V oblasti přesných strojů a měřicích zařízení, pokud jeden žulový komponent nedokáže splnit požadavky velkých nebo složitých konstrukcí, se technologie spojování stala základní metodou pro vytváření ultra-rozměrných komponentů. Klíčovou výzvou je zde dosažení bezešvého spojení a zároveň zajištění celkové přesnosti. Je nutné nejen eliminovat dopad spojovacích švů na strukturální stabilitu, ale také kontrolovat chyby spojování v rozsahu mikronů, aby byly splněny přísné požadavky zařízení na rovinnost a kolmost základny.
1. Přesné obrábění spojovacích ploch: Základ bezešvého spojení
Bezproblémové spojení žulových komponentů začíná vysoce přesným obráběním spojovacích ploch. Nejprve se spojované plochy podrobí rovinnému broušení. Několik kol broušení se provádí pomocí diamantových brusných kotoučů, které dokáží regulovat drsnost povrchu v rozmezí Ra 0,02 μm a chybu rovinnosti maximálně 3 μm/m.
U obdélníkových spojovaných komponentů se používá laserový interferometr ke kalibraci kolmosti spojovaných povrchů, čímž se zajišťuje, že úhlová chyba sousedních povrchů je menší než 5 úhlových sekund. Nejdůležitějším krokem je proces „shodného broušení“ spojovaných povrchů: dva žulové komponenty, které mají být spojovány, se spojí čelně k sobě a konvexní body na povrchu se odstraní vzájemným třením, čímž se vytvoří mikroúrovňová komplementární a konzistentní struktura. Toto „zrcadlové spojení“ může dosáhnout kontaktní plochy spojovaných povrchů více než 95 %, čímž se vytvoří jednotný kontaktní základ pro následné nanášení lepidel.
2. Výběr lepidla a proces aplikace: Klíč k pevnosti spoje
Výběr lepidel a proces jejich aplikace přímo ovlivňují pevnost spoje a dlouhodobou stabilitu spojovaných žulových komponentů. Průmyslové epoxidové pryskyřičné lepidlo je v tomto odvětví běžnou volbou. Po smíchání s tvrdidlem v určitém poměru se lepidlo umístí do vakuového prostředí, aby se odstranily vzduchové bubliny. Tento krok je zásadní, protože drobné bubliny v koloidu po vytvrzení vytvoří body koncentrace napětí, což může poškodit strukturální stabilitu.
Při nanášení lepidla se používá „metoda nanášení škrabkou“, která reguluje tloušťku vrstvy lepidla v rozmezí 0,05 mm až 0,1 mm. Pokud je vrstva příliš silná, vede k nadměrnému smrštění při vytvrzování; pokud je příliš tenká, nemůže vyplnit mikromezery na spojovaných plochách. Pro vysoce přesné spojování lze do vrstvy lepidla přidat křemenný prášek s koeficientem tepelné roztažnosti blízkým koeficientu žuly. Tím se účinně snižuje vnitřní napětí způsobené změnami teploty a zajišťuje se stabilita součástí v různých pracovních prostředích.
Proces vytvrzování probíhá postupným ohřevem: nejprve se součásti umístí na 2 hodiny do prostředí o teplotě 25 °C, poté se teplota zvýší na 60 °C rychlostí 5 °C za hodinu a po 4 hodinách tepelné úpravy se nechají přirozeně vychladnout. Tato pomalá metoda vytvrzování pomáhá snižovat hromadění vnitřního pnutí.
3. Systém polohování a kalibrace: Jádro celkového zajištění přesnosti
Pro zajištění celkové přesnosti spojovaných žulových komponentů je nezbytný profesionální systém polohování a kalibrace. Během spojování se používá „metoda tříbodového polohování“: na okraji spojované plochy jsou umístěny tři otvory pro vysoce přesné polohovací kolíky a pro počáteční polohování se používají keramické polohovací kolíky, které dokáží kontrolovat chybu polohování v rozmezí 0,01 mm.
Následně se pomocí laserového sledovacího zařízení v reálném čase sleduje celková rovinnost spojovaných součástí. Zvedáky se používají k jemnému doladění výšky součástí, dokud chyba rovinnosti není menší než 0,005 mm/m. U ultra dlouhých součástí (jako jsou vodicí základny nad 5 metrů) se horizontální kalibrace provádí po úsecích. Měřicí bod se nastaví každý metr a počítačový software se používá k přizpůsobení celkové křivky přímosti, čímž se zajistí, že odchylka celého průřezu nepřesáhne 0,01 mm.
Po kalibraci se na spoje instalují pomocné výztužné díly, jako jsou nerezové táhla nebo úhlové konzoly, aby se dále zabránilo relativnímu posunutí spojovacích ploch.
4. Úleva od stresu a léčba stárnutí: Záruka dlouhodobé stability
Odlehčení pnutí a úprava proti stárnutí jsou klíčovými prvky pro zlepšení dlouhodobé stability spojovaných žulových komponentů. Po spojování musí komponenty podstoupit přirozenou úpravu proti stárnutí. Jsou umístěny na 30 dní v prostředí s konstantní teplotou a vlhkostí, aby se vnitřní pnutí mohlo pomalu uvolňovat.
Pro scénáře s přísnými požadavky lze použít technologii vibračního stárnutí: vibrační zařízení se používá k aplikaci nízkofrekvenčních vibrací 50–100 Hz na součásti, čímž se urychluje relaxace napětí. Doba ošetření závisí na kvalitě součástí, obvykle 2–4 hodiny. Po ošetření stárnutím je třeba znovu otestovat celkovou přesnost součástí. Pokud odchylka překročí povolenou hodnotu, provede se korekce přesným broušením. Tím se zajistí, že míra přesného útlumu spojovaných žulových součástí nepřekročí 0,002 mm/m za rok při dlouhodobém používání.
Proč si vybrat řešení pro spojování žuly od ZHHIMG?
Díky této systematické technologii spojování dokáží žulové komponenty ZHHIMG nejen překonat omezení velikosti jednoho kusu materiálu, ale také si zachovat stejnou úroveň přesnosti jako integrálně zpracované komponenty. Ať už se jedná o velké přesné přístroje, těžké obráběcí stroje nebo vysoce přesné měřicí platformy, dokážeme poskytnout stabilní a spolehlivá řešení základních komponentů.
Pokud hledáte vysoce přesné, velkorozměrové žulové komponenty pro vaše průmyslové projekty, kontaktujte ještě dnes ZHHIMG. Náš profesionální tým vám poskytne řešení spojování na míru a podrobnou technickou podporu, která vám pomůže zlepšit výkon a stabilitu vašeho zařízení.
Čas zveřejnění: 27. srpna 2025