Epoxidová žula, také známá jako syntetická žula, je směs epoxidu a žuly běžně používaná jako alternativní materiál pro základny obráběcích strojů.Místo litiny a oceli se používá epoxidová žula pro lepší tlumení vibrací, delší životnost nástroje a nižší náklady na montáž.
Základna obráběcího stroje
Obráběcí stroje a další vysoce přesné stroje se pro svůj statický a dynamický výkon spoléhají na vysokou tuhost, dlouhodobou stabilitu a vynikající tlumicí vlastnosti základního materiálu.Nejpoužívanějšími materiály pro tyto konstrukce jsou litina, svařované ocelové výrobky a přírodní žula.Kvůli nedostatečné dlouhodobé stabilitě a velmi špatným tlumicím vlastnostem se ocelové konstrukce zřídka používají tam, kde je vyžadována vysoká přesnost.Kvalitní litina, která je zbavena pnutí a žíhá, dodá struktuře rozměrovou stabilitu a lze ji odlévat do složitých tvarů, ale vyžaduje nákladný proces obrábění pro vytvoření přesných povrchů po odlití.
Kvalitní přírodní žula je stále obtížnější najít, ale má vyšší tlumicí schopnost než litina.Opět, stejně jako u litiny, je obrábění přírodní žuly pracné a drahé.
Přesné žulové odlitky se vyrábějí smícháním žulových agregátů (které se drtí, promývají a suší) se systémem epoxidové pryskyřice při teplotě okolí (tj. proces vytvrzování za studena).V kompozici lze také použít křemenné kameninové plnivo.Vibrační zhutňování během lisovacího procesu pevně sbalí kamenivo dohromady.
Závitové vložky, ocelové desky a chladicí trubky mohou být zality během procesu odlévání.Pro dosažení ještě vyššího stupně všestrannosti lze lineární kolejnice, zemní kluzné dráhy a držáky motoru replikovat nebo zalévat, čímž se eliminuje potřeba jakéhokoli dodatečného obrábění.Povrchová úprava odlitku je stejně dobrá jako povrch formy.
Výhody a nevýhody
Mezi výhody patří:
■ Tlumení vibrací.
■ Flexibilita: do polymerové základny lze integrovat vlastní lineární cesty, nádrže na hydraulickou kapalinu, závitové vložky, řeznou kapalinu a potrubní vedení.
■ Začlenění břitových destiček atd. umožňuje značně redukovat obrábění hotového odlitku.
■ Doba montáže je zkrácena začleněním více součástí do jednoho odlitku.
■ Nevyžaduje jednotnou tloušťku stěny, což umožňuje větší flexibilitu návrhu vaší základny.
■ Chemická odolnost vůči většině běžných rozpouštědel, kyselin, zásad a řezných kapalin.
■ Nevyžaduje lakování.
■Kompozit má hustotu přibližně stejnou jako hliník (ale kusy jsou tlustší, aby bylo dosaženo ekvivalentní pevnosti).
■ Proces odlévání kompozitního polymerbetonu spotřebuje mnohem méně energie než kovové odlitky.Polymerní lité pryskyřice využívají k výrobě velmi málo energie a proces odlévání se provádí při pokojové teplotě.
Epoxidová žula má vnitřní tlumicí faktor až desetkrát lepší než litina, až třikrát lepší než přírodní žula a až třicetkrát lepší než ocelová konstrukce.Není ovlivněn chladicími kapalinami, má vynikající dlouhodobou stabilitu, zlepšenou tepelnou stabilitu, vysokou torzní a dynamickou tuhost, vynikající absorpci hluku a zanedbatelné vnitřní pnutí.
Nevýhody zahrnují nízkou pevnost v tenkých částech (méně než 25 mm), nízkou pevnost v tahu a nízkou odolnost proti nárazům.
Úvod do minerálních odlévacích rámů
Minerální lití je jedním z nejúčinnějších moderních stavebních materiálů.Výrobci přesných strojů patřili k průkopníkům ve využití minerálního lití.V dnešní době je jeho využití u CNC frézek, vrtaček, brusek a elektroerozivních strojů na vzestupu a výhody se neomezují pouze na vysokorychlostní stroje.
Minerální odlitek, také označovaný jako epoxidový granitový materiál, se skládá z minerálních plniv, jako je štěrk, křemičitý písek, ledová moučka a pojiva.Materiál se míchá podle přesných specifikací a za studena se nalévá do forem.Pevný základ je základ úspěchu!
Nejmodernější obráběcí stroje musí běžet stále rychleji a poskytovat větší přesnost než kdy jindy.Vysoké pojezdové rychlosti a těžké obrábění však způsobují nežádoucí vibrace rámu stroje.Tyto vibrace budou mít negativní vliv na povrch součásti a zkrátí životnost nástroje.Rámy z minerálního odlitku rychle snižují vibrace – asi 6krát rychleji než litinové rámy a 10krát rychleji než ocelové rámy.
