Podstawy maszyn z granitu epoksydowego: kiedy odlew mineralny się opłaca

Czym jest granit epoksydowy, dlaczego tłumi drgania lepiej niż żeliwo, ile kosztują forma i czas wiązania oraz w jakich maszynach odlew mineralny się opłaca.

Co kilka lat producent maszyn pyta, czy podstawa nie powinna być z odlewu mineralnego zamiast z żeliwa lub stali. Odpowiedź brzmi zwykle: nie, a przypadki, w których brzmi: tak, warto znać dokładnie, bo tam, gdzie granit epoksydowy wygrywa, wygrywa zdecydowanie.

Czym naprawdę jest ten materiał

Stopniowane kruszywo mineralne, zwykle granit lub kwarc wysokiej czystości, związane żywicą epoksydową i odlewane na zimno do formy. Bez pieca, bez temperatury zalewania, bez skurczu krzepnięcia takiego rodzaju, jakim zajmuje się odlewnia.

Ten zimny proces jest źródłem większości jego zalet. Ponieważ nic nie jest gorące, wkładki stalowe, tuleje, powierzchnie pod prowadnice liniowe, gwintowane występy, a nawet kanały chłodziwa można ustawić w formie i wlać na miejscu, tak że trafiają w pozycję końcową bez operacji obróbki. Granit epoksydowy jest w ten sposób stosowany w konstrukcjach obrabiarek od dziesięcioleci.

Oznacza to też, że materiał nie ma naprężeń własnych typu spawalniczego ani odlewniczego. Nic nie jest zamknięte i nie czeka na uwolnienie przez skrawanie, co jest naprawdę innym punktem wyjścia niż w konstrukcji spawanej.

Argument tłumienia

To jest prawdziwy powód wyboru. Producenci publikują wartości tłumienia znacznie wyższe niż dla metalu przy równoważnej geometrii: BaseTek podaje, że jego kompozyt Zanite Plus zapewnia do 24 razy większe tłumienie niż stal o tej samej geometrii. Konkretny mnożnik proszę traktować jako opublikowane twierdzenie tego dostawcy dla tej receptury, a nie właściwość całej klasy materiałów, ale kierunek nie jest sporny i nie jest to mała różnica.

Żeliwo dobrze tłumi dzięki płatkom grafitu. Odlew mineralny dobrze tłumi, bo jest kompozytem sztywnych cząstek w podatnym spoiwie, z ogromną wewnętrzną powierzchnią styku zamieniającą drgania w ciepło. Na szlifierce, której zależy na jakości powierzchni, lub w ramie optycznej albo metrologicznej, gdzie liczy się czas ustalenia rzędu sekund, to jest cała stawka.

Zachowanie cieplne, szczerze

Niska przewodność cieplna i wysoka pojemność cieplna. Sprzedaje się to jako same zalety, a tak nie jest.

Zaleta jest realna: lokalne źródło ciepła, silnik wrzeciona lub przewód hydrauliczny, nie rozchodzi się po konstrukcji tak jak w żeliwie, więc maszyna nie odkształca się pod przejściowym obciążeniem nawet w przybliżeniu tak szybko.

Wada to ta sama właściwość odczytana odwrotnie. Gdy konstrukcja pochłonie ciepło, oddaje je powoli. Maszyna z odlewu mineralnego w hali z dużymi wahaniami temperatury dobowej dryfuje wolno i wolno wraca do stanu wyjściowego. Dla maszyny w pomieszczeniu z kontrolowaną temperaturą to bez znaczenia. Dla maszyny w hali bez kontroli może to oznaczać dłuższe nagrzewanie niż w maszynie żeliwnej, a nie krótsze.

Ile to Państwa kosztuje

Forma jest projektem. To najważniejszy fakt handlowy. Formę trzeba zbudować, zanim cokolwiek zostanie odlane, a zmiana geometrii oznacza zmianę formy. Nie ma odpowiednika odcięcia żebra od konstrukcji spawanej i przyspawania nowego. Proszę zamrozić projekt, zanim się Państwo zobowiążą.

Czas wiązania. Odlew musi związać, zanim będzie można go przenosić, wykończyć lub zmierzyć. To martwy czas na hali i odsuwa pierwszą sztukę znacznie dalej, niż wyceniłby zakład dla konstrukcji spawanej.

Gęstość i fracht. Materiał jest ciężki. Przy podstawie jakiejkolwiek wielkości transport jest realną pozycją kosztów, a w odróżnieniu od konstrukcji spawanej nie można go wysłać w skręcanych sekcjach i połączyć na miejscu.

Wolumen. Koszt formy musi się na czymś amortyzować. Jednostkowa podstawa z odlewu mineralnego jest niemal zawsze błędną odpowiedzią handlową, choćby argument techniczny był najlepszy.

Gdzie faktycznie wygrywa

• Ramy metrologiczne i CMM. Dominują czas ustalenia i stabilność cieplna, a nie przepustowość.
• Podstawy optyczne i laserowe. To samo rozumowanie, a ponadto materiał jest nieprzewodzący elektrycznie i niemagnetyczny, co ma znaczenie w niektórych przyrządach.
• Szlifowanie i obróbka wykańczająca. Tam, gdzie jakość powierzchni wyznacza szybkość zanikania drgań.
• Sprzęt półprzewodnikowy i medyczny. Konstrukcje niemagnetyczne, w których rama stalowa sama jest problemem.

Gdzie jest błędną odpowiedzią

• Projekt wciąż się zmienia. Proszę użyć konstrukcji spawanej.
• Jedna lub dwie sztuki. Forma się nie zamortyzuje.
• Bardzo duże gabaryty. Obsługa, koszt formy i fracht rosną niekorzystnie.
• Potrzebna jest wytrzymałość na rozciąganie w cienkim przekroju. Proszę użyć metalu.
• Mają Państwo problem ze sztywnością, a nie z tłumieniem. Większy przekrój lub lepsze użebrowanie jest tańsze.

Ten ostatni punkt łapie ludzi. Sztywność i tłumienie to różne właściwości, które ciągle się myli. Maszyna może być doskonale sztywna i mimo to drgać, a maszyna może pięknie tłumić i mimo to uginać się pod obciążeniem. Proszę ustalić, który problem Państwo mają, zanim wybiorą materiał do jego naprawy.

Tańsza opcja, którą większość producentów pomija

Zanim zobowiążą się Państwo do odlewu mineralnego, proszę wycenić konstrukcję spawaną wypełnioną: stalową konstrukcję, której przekroje skrzynkowe są wypełnione rdzeniem mineralnym lub betonowym. Zachowują Państwo krótki czas realizacji i łatwe zmiany projektu typowe dla wykonania spawanego, a odzyskują dużą część zalet tłumienia. Dla bardzo wielu maszyn to rozsądny środek i to opcja pomijana, bo nie ma własnej kategorii marketingowej.

O co pytać dostawcę odlewu mineralnego

• Uziarnienie kruszywa i system żywicy, a nie tylko nazwa handlowa.
• Harmonogram wiązania i sposób jego kontroli.
• Dokładność ustawienia wkładek w formie, bo to jest Państwa rzeczywista tolerancja.
• Opublikowane właściwości mechaniczne dla ich receptury, wraz z metodą badania.
• Co dzieje się z formą: kto jest właścicielem, gdzie jest przechowywana, ile kosztuje rewizja.

Jeśli porównują Państwo to z alternatywami, proszę zacząć od żeliwa w porównaniu ze stalą spawaną, a następnie przeczytać porównanie betonu polimerowego.

Częste pytania

← Wszystkie poradniki