Az epoxi gránit, más néven szintetikus gránit, epoxi és gránit keveréke, amelyet általában szerszámgépek alapjainak alternatív anyagaként használnak. Az epoxi gránitot öntöttvas és acél helyett használják a jobb rezgéscsillapítás, a hosszabb szerszámélettartam és az alacsonyabb összeszerelési költségek érdekében.
Szerszámgép alap
A szerszámgépek és más nagy pontosságú gépek statikus és dinamikus teljesítményükhöz az alapanyag nagy merevségére, hosszú távú stabilitására és kiváló csillapítási tulajdonságaira támaszkodnak. Ezeknek a szerkezeteknek a legszélesebb körben használt anyagai az öntöttvas, a hegesztett acélszerkezetek és a természetes gránit. A hosszú távú stabilitás hiánya és a nagyon gyenge csillapítási tulajdonságok miatt az acélszerkezeteket ritkán használják ott, ahol nagy pontosságra van szükség. A jó minőségű, feszültségmentesített és lágyított öntöttvas méretstabilitást biztosít a szerkezetnek, és összetett formákra önthető, de az öntés utáni precíziós felületek kialakításához drága megmunkálási folyamat szükséges.
Egyre nehezebb jó minőségű természetes gránitot találni, pedig nagyobb a csillapítóképessége, mint az öntöttvasnak. Az öntöttvashoz hasonlóan a természetes gránit megmunkálása is munkaigényes és költséges.
A precíziós gránitöntvényeket gránitaggregátumok (amelyeket összetörnek, mosnak és szárítanak) epoxigyanta rendszerrel való keverésével állítják elő szobahőmérsékleten (azaz hideg kikeményedési eljárással). Kvarcagregátum-töltőanyag is használható a keverékben. A formázási folyamat során a vibrációs tömörítés szorosan összenyomja az adalékanyagot.
Menetes betétek, acéllemezek és hűtőfolyadék-csövek önthetők az öntési folyamat során. A még nagyobb sokoldalúság elérése érdekében a lineáris sínek, a köszörült csúszópályák és a motortartók replikálhatók vagy beönthetők, így kiküszöbölhető az öntés utáni megmunkálás. Az öntvény felületi minősége ugyanolyan jó, mint a forma felülete.
Előnyök és hátrányok
Előnyök közé tartozik:
■ Rezgéscsillapítás.
■ Rugalmasság: egyedi lineáris sínek, hidraulikafolyadék-tartályok, menetes betétek, vágófolyadék és csővezetékek mind integrálhatók a polimer alapba.
■ A betétek stb. beépítése jelentősen csökkenti a kész öntvény megmunkálását.
■ Az összeszerelési idő csökken, mivel több alkatrészt egyetlen öntvénybe építenek be.
■ Nem igényel egyenletes falvastagságot, ami nagyobb tervezési rugalmasságot biztosít az alapozáshoz.
■ Kémiai ellenállás a leggyakoribb oldószerekkel, savakkal, lúgokkal és vágófolyadékokkal szemben.
■ Nem igényel festést.
■A kompozit sűrűsége megközelítőleg megegyezik az alumíniuméval (de a darabok vastagabbak az azonos szilárdság eléréséhez).
■ A kompozit polimer beton öntési folyamata sokkal kevesebb energiát igényel, mint a fémöntvényeké. A polimer öntött gyanták előállítása nagyon kevés energiát igényel, és az öntési folyamat szobahőmérsékleten történik.
Az epoxi gránit anyag belső csillapítási tényezője akár tízszer jobb, mint az öntöttvasé, akár háromszor jobb, mint a természetes gránité, és akár harmincszor jobb, mint az acélszerkezeté. Nem befolyásolja a hűtőfolyadék, kiváló hosszú távú stabilitással, jobb hőstabilitással, nagy torziós és dinamikus merevséggel, kiváló zajelnyeléssel és elhanyagolható belső feszültségekkel rendelkezik.
A hátrányok közé tartozik az alacsony szilárdság vékony szakaszokban (kevesebb, mint 25 mm), az alacsony szakítószilárdság és az alacsony ütésállóság.
