Kakšne so prednosti obdelovalnega centra za litje mineralov iz marmorja?
Mineralni ulitki (umetni granit, znan tudi kot smolni beton) so v industriji strojnega orodja že več kot 30 let široko sprejeti kot konstrukcijski material.
Po statističnih podatkih v Evropi vsak deseti obdelovalni stroj uporablja mineralne ulitke kot podlago. Vendar pa lahko uporaba neprimernih izkušenj, nepopolnih ali napačnih informacij vodi do suma in predsodkov do mineralnih ulitkov. Zato je pri izdelavi nove opreme treba analizirati prednosti in slabosti mineralnih ulitkov ter jih primerjati z drugimi materiali.
Osnova gradbenih strojev se običajno deli na lito železo, mineralno litje (polimerni in/ali reaktivni beton), jeklo/varjene konstrukcije (z fugiranjem/brez fugiranja) in naravni kamen (kot je granit). Vsak material ima svoje značilnosti in ni popolnega konstrukcijskega materiala. Idealen konstrukcijski material je mogoče izbrati le s preučitvijo prednosti in slabosti materiala glede na specifične konstrukcijske zahteve.
Dve pomembni funkciji konstrukcijskih materialov – zagotavljanje geometrije, položaja in absorpcije energije komponent – predstavljata zahteve glede zmogljivosti (statične, dinamične in toplotne zmogljivosti), funkcionalne/strukturne zahteve (natančnost, teža, debelina stene, enostavnost vodilnih tirnic) za vgradnjo materialov, sistem kroženja medijev, logistiko in stroškovne zahteve (cena, količina, razpoložljivost, značilnosti sistema).
I. Zahteve glede zmogljivosti konstrukcijskih materialov
1. Statične značilnosti
Kriterij za merjenje statičnih lastnosti podlage je običajno togost materiala – minimalna deformacija pod obremenitvijo in ne visoka trdnost. Pri statični elastični deformaciji lahko mineralne ulitke obravnavamo kot izotropne homogene materiale, ki upoštevajo Hookov zakon.
Gostota in elastični modul mineralnih ulitkov znašata 1/3 gostote in elastičnega modula litega železa. Ker imajo mineralni ulitki in lito železo enako specifično togost, je togost železnih ulitkov in mineralnih ulitkov pod enako težo enaka, ne da bi upoštevali vpliv oblike. V mnogih primerih je konstrukcijsko določena debelina stene mineralnih ulitkov običajno trikrat večja od konstrukcije železnih ulitkov, zato ta zasnova ne povzroča težav z mehanskimi lastnostmi izdelka ali ulitka. Mineralni ulitki so primerni za delo v statičnih okoljih, ki prenašajo pritisk (npr. postelje, nosilci, stebri) in niso primerni kot tankostenski in/ali majhni okvirji (npr. mize, palete, menjalniki orodij, vozički, nosilci vreten). Teža konstrukcijskih delov je običajno omejena z opremo proizvajalcev mineralnih ulitkov, izdelki iz mineralnih ulitkov nad 15 ton pa so na splošno redki.
2. Dinamične značilnosti
Večja kot je vrtilna hitrost in/ali pospešek gredi, pomembnejša je dinamična zmogljivost stroja. Hitro pozicioniranje, hitra menjava orodja in hitro podajanje nenehno krepijo mehansko resonanco in dinamično vzbujanje strukturnih delov stroja. Poleg dimenzijske zasnove komponente na upogib, porazdelitev mase in dinamično togost komponente močno vplivajo tudi lastnosti dušenja materiala.
Uporaba mineralnih ulitkov ponuja dobro rešitev za te težave. Ker absorbirajo vibracije 10-krat bolje kot tradicionalna litina, lahko močno zmanjšajo amplitudo in naravno frekvenco.
Pri obdelavi, kot je strojna obdelava, lahko doseže večjo natančnost, boljšo kakovost površine in daljšo življenjsko dobo orodja. Hkrati so se mineralni ulitki dobro odrezali tudi glede vpliva hrupa, in sicer s primerjavo in preverjanjem podstavkov, ulitkov menjalnikov in dodatkov iz različnih materialov za velike motorje in centrifuge. Glede na analizo udarnega zvoka lahko mineralni ulitki dosežejo lokalno zmanjšanje ravni zvočnega tlaka za 20 %.
