineraalmetaal onderworpen aan specifieke constructievoorschriften. Wanddikte, dragende accessoires, rib-inzetstukken en laad- en losmethoden verschillen tot op zekere hoogte van die van andere materialen en moeten vooraf in het ontwerp worden meegenomen.
III. Kostenvereisten
Hoewel technische overwegingen belangrijk zijn, wint kosteneffectiviteit steeds meer aan belang. Het gebruik van mineraalgietwerk stelt ingenieurs in staat aanzienlijke productie- en operationele kosten te besparen. Naast besparingen op bewerkingskosten worden ook de kosten voor gieten, eindmontage en toenemende logistieke kosten (opslag en transport) verlaagd. Gezien de geavanceerde functie van mineraalgietwerk, moet het als een integraal project worden beschouwd. Het is zelfs verstandiger om een prijsvergelijking te maken wanneer de basis is geïnstalleerd of voorgeïnstalleerd. De relatief hoge initiële kosten bestaan uit de kosten van de gietvormen en gereedschappen, maar deze kosten kunnen op de lange termijn worden terugverdiend (500-1000 stuks per stalen gietvorm), en het jaarlijkse verbruik bedraagt ongeveer 10-15 stuks.
IV. Toepassingsgebied
Als constructiemateriaal vervangen mineraalgietwerk steeds vaker traditionele constructiematerialen. De sleutel tot de snelle ontwikkeling ligt in het mineraalgieten, de mallen en de stabiele verbindingsstructuren. Tegenwoordig wordt mineraalgietwerk veelvuldig gebruikt in diverse machinegereedschapstoepassingen, zoals slijpmachines en hogesnelheidsbewerkingen. Fabrikanten van slijpmachines zijn pioniers in de machinegereedschapssector door mineraalgietwerk te gebruiken voor machinebedden. Wereldberoemde bedrijven zoals ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude, enz. profiteren bijvoorbeeld al jaren van de demping, thermische inertie en integriteit van mineraalgietwerk om een hoge precisie en uitstekende oppervlaktekwaliteit te bereiken tijdens het slijpproces.
Door de steeds toenemende dynamische belastingen worden mineraalgietwerkonderdelen steeds vaker gebruikt door toonaangevende bedrijven in de gereedschapsslijpsector. Het mineraalgietwerk heeft een uitstekende stijfheid en kan de krachten die ontstaan door de acceleratie van de lineaire motor goed absorberen. Tegelijkertijd kan de organische combinatie van goede trillingsdemping en lineaire motor de oppervlaktekwaliteit van het werkstuk en de levensduur van de slijpschijf aanzienlijk verbeteren.
Geplaatst op: 18 januari 2022