Bevezetés az ásványi öntőkeretekhez
Az ásványöntés az egyik leghatékonyabb, legmodernebb építőanyag. A precíziós gépek gyártói úttörő szerepet játszottak az ásványöntés alkalmazásában. Napjainkban egyre nagyobb számban alkalmazzák CNC marógépeken, fúrógépeken, köszörűkön és szikraforgácsoló gépeken, és az előnyök nem korlátozódnak a nagy sebességű gépekre.
Az ásványi öntvények, más néven epoxi gránitanyagok, ásványi töltőanyagokból, például kavicsból, kvarchomokból, jéglisztből és kötőanyagokból állnak. Az anyagot pontos előírások szerint keverik össze, és hidegen öntik a formákba. A szilárd alap a siker alapja!
A legmodernebb szerszámgépeknek egyre gyorsabban kell működniük, és nagyobb pontosságot kell biztosítaniuk, mint valaha. A nagy menetsebesség és a nehéz megmunkálás azonban nemkívánatos rezgéseket okoz a gépvázban. Ezek a rezgések negatív hatással vannak az alkatrész felületére, és lerövidítik a szerszám élettartamát. Az ásványöntvényből készült keretek gyorsan csökkentik a rezgéseket – körülbelül hatszor gyorsabban, mint az öntöttvas keretek és tízszer gyorsabban, mint az acélkeretek.
Az ásványi öntőágyas szerszámgépek, mint például a marógépek és a köszörűk, lényegesen pontosabbak és jobb felületi minőséget érnek el. Ezenkívül jelentősen csökken a szerszámkopás és megnő az élettartam.
A kompozit ásványi (epoxi gránit) öntőkeret számos előnnyel jár:
- Alakítás és szilárdság: Az ásványöntési eljárás kivételes szabadságot biztosít az alkatrészek alakja tekintetében. Az anyag és az eljárás sajátos jellemzői viszonylag nagy szilárdságot és jelentősen kisebb súlyt eredményeznek.
- Infrastruktúra integrációja: Az ásványöntési eljárás lehetővé teszi a szerkezet és a kiegészítő alkatrészek, például a vezetősínek, menetes betétek és a közművek csatlakozásainak egyszerű integrálását a tényleges öntési folyamat során.
- Komplex gépszerkezetek gyártása: Ami a hagyományos eljárásokkal elképzelhetetlen lenne, az ásványöntéssel lehetségessé válik: Több alkatrész ragasztott kötések segítségével összetett szerkezetekké szerelhető össze.
- Gazdaságos méretpontosság: Az ásványi öntvények sok esetben a végső méretekre önthetők, mivel edzés közben gyakorlatilag nem történik összehúzódás. Ezáltal a további költséges kidolgozási folyamatok kiküszöbölhetők.
- Precízió: További csiszolási, alakítási vagy marási műveletekkel nagy pontosságú referencia- vagy támasztófelületeket lehet elérni. Ennek eredményeként számos gépkoncepció elegánsan és hatékonyan valósítható meg.
- Jó hőstabilitás: Az ásványöntvények nagyon lassan reagálnak a hőmérséklet-változásokra, mivel a hővezető képességük lényegesen alacsonyabb, mint a fémes anyagoké. Emiatt a rövid távú hőmérséklet-változások lényegesen kisebb hatással vannak a szerszámgép méretpontosságára. A gépágy jobb hőstabilitása azt jelenti, hogy a gép teljes geometriája jobban megmarad, és ennek eredményeként a geometriai hibák minimalizálódnak.
- Nincs korrózió: Az ásványöntvényből készült alkatrészek ellenállnak az olajoknak, hűtőfolyadékoknak és más agresszív folyadékoknak.
- Nagyobb rezgéscsillapítás a hosszabb szerszámélettartamért: ásványöntvényünk akár 10-szer jobb rezgéscsillapítási értékeket ér el, mint az acél vagy az öntöttvas. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően a gépszerkezet rendkívül magas dinamikus stabilitást biztosít. Ennek előnyei a szerszámgépgyártók és a felhasználók számára egyértelműek: a megmunkált vagy köszörült alkatrészek jobb felületminősége és hosszabb szerszámélettartam, ami alacsonyabb szerszámköltségekhez vezet.
- Környezetvédelem: A gyártás során csökken a környezeti terhelés.
