Na področju natančnih meritev je trikoordinatni merilni stroj osrednja oprema za nadzor kakovosti izdelkov, podstavek pa služi kot temelj za njegovo stabilno delovanje. Njegova toplotna deformacijska zmogljivost neposredno določa natančnost meritev. Granit in lito železo, kot dva glavna osnovna materiala, že dolgo pritegneta veliko pozornosti zaradi razlik v toplotni deformaciji. S tehnologijo vizualizacije in zaznavanja s termovizijskimi kamerami lahko neposredno razkrijemo bistveno razliko v toplotni stabilnosti med obema, kar zagotavlja znanstveno podlago za izbiro opreme v industriji natančne proizvodnje.
Toplotna deformacija: "Nevidni morilec", ki vpliva na natančnost trikoordinatnih meritev
Trikoordinatni merilni stroj pridobiva tridimenzionalne podatke s stikom sonde z merjenim predmetom. Vsaka toplotna deformacija podlage povzroči premik merilne reference. V industrijskem okolju lahko dejavniki, kot so nastajanje toplote med delovanjem opreme in nihanja temperature okolja, povzročijo toplotno raztezanje ali krčenje podlage. Že rahla toplotna deformacija lahko povzroči odstopanja položaja merilne sonde, kar sčasoma privede do merilnih napak. V panogah z izjemno visokimi zahtevami glede natančnosti, kot sta vesoljska in vesoljska industrija ter polprevodniki, lahko napake, ki jih povzroča toplotna deformacija, povzročijo razpad izdelka ali poslabšanje delovanja. Zato je toplotna stabilnost podlage ključnega pomena.
Termovizijska kamera: Vizualizira razlike v toplotni deformaciji
Termovizijske kamere lahko pretvorijo porazdelitev temperature na površini predmeta v vizualne slike. Z analizo temperaturnih sprememb na različnih območjih lahko vizualno predstavijo stanje toplotne deformacije. V poskusu smo izbrali granitne in litoželezne trikoordinatne merilne podlage z enakimi specifikacijami, simulirali nastajanje toplote med delovanjem opreme v istem okolju in s termovizijsko kamero zabeležili temperaturne spremembe in procese toplotne deformacije obeh.
Litoželezna osnova: znatna toplotna deformacija in zaskrbljujoča stabilnost
Termovizijska slika kaže, da je po 30 minutah delovanja litoželeznega podstavka opaziti znatno neenakomerno porazdelitev površinske temperature. Zaradi neenakomerne toplotne prevodnosti litega železa se temperatura v lokalnem območju podstavka hitro dvigne, razlika med najvišjo in najnižjo temperaturo pa lahko doseže 8–10 ℃. Pod vplivom toplotnih obremenitev litoželezni podstavek doživi drobne deformacije, vidne s prostim očesom. Visoko natančna merilna oprema je zaznala, da je sprememba njegove linearne velikosti dosegla 0,02–0,03 mm. Ta deformacija povzroči, da se merilna napaka poveča na ±5 μm, kar resno vpliva na natančnost meritev. Poleg tega se po prenehanju delovanja litoželeznega podstavka toplota počasi odvaja in traja od 1 do 2 uri, da se vrne v začetno stanje, kar močno omejuje neprekinjeno delovanje opreme.
Granitna podlaga: Odlična toplotna stabilnost zagotavlja natančnost meritev
V ostrem nasprotju s tem granitna podlaga kaže odlično toplotno stabilnost med delovanjem. Termovizijske slike kažejo, da je porazdelitev temperature na površini enakomerna. Po eni uri delovanja je največja temperaturna razlika na površini podlage le 1-2 ℃. To je posledica izjemno nizkega koeficienta toplotnega raztezanja granita (5-7 × 10⁻⁶/℃) in njegove odlične enakomernosti toplotne prevodnosti. Po testiranju je linearna dimenzijska sprememba granitne podlage pri enakih delovnih pogojih manjša od 0,005 mm, napako merjenja pa je mogoče nadzorovati v območju ±1 μm. Tudi po dolgotrajnem neprekinjenem delovanju granitna podlaga še vedno ohranja stabilno obliko, po prekinitvi delovanja pa se temperatura hitro vrne v stabilno stanje, kar zagotavlja zanesljivo referenco za naslednjo meritev.
Z intuitivno predstavitvijo in primerjavo podatkov termovizijske kamere je prednost granita pri toplotni stabilnosti očitna. Za proizvodna podjetja, ki si prizadevajo za visoko natančne meritve, lahko izbira trikoordinatnega merilnega stroja z granitnim podnožjem učinkovito zmanjša merilne napake, ki jih povzroča toplotna deformacija, ter izboljša natančnost in učinkovitost pregleda izdelkov. Ker se proizvodna industrija premika k visoki natančnosti in inteligenci, bodo granitna podnožja z izjemno toplotno stabilnostjo zagotovo postala prednostni material za trikoordinatne merilne stroje in še bolj natančno opremo, kar bo raven nadzora kakovosti v industriji dvignilo na novo višino.
Čas objave: 13. maj 2025