Wat zijn de voordelen van het bewerkingscentrum voor het gieten van marmerbedden?
Minerale gietstukken (kunstmatig graniet, ook wel harsbeton genoemd) worden in de machinebouw al ruim 30 jaar breed geaccepteerd als constructiemateriaal.
Volgens statistieken gebruikt in Europa één op de tien gereedschapsmachines mineraal gietwerk als bed. Het gebruik van ongepaste ervaring, onvolledige of onjuiste informatie kan echter leiden tot argwaan en vooroordelen jegens mineraal gietwerk. Daarom is het bij de ontwikkeling van nieuwe apparatuur noodzakelijk om de voor- en nadelen van mineraal gietwerk te analyseren en deze te vergelijken met andere materialen.
De basis van bouwmachines wordt over het algemeen onderverdeeld in gietijzer, mineraal gietwerk (polymeer- en/of reactief harsbeton), staal/gelaste constructies (met of zonder grouting) en natuursteen (zoals graniet). Elk materiaal heeft zijn eigen kenmerken en er bestaat geen perfect constructiemateriaal. Alleen door de voor- en nadelen van het materiaal te onderzoeken op basis van de specifieke constructievereisten, kan het ideale constructiemateriaal worden geselecteerd.
De twee belangrijke functies van constructiematerialen zijn het garanderen van de geometrie, positie en energieabsorptie van componenten. Ze stellen respectievelijk eisen aan prestaties (statische, dynamische en thermische prestaties), functionele/structurele eisen (nauwkeurigheid, gewicht, wanddikte, gebruiksgemak van geleiderails) voor de installatie van materialen, mediacirculatiesysteem, logistiek) en kostenvereisten (prijs, hoeveelheid, beschikbaarheid, systeemeigenschappen).
I. Prestatie-eisen voor constructiematerialen
1. Statische kenmerken
Het criterium voor het meten van de statische eigenschappen van een basis is meestal 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 elasticiteitsmodulus van minerale gietstukken bedragen respectievelijk 1/3 van die van gietijzer. Omdat minerale gietstukken en gietijzer dezelfde specifieke stijfheid hebben bij hetzelfde gewicht, is de stijfheid van ijzeren gietstukken en minerale gietstukken hetzelfde, ongeacht de vorm. In veel gevallen is de ontwerpwanddikte van minerale gietstukken meestal drie keer zo dik als die van ijzeren gietstukken, en dit ontwerp zal geen problemen opleveren met betrekking tot de mechanische eigenschappen van het product of het gietstuk. Minerale gietstukken zijn geschikt voor gebruik in statische omgevingen die onder druk staan (bijv. bedden, steunen, kolommen) en zijn niet geschikt als dunwandige en/of kleine frames (bijv. tafels, pallets, gereedschapswisselaars, wagens, spindelsteunen). Het gewicht van constructiedelen wordt doorgaans beperkt door de apparatuur van fabrikanten van minerale gietstukken, en minerale gietstukken van meer dan 15 ton zijn over het algemeen zeldzaam.
2. Dynamische kenmerken
Hoe hoger de rotatiesnelheid en/of versnelling van de as, hoe belangrijker de dynamische prestaties van de machine zijn. Snelle positionering, snelle gereedschapswissel en hoge invoersnelheid versterken continu de mechanische resonantie en dynamische excitatie van machineonderdelen. Naast het ontwerp van de componenten worden de doorbuiging, massaverdeling en dynamische stijfheid van de componenten sterk beïnvloed door de dempende eigenschappen van het materiaal.
Het gebruik van mineraal gietwerk biedt een goede oplossing voor deze problemen. Omdat het trillingen tien keer beter absorbeert dan traditioneel gietijzer, kan het de amplitude en eigenfrequentie aanzienlijk verminderen.
Bij bewerkingen zoals machinale bewerkingen kan het zorgen voor een hogere precisie, een betere oppervlaktekwaliteit en een langere standtijd. Tegelijkertijd presteerden de minerale gietstukken ook goed op het gebied van geluidsbelasting. Dit bleek uit de vergelijking en verificatie van funderingen, transmissiegietstukken en accessoires van verschillende materialen voor grote motoren en centrifuges. Volgens de contactgeluidanalyse kan het minerale gietstuk een lokale reductie van 20% in het geluidsdrukniveau bereiken.