Ásványöntvény keret vs. öntöttvas keret
Tekintse meg alább az új ásványöntvény keretünk előnyeit a korábban használt öntöttvas kerettel szemben:
| Ásványöntvény (epoxi gránit) | Öntöttvas | |
| Csillapítás | Magas | Alacsony |
| Hőteljesítmény | Alacsony hővezető képesség és magas fajlagos hő kapacitás | Magas hővezető képesség és alacsony fajlagos hőkapacitás |
| Beágyazott alkatrészek | Korlátlan tervezés és Egy darabból álló forma és zökkenőmentes kapcsolat | Megmunkálás szükséges |
| Korrózióállóság | Extra magas | Alacsony |
| Környezeti Barátságosság | Alacsony energiafogyasztás | Magas energiafogyasztás |
Következtetés
Az ásványöntvény ideális CNC gépvázszerkezeteinkhez. Egyértelmű technológiai, gazdasági és környezeti előnyöket kínál. Az ásványöntési technológia kiváló rezgéscsillapítást, magas vegyi ellenállást és jelentős hőelőnyöket biztosít (a hőtágulás hasonló az acéléhoz). Csatlakozóelemek, kábelek, érzékelők és mérőrendszerek mind beönthetők a szerelvénybe.
Milyen előnyei vannak az ásványöntvényes gránitágyas megmunkálóközpontnak?
Az ásványi öntvények (műgránit, más néven műgyantabeton) több mint 30 éve széles körben elfogadottak a szerszámgépiparban szerkezeti anyagként.
A statisztikák szerint Európában minden tizedik szerszámgép ásványöntvényt használ ágyazatként. A nem megfelelő tapasztalat, a hiányos vagy helytelen információk azonban gyanakváshoz és előítéletekhez vezethetnek az ásványöntvényekkel szemben. Ezért új berendezések gyártásakor elemezni kell az ásványöntvények előnyeit és hátrányait, és összehasonlítani azokat más anyagokkal.
Az építőipari gépek alapja általában öntöttvasra, ásványi öntvényre (polimer és/vagy reaktív műgyanta beton), acél/hegesztett szerkezetre (fugázott/nem fugázott) és természetes kőre (például gránit) osztható. Minden anyagnak megvannak a saját jellemzői, és nincs tökéletes szerkezeti anyag. Csak az anyag előnyeinek és hátrányainak a konkrét szerkezeti követelmények szerinti vizsgálatával lehet kiválasztani az ideális szerkezeti anyagot.
A szerkezeti anyagok két fontos funkciója – az alkatrészek geometriájának, helyzetének és energiaelnyelésének garantálása –, valamint teljesítménykövetelményeket (statikus, dinamikus és hőteljesítmény), funkcionális/szerkezeti követelményeket (pontosság, súly, falvastagság, vezetősínek könnyű szerelhetősége) az anyagok beépítéséhez, a közegkeringtető rendszerhez, a logisztikához, valamint költségkövetelményeket (ár, mennyiség, elérhetőség, rendszerjellemzők) határoz meg.
I. Szerkezeti anyagok teljesítménykövetelményei
1. Statikus jellemzők
Az alap statikus tulajdonságainak mérésére általában az anyag merevsége szolgál – a minimális alakváltozás terhelés alatt, nem pedig a nagy szilárdság. Statikus rugalmas alakváltozás esetén az ásványi öntvények izotróp homogén anyagoknak tekinthetők, amelyek engedelmeskednek a Hooke-törvénynek.
Az ásványöntvények sűrűsége és rugalmassági modulusa az öntöttvasénak 1/3-a. Mivel az ásványöntvények és az öntöttvasak azonos fajlagos merevséggel rendelkeznek, azonos súly mellett a vasöntvények és az ásványöntvények merevsége azonos, az alak hatását nem figyelembe véve. Sok esetben az ásványöntvények tervezett falvastagsága általában háromszorosa a vasöntvényekének, és ez a kialakítás nem okoz problémát a termék vagy az öntvény mechanikai tulajdonságai szempontjából. Az ásványöntvények alkalmasak statikus, nyomást viselő környezetben történő munkavégzésre (pl. ágyak, tartók, oszlopok), és nem alkalmasak vékony falú és/vagy kis keretekként (pl. asztalok, raklapok, szerszámváltók, kocsik, orsótartók). A szerkezeti elemek súlyát általában az ásványöntvény-gyártók berendezései korlátozzák, és a 15 tonna feletti ásványöntvények általában ritkák.