3. Toplotne lastnosti
Strokovnjaki ocenjujejo, da približno 80 % odstopanj obdelovalnih strojev povzročajo toplotni učinki. Prekinitve procesa, kot so notranji ali zunanji viri toplote, predgrevanje, menjava obdelovancev itd., so vzroki za toplotno deformacijo. Da bi lahko izbrali najboljši material, je treba razjasniti zahteve glede materiala. Visoka specifična toplota in nizka toplotna prevodnost omogočata mineralnim ulitkom dobro toplotno vztrajnost pri prehodnih temperaturnih vplivih (kot je menjava obdelovancev) in nihanjih temperature okolice. Če je potrebno hitro predgrevanje, kot je kovinska postelja, ali če je temperatura postelje prepovedana, se lahko v mineralno ulitko neposredno vlijejo grelne ali hladilne naprave za nadzor temperature. Uporaba te vrste naprave za kompenzacijo temperature lahko zmanjša deformacijo, ki jo povzroča vpliv temperature, kar pomaga izboljšati natančnost po razumni ceni.
II. Funkcionalne in strukturne zahteve
Celovitost je značilnost, ki mineralne ulitke loči od drugih materialov. Najvišja temperatura litja mineralnih ulitkov je 45 °C, skupaj z visoko natančnimi kalupi in orodjem pa je mogoče dele in mineralne ulitke ulivati skupaj.
Napredne tehnike ponovnega ulivanja se lahko uporabljajo tudi pri mineralnih ulitkih, kar omogoča natančno pritrditev in površine tirnic, ki ne zahtevajo strojne obdelave. Tako kot drugi osnovni materiali tudi za mineralne ulitke veljajo posebna pravila konstrukcijskega načrtovanja. Debelina stene, nosilni dodatki, rebrastni vložki ter metode nakladanja in razkladanja se do neke mere razlikujejo od drugih materialov in jih je treba med načrtovanjem upoštevati vnaprej.
III. Zahteve glede stroškov
Čeprav je pomembno upoštevati s tehničnega vidika, se vse bolj kaže pomen stroškovne učinkovitosti. Uporaba mineralnih ulitkov inženirjem omogoča znatne prihranke pri proizvodnih in obratovalnih stroških. Poleg prihranka pri stroških strojne obdelave se ustrezno zmanjšajo tudi stroški litja, končne montaže in naraščajoči logistični stroški (skladiščenje in prevoz). Glede na visoko raven funkcionalnosti mineralnih ulitkov je treba nanje gledati kot na celoten projekt. Pravzaprav je bolj smiselno primerjati cene, ko je osnova nameščena ali predhodno nameščena. Relativno visoki začetni stroški so stroški kalupov za mineralne ulitke in orodja, vendar se ti stroški lahko zmanjšajo pri dolgotrajni uporabi (500–1000 kosov/jekleni kalup), letna poraba pa znaša približno 10–15 kosov.
IV. Področje uporabe
Kot konstrukcijski material mineralni ulitki nenehno nadomeščajo tradicionalne konstrukcijske materiale, ključ do njihovega hitrega razvoja pa je v mineralnih ulitkih, kalupih in stabilnih veznih strukturah. Trenutno se mineralni ulitki pogosto uporabljajo na številnih področjih obdelovalnih strojev, kot so brusilni stroji in visokohitrostna obdelava. Proizvajalci brusilnih strojev so bili pionirji v sektorju obdelovalnih strojev, ki so mineralne ulitke uporabljali za strojne postelje. Na primer, svetovno znana podjetja, kot so ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude itd., so vedno izkoriščala dušenje, toplotno vztrajnost in celovitost mineralnih ulitkov za doseganje visoke natančnosti in odlične kakovosti površine v procesu brušenja.
Zaradi vedno večjih dinamičnih obremenitev so mineralne ulitke vse bolj priljubljene tudi pri vodilnih svetovnih podjetjih na področju brusilnikov orodij. Mineralna ulitka ima odlično togost in lahko dobro odpravi silo, ki jo povzroča pospešek linearnega motorja. Hkrati lahko organska kombinacija dobre absorpcije vibracij in linearnega motorja močno izboljša kakovost površine obdelovanca in življenjsko dobo brusilnega kolesa.
Čas objave: 18. januar 2022