Obráběcí stroje s minerálním licím ložem, jako jsou frézky a brusky, jsou výrazně přesnější a dosahují lepší kvality povrchu.Navíc se výrazně snižuje opotřebení nástroje a prodlužuje se životnost.
kompozitní minerální (epoxidová žula) licí rám přináší několik výhod: :
- Tvarování a pevnost: Proces minerálního lití poskytuje výjimečnou míru volnosti s ohledem na tvar součástí.Specifické vlastnosti materiálu a procesu vedou k poměrně vysoké pevnosti a výrazně nižší hmotnosti.
- Integrace infrastruktury: Proces minerálního lití umožňuje jednoduchou integraci konstrukce a dalších komponent, jako jsou vodicí vedení, závitové vložky a připojení pro služby, během vlastního procesu odlévání.
- Výroba složitých strojních konstrukcí: To, co by bylo nemyslitelné u konvenčních procesů, se stává možným s minerálním litím: Několik komponentů lze sestavit do složitých struktur pomocí lepených spojů.
- Ekonomická rozměrová přesnost: V mnoha případech jsou díly odlévané z minerálního odlitku odlévány na konečné rozměry, protože během kalení prakticky nedochází k žádnému smršťování.Díky tomu mohou být eliminovány další nákladné dokončovací procesy.
- Přesnost: Vysoce přesné referenční nebo opěrné plochy se dosahují dalším broušením, tvářením nebo frézováním.Díky tomu lze elegantně a efektivně realizovat mnoho koncepcí strojů.
- Dobrá tepelná stabilita: Minerální odlitky reagují velmi pomalu na změny teploty, protože tepelná vodivost je výrazně nižší než u kovových materiálů.Z tohoto důvodu mají krátkodobé změny teploty podstatně menší vliv na rozměrovou přesnost obráběcího stroje.Lepší tepelná stabilita lože stroje znamená, že se lépe udržuje celková geometrie stroje a v důsledku toho se minimalizují geometrické chyby.
- Žádná koroze: Minerálně lité komponenty jsou odolné proti olejům, chladicím kapalinám a jiným agresivním kapalinám.
- Větší tlumení vibrací pro delší životnost nástrojů: náš minerální odlitek dosahuje až 10x lepších hodnot tlumení vibrací než ocel nebo litina.Díky těmto vlastnostem je dosaženo extrémně vysoké dynamické stability konstrukce stroje.Výhody, které to má pro výrobce obráběcích strojů a uživatele, jsou jasné: lepší kvalita povrchové úpravy obráběných nebo broušených součástí a delší životnost nástroje vedoucí k nižším nákladům na nástroje.
- Životní prostředí: Dopad na životní prostředí během výroby je snížen.
Minerální licí rám vs litinový rám
Podívejte se níže na výhody našeho nového minerálního odlitku oproti dříve používanému litinovému rámu:
| Minerální lití (epoxidová žula) | Litina | |
| Tlumení | Vysoký | Nízký |
| Tepelný výkon | Nízká tepelná vodivost a vysoké spec.teplo kapacita | Vysoká tepelná vodivost a nízká spec.tepelná kapacita |
| Vložené díly | Neomezený design a Jednodílná forma a bezproblémové spojení | Nutné opracování |
| Odolnost proti korozi | Extra vysoká | Nízký |
| Environmentální Přívětivost | Nízká spotřeba energie | Vysoká spotřeba energie |
Závěr
Minerální lití je ideální pro rámové konstrukce našich CNC strojů.Nabízí jasné technologické, ekonomické a ekologické výhody.Technologie minerálního lití poskytuje vynikající tlumení vibrací, vysokou chemickou odolnost a výrazné tepelné výhody (tepelná roztažnost podobná jako u oceli).Do sestavy lze nalít spojovací prvky, kabely, senzory a měřicí systémy.
Jaké jsou výhody obráběcího centra žuly na minerální lití?
Minerální odlitky (umělá žula neboli pryskyřičný beton) jsou široce přijímány v průmyslu obráběcích strojů již více než 30 let jako konstrukční materiál.
Podle statistik používá v Evropě jeden z deseti obráběcích strojů jako lože minerální odlitky.Použití nevhodných zkušeností, neúplných nebo nesprávných informací však může vést k podezření a předsudkům vůči Mineral Castings.Proto je při výrobě nového zařízení nutné analyzovat výhody a nevýhody minerálních odlitků a porovnat je s jinými materiály.