2. Dinamikus jellemzők
Minél nagyobb a tengely forgási sebessége és/vagy gyorsulása, annál fontosabb a gép dinamikus teljesítménye. A gyors pozicionálás, a gyors szerszámcsere és a nagy sebességű előtolás folyamatosan erősíti a gép szerkezeti alkatrészeinek mechanikai rezonanciáját és dinamikus gerjesztését. Az alkatrész mérettervezésén kívül az alkatrész elhajlását, tömegeloszlását és dinamikus merevségét nagymértékben befolyásolják az anyag csillapítási tulajdonságai.
Az ásványi öntvények használata jó megoldást kínál ezekre a problémákra. Mivel tízszer jobban nyeli el a rezgéseket, mint a hagyományos öntöttvas, jelentősen csökkentheti az amplitúdót és a természetes frekvenciát.
A forgácsolási műveletek, például a forgácsolás során nagyobb pontosságot, jobb felületi minőséget és hosszabb szerszáméltartamot eredményezhet. Ugyanakkor a zajhatás tekintetében az ásványöntvények jól teljesítettek a különböző anyagokból készült alapok, sebességváltó öntvények és tartozékok összehasonlítása és ellenőrzése során nagy motorokhoz és centrifugákhoz. Az ütészaj-elemzés szerint az ásványöntvények lokálisan 20%-os hangnyomásszint-csökkenést érhetnek el.
3. Termikus tulajdonságok
A szakértők becslése szerint a szerszámgépek eltéréseinek körülbelül 80%-át hőhatások okozzák. A folyamatmegszakítások, mint például a belső vagy külső hőforrások, az előmelegítés, a munkadarabok cseréje stb. mind a hődeformáció okai. A legjobb anyag kiválasztásához tisztázni kell az anyagkövetelményeket. A magas fajhő és az alacsony hővezető képesség lehetővé teszi, hogy az ásványöntvények jó hőtehetetlenséggel rendelkezzenek az átmeneti hőmérsékleti hatásokkal (például a munkadarabok cseréjével) és a környezeti hőmérséklet-ingadozásokkal szemben. Ha gyors előmelegítésre van szükség, például egy fémágy esetében, vagy az ágy hőmérséklete tilos, fűtő- vagy hűtőberendezéseket lehet közvetlenül az ásványöntvénybe önteni a hőmérséklet szabályozása érdekében. Az ilyen típusú hőmérséklet-kompenzáló eszköz használata csökkentheti a hőmérséklet hatása által okozott deformációt, ami elfogadható költségek mellett segít javítani a pontosságot.
II. Funkcionális és szerkezeti követelmények
Az integritás egy megkülönböztető jellemző, amely megkülönbözteti az ásványöntvényeket más anyagoktól. Az ásványöntvények maximális öntési hőmérséklete 45°C, és nagy pontosságú öntőformákkal és szerszámokkal együtt az alkatrészek és az ásványöntvények együtt önthetők.
Fejlett újraöntési technikák alkalmazhatók ásványöntvények nyersdarabjain is, ami precíz rögzítést és megmunkálást nem igénylő sínfelületeket eredményez. Más alapanyagokhoz hasonlóan az ásványöntvényekre is speciális szerkezeti tervezési szabályok vonatkoznak. A falvastagság, a teherhordó tartozékok, a bordabetétek, a be- és kirakodási módszerek mind bizonyos mértékig eltérnek a többi anyagétól, és a tervezés során előre figyelembe kell venni őket.
III. Költségkövetelmények
Bár fontos a műszaki szempontok figyelembevétele, a költséghatékonyság egyre inkább megmutatkozik. Az ásványöntvények használata lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy jelentős termelési és üzemeltetési költségeket takarítsanak meg. A megmunkálási költségek megtakarítása mellett az öntés, a végső összeszerelés és a növekvő logisztikai költségek (raktározás és szállítás) is ennek megfelelően csökkennek. Tekintettel az ásványöntvények magas szintű funkciójára, egy teljes projektként kell tekinteni. Valójában ésszerűbb az ár-összehasonlítást akkor végezni, amikor az alap már be van szerelve vagy előre be van szerelve. A viszonylag magas kezdeti költség az ásványöntőformák és a szerszámok költsége, de ez a költség hosszú távú használat során (500-1000 darab/acélforma) felhígulhat, az éves fogyasztás pedig körülbelül 10-15 darab.