3. Thermische eigenschappen
Deskundigen schatten dat ongeveer 80% van de afwijkingen van gereedschapsmachines wordt veroorzaakt door thermische effecten. Procesonderbrekingen zoals interne of externe warmtebronnen, voorverwarmen, wisselende werkstukken, enz. zijn allemaal oorzaken van thermische vervorming. Om het beste materiaal te kunnen selecteren, is het noodzakelijk om de materiaalvereisten te verduidelijken. De hoge soortelijke warmte en lage thermische geleidbaarheid zorgen ervoor dat minerale gietstukken een goede thermische inertie hebben ten opzichte van tijdelijke temperatuurinvloeden (zoals wisselende werkstukken) en schommelingen in de omgevingstemperatuur. Als snelle voorverwarming vereist is, zoals bij een metalen bed, of als de bedtemperatuur verboden is, kunnen verwarmings- of koelelementen direct in het minerale gietstuk worden gegoten om de temperatuur te regelen. Het gebruik van dit soort temperatuurcompensatie kan de vervorming door temperatuurinvloeden verminderen, wat de nauwkeurigheid verbetert 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. Met behulp van uiterst precieze mallen en gereedschappen kunnen onderdelen en mineraalgietwerk samen worden gegoten.
Geavanceerde recastingtechnieken kunnen ook worden toegepast op minerale gietstukken, wat resulteert in nauwkeurige montage- en railoppervlakken die geen bewerking vereisen. Net als andere basismaterialen zijn minerale gietstukken onderworpen aan specifieke structurele ontwerpregels. Wanddikte, dragende accessoires, ribinzetstukken en laad- en losmethoden verschillen allemaal tot op zekere hoogte van andere materialen en moeten vooraf tijdens het ontwerp in overweging worden genomen.
III. Kostenvereisten
Hoewel het vanuit technisch oogpunt belangrijk is om te overwegen, wordt kosteneffectiviteit steeds belangrijker. Door gebruik te maken van minerale gietstukken kunnen ingenieurs aanzienlijke besparingen realiseren op productie- en bedrijfskosten. Naast de besparing op bewerkingskosten, worden ook de giet-, eindmontage- en stijgende logistieke kosten (opslag en transport) dienovereenkomstig verlaagd. Gezien de hoogwaardige functionaliteit van minerale gietstukken, moet het als een volledig project worden beschouwd. Het is zelfs verstandiger om een prijsvergelijking te maken wanneer de basis is geïnstalleerd of voorgeïnstalleerd. De relatief hoge initiële kosten zijn de kosten van minerale gietmallen en gereedschappen, maar deze kosten kunnen worden verlaagd bij langdurig gebruik (500-1000 stuks/stalen mal), en het jaarlijkse verbruik bedraagt ongeveer 10-15 stuks.
IV. Toepassingsgebied
Als constructiemateriaal vervangen minerale gietstukken voortdurend traditionele constructiematerialen. De sleutel tot de snelle ontwikkeling ervan ligt in minerale gietstukken, mallen en stabiele verbindingsstructuren. Momenteel worden minerale gietstukken op grote schaal gebruikt in vele bewerkingscentra, zoals slijpmachines en hogesnelheidsbewerkingen. Fabrikanten van slijpmachines zijn pioniers geweest in de gereedschapssector door minerale gietstukken te gebruiken voor machinebedden. Zo hebben wereldberoemde bedrijven zoals ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude, enz. altijd geprofiteerd van de demping, thermische inertie en integriteit van minerale gietstukken om hoge precisie en uitstekende oppervlaktekwaliteit te bereiken tijdens het slijpproces.
Met de steeds toenemende dynamische belastingen genieten minerale gietstukken ook steeds meer de voorkeur van toonaangevende bedrijven op het gebied van gereedschapsslijpmachines. Het minerale gietbed heeft een uitstekende stijfheid en kan de kracht die wordt veroorzaakt door de versnelling van de lineaire motor goed opvangen. Tegelijkertijd kan de organische combinatie van goede trillingsabsorptie en lineaire motor de oppervlaktekwaliteit van het werkstuk en de levensduur van de slijpschijf aanzienlijk verbeteren.
Geplaatst op: 18-01-2022