Základ stavebních strojů se obecně dělí na litinu, minerální odlitky (polymerový a/nebo reaktivní pryskyřičný beton), ocelovou/svařovanou konstrukci (injektážní/neinjektážní) a přírodní kámen (např. žula).Každý materiál má své vlastní vlastnosti a neexistuje dokonalý konstrukční materiál.Pouze na základě zkoumání výhod a nevýhod materiálu podle konkrétních konstrukčních požadavků lze vybrat ideální konstrukční materiál.
Dvě důležité funkce konstrukčních materiálů – zaručují geometrii, polohu a absorpci energie komponent, respektive kladené požadavky na výkon (statický, dynamický a tepelný výkon), funkční/konstrukční požadavky (přesnost, hmotnost, tloušťka stěny, snadnost vodicích lišt) pro instalaci materiálů, systém oběhu médií, logistiku) a požadavky na náklady (cena, množství, dostupnost, charakteristiky systému).
I. Požadavky na provedení konstrukčních materiálů
1. Statické charakteristiky
Kritériem pro měření statických vlastností základny je obvykle tuhost materiálu – minimální deformace při zatížení, spíše než vysoká pevnost.Pro statickou elastickou deformaci lze minerální odlitky považovat za izotropní homogenní materiály, které se řídí Hookovým zákonem.
Hustota a modul pružnosti minerálních odlitků jsou v tomto pořadí 1/3 modulů litiny.Vzhledem k tomu, že minerální odlitky a litiny mají stejnou specifickou tuhost, při stejné hmotnosti je tuhost litinových odlitků a minerálních odlitků stejná bez ohledu na vliv tvaru.V mnoha případech je návrhová tloušťka stěny minerálních odlitků obvykle 3x větší než u litinových odlitků a toto provedení nezpůsobí žádné problémy z hlediska mechanických vlastností výrobku nebo odlitku.Minerální odlitky jsou vhodné pro práci ve statickém prostředí, které přenáší tlak (např. lůžka, podpěry, sloupy) a nejsou vhodné jako tenkostěnné a/nebo malé rámy (např. stoly, palety, měniče nástrojů, vozíky, podpěry vřeten).Hmotnost konstrukčních dílů je obvykle omezena vybavením výrobců minerálních odlitků a produkty minerálních odlitků nad 15 tun jsou obecně vzácné.
2. Dynamické charakteristiky
Čím větší je rychlost otáčení a/nebo zrychlení hřídele, tím důležitější je dynamický výkon stroje.Rychlé polohování, rychlá výměna nástroje a vysokorychlostní posuv nepřetržitě posilují mechanickou rezonanci a dynamické buzení konstrukčních částí stroje.Kromě rozměrového provedení součásti jsou průhyb, rozložení hmoty a dynamická tuhost součásti značně ovlivněny tlumícími vlastnostmi materiálu.
Použití minerálních odlitků nabízí dobré řešení těchto problémů.Protože pohlcuje vibrace 10krát lépe než tradiční litina, může výrazně snížit amplitudu a vlastní frekvenci.
Při obráběcích operacích, jako je obrábění, může přinést vyšší přesnost, lepší kvalitu povrchu a delší životnost nástroje.Zároveň si minerální odlitky vedly dobře i z hlediska hlučnosti při porovnávání a ověřování základů, odlitků převodovek a příslušenství z různých materiálů pro velké motory a odstředivky.Podle analýzy kročejového hluku může minerální odlitek dosáhnout lokálního snížení hladiny akustického tlaku o 20 %.
3. Tepelné vlastnosti
Odborníci odhadují, že asi 80 % odchylek obráběcích strojů je způsobeno tepelnými vlivy.Přerušení procesu, jako jsou vnitřní nebo vnější zdroje tepla, předehřívání, výměna obrobků atd., to vše jsou příčiny tepelné deformace.Aby bylo možné vybrat ten nejlepší materiál, je nutné ujasnit si materiálové požadavky.Vysoké měrné teplo a nízká tepelná vodivost umožňují minerálním odlitkům mít dobrou tepelnou setrvačnost vůči přechodným teplotním vlivům (jako je výměna obrobků) a kolísání okolní teploty.Je-li požadován rychlý předehřev jako u kovového lože nebo je-li teplota lože zakázána, mohou být do minerálního odlitku přímo odlita ohřívací nebo chladicí zařízení pro řízení teploty.Použití tohoto druhu zařízení pro kompenzaci teploty může snížit deformaci způsobenou vlivem teploty, což pomáhá zlepšit přesnost za rozumnou cenu.
II.Funkční a konstrukční požadavky
Integrita je charakteristický znak, který odlišuje minerální odlitky od jiných materiálů.Maximální teplota lití pro minerální odlitky je 45 °C a spolu s vysoce přesnými formami a nástroji lze díly a minerální odlitky odlévat dohromady.