IV. Felhasználási kör
Szerkezeti anyagként az ásványi öntvények folyamatosan felváltják a hagyományos szerkezeti anyagokat, és gyors fejlődésük kulcsa az ásványi öntvényekben, formákban és stabil kötésszerkezetekben rejlik. Jelenleg az ásványi öntvényeket széles körben használják számos szerszámgép-területen, például köszörűgépekben és nagysebességű megmunkálásban. A köszörűgép-gyártók úttörő szerepet játszottak a szerszámgép-szektorban az ásványi öntvények gépágyakhoz való alkalmazásában. Például olyan világhírű cégek, mint az ABA z&b, a Bahmler, a Jung, a Mikrosa, a Schaudt, a Stude stb., mindig is kihasználták az ásványi öntvények csillapítását, hőtehetetlenségét és integritását, hogy nagy pontosságot és kiváló felületi minőséget érjenek el a köszörülési folyamat során.
Az egyre növekvő dinamikus terhelések miatt az ásványi öntvényeket a szerszámcsiszolók területén a világ vezető vállalatai is egyre inkább előnyben részesítik. Az ásványi öntvényágy kiváló merevséggel rendelkezik, és jól kiküszöböli a lineáris motor gyorsulása által okozott erőt. Ugyanakkor a jó rezgéselnyelő teljesítmény és a lineáris motor szerves kombinációja nagymértékben javíthatja a munkadarab felületi minőségét és a köszörűkorong élettartamát.
Ami az egyes alkatrészeket illeti. A 10000 mm-es hosszúságon belüli hosszúság könnyen megoldható számunkra.
Mi a minimális falvastagság?
Általánosságban elmondható, hogy a gépalap minimális profilvastagsága legalább 60 mm legyen. A vékonyabb profilok (pl. 10 mm vastag) finom adalékanyag-szemcsékkel és összetételekkel önthetők.
Az öntés utáni zsugorodási sebesség körülbelül 0,1-0,3 mm 1000 mm-enként. Amikor pontosabb ásványöntvény mechanikai alkatrészekre van szükség, a tűréshatárok másodlagos CNC-csiszolással, kézi leppeléssel vagy más megmunkálási eljárásokkal érhetők el.
Ásványi öntvényanyagunk a természetes Jinan fekete gránit. A legtöbb vállalat egyszerűen normál természetes gránitot vagy normál követ választ az építőiparban.
· Nyersanyagok: egyedi Jinan fekete gránit (más néven „JinanQing” gránit) szemcsékkel adalékanyagként, amely világhírű nagy szilárdságáról, nagy merevségéről és nagy kopásállóságáról;
· Formula: az egyedi, megerősített epoxigyantákkal és adalékanyagokkal, különböző összetevőkkel, eltérő formulákkal, az optimális és átfogó teljesítmény biztosítása érdekében;
· Mechanikai tulajdonságok: a rezgéscsillapítás körülbelül 10-szerese az öntöttvasnak, jó statikus és dinamikus tulajdonságokkal rendelkezik;
· Fizikai tulajdonságok: a sűrűsége az öntöttvasé körülbelül 1/3-a, jobb hőszigetelő tulajdonságokkal rendelkezik, mint a fémek, nem higroszkópos, jó hőstabilitást mutat;
· Kémiai tulajdonságok: nagyobb korrózióállóság, mint a fémeké, környezetbarát;
· Méretpontosság: az öntés utáni lineáris összehúzódás körülbelül 0,1-0,3㎜/m, rendkívül nagy alak- és ellenpontosság minden síkban;
· Szerkezeti integritás: nagyon összetett szerkezet önthető, míg a természetes gránit használata általában összeszerelést, illesztést és ragasztást igényel;
· Lassú termikus reakció: a rövid távú hőmérséklet-változásokra sokkal lassabban és sokkal kevésbé reagál;
· Beágyazott betétek: rögzítőelemek, csövek, kábelek és kamrák beágyazhatók a szerkezetbe, beilleszthetők olyan anyagokba, mint a fém, kő, kerámia és műanyag stb.