Pokročilé techniky přelévání lze také použít na polotovary z minerálního odlitku, což vede k přesnému upevnění a povrchům kolejnic, které nevyžadují obrábění.Stejně jako ostatní základní materiály podléhají minerální odlitky specifickým konstrukčním pravidlům.Tloušťka stěny, nosné příslušenství, žebrové vložky, způsoby nakládání a vykládání, to vše se do určité míry liší od ostatních materiálů a je třeba je předem zvážit při návrhu.
III.Požadavky na náklady
I když je důležité uvažovat z technického hlediska, nákladová efektivita stále více ukazuje svůj význam.Použití minerálních odlitků umožňuje inženýrům ušetřit značné výrobní a provozní náklady.Kromě úspory nákladů na obrábění se odpovídajícím způsobem sníží odlévání, konečná montáž a zvyšující se náklady na logistiku (skladování a doprava).Vzhledem k vysoké funkci minerálních odlitků je třeba na něj pohlížet jako na celý projekt.Ve skutečnosti je rozumnější provést srovnání cen, když je základna nainstalovaná nebo předinstalovaná.Relativně vysoké počáteční náklady jsou náklady na minerální odlévací formy a nástroje, ale tyto náklady lze při dlouhodobém používání zředit (500-1000 kusů/ocelová forma) a roční spotřeba je asi 10-15 kusů.
IV.Rozsah použití
Minerální odlitky jako konstrukční materiál neustále nahrazují tradiční konstrukční materiály a klíč k jejich rychlému rozvoji spočívá v minerálním odlévání, formách a stabilních spojovacích strukturách.V současné době jsou minerální odlitky široce používány v mnoha oblastech obráběcích strojů, jako jsou brusky a vysokorychlostní obrábění.Výrobci brusek jsou průkopníky v sektoru obráběcích strojů využívajících minerální odlitky pro lože strojů.Například světově uznávané společnosti jako ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude atd. vždy těžily z tlumení, tepelné setrvačnosti a celistvosti minerálních odlitků k dosažení vysoké přesnosti a vynikající kvality povrchu v procesu broušení. .
Se stále rostoucím dynamickým zatížením jsou minerální odlitky stále více upřednostňovány také předními světovými společnostmi v oblasti nástrojových brusek.Minerální licí lože má vynikající tuhost a dokáže dobře eliminovat sílu způsobenou zrychlováním lineárního motoru.Zároveň může organická kombinace dobrého tlumení vibrací a lineárního motoru výrazně zlepšit kvalitu povrchu obrobku a životnost brusného kotouče.
Co se týče jednotlivé části.Do 10 000 mm délky je pro nás snadné.
Jaká je minimální tloušťka stěny?
Obecně by minimální tloušťka sekce základny stroje měla být alespoň 60 mm.Tenčí profily (např. tloušťka 10 mm) mohou být odlévány s jemným kamenivem a složením.
Míra smrštění po nalití je asi 0,1-0,3 mm na 1000 mm.Jsou-li požadovány přesnější odlévání mechanických dílů, lze tolerance dosáhnout sekundárním cnc broušením, ručním lapováním nebo jinými procesy obrábění.
Náš minerální odlévací materiál si vybírá přírodní žulu Jinan Black.Většina firem si v pozemním stavitelství vybírá jen normální přírodní žulu nebo normální kámen.
· Suroviny: s unikátní černou žulou Jinan (také nazývanou žula „JinanQing“) jako kamenivo, která je světově proslulá vysokou pevností, vysokou tuhostí a vysokou odolností proti opotřebení;
· Složení: s jedinečnými zesílenými epoxidovými pryskyřicemi a aditivy, různé složky používající různá složení k zajištění optimálního komplexního výkonu;
· Mechanické vlastnosti: absorpce vibrací je asi 10krát vyšší než u litiny, dobré statické a dynamické vlastnosti;
· Fyzikální vlastnosti: hustota je asi 1/3 litiny, vyšší tepelné bariérové vlastnosti než kovy, není hygroskopický, dobrá tepelná stabilita;
· Chemické vlastnosti: vyšší odolnost proti korozi než kovy, šetrné k životnímu prostředí;
· Rozměrová přesnost: lineární kontrakce po odlití je asi 0,1-0,3 ㎜/m, extrémně vysoká tvarová a protilehlá přesnost ve všech rovinách;
· Strukturální integrita: lze odlévat velmi složitou strukturu, zatímco použití přírodní žuly obvykle vyžaduje montáž, spojování a lepení;
· Pomalá tepelná reakce: na krátkodobé změny teploty reaguje mnohem pomaleji a mnohem méně;
· Zapuštěné vložky: upevňovací prvky, trubky, kabely a komory mohou být zapuštěny do konstrukce, vložky materiálů včetně kovu, kamene, keramiky a plastu atd.