Čeprav je granit zaradi svojih edinstvenih lastnosti postal pomemben material v opremi za numerično krmiljenje s CNC, lahko tudi njegove pomanjkljivosti vplivajo na delovanje opreme, učinkovitost obdelave in stroške vzdrževanja. Sledi analiza specifičnih vplivov, ki jih imajo pomanjkljivosti granita z različnih vidikov:
Prvič, material je zelo krhek in nagnjen k lomljenju in poškodbam
Glavna pomanjkljivost: Granit je naravni kamen in je v bistvu krhek material s slabo udarno žilavostjo (vrednost udarne žilavosti je približno 1–3 J/cm², kar je precej manj kot 20–100 J/cm² kovinskih materialov).
Vpliv na CNC opremo:
Tveganja pri namestitvi in transportu: Med montažo ali ravnanjem z opremo, če je izpostavljena trku ali padcu, so granitne komponente (kot so podstavki in vodila) nagnjene k razpokam ali odkrušenim vogalom, kar vodi v nenatančnost. Če se na primer na granitni ploščadi trikoordinatnega merilnega stroja zaradi nepravilnega delovanja med namestitvijo pojavijo skrite razpoke, lahko to pri dolgotrajni uporabi povzroči postopno poslabšanje ravnosti, kar vpliva na rezultate meritev.
Skrite nevarnosti v procesu obdelave: Ko CNC oprema naleti na nenadno preobremenitev (na primer trk orodja z obdelovancem), se lahko granitne vodilne tirnice ali delovne mize zlomijo zaradi nezmožnosti, da bi prenesle trenutno udarno silo, kar povzroči zaustavitev opreme zaradi vzdrževanja in celo sproži verigo napak zaradi natančnosti.
Drugič, visoka težavnost obdelave omejuje načrtovanje kompleksnih struktur
Glavne pomanjkljivosti: Granit ima visoko trdoto (6-7 na Mohsovi lestvici) in ga je treba brusiti in obdelovati s posebnimi orodji, kot so diamantni brusilni diski, kar ima za posledico nizko učinkovitost obdelave (učinkovitost rezkanja je le 1/5 do 1/3 učinkovitosti kovinskih materialov), stroški obdelave kompleksnih ukrivljenih površin pa so visoki.
Vpliv na CNC opremo:
Omejitve konstrukcijske zasnove: Da bi se izognili težavam pri obdelavi, so granitne komponente običajno zasnovane v preprostih geometrijskih oblikah (kot so plošče, pravokotne vodilne tirnice), zaradi česar je težko doseči kompleksne notranje votline, lahke ojačane plošče in druge strukture, ki jih je mogoče doseči z ulivanjem/rezanjem kovinskih materialov. To vodi do dejstva, da je teža granitne podlage pogosto prevelika (10–20 % težja od litega železa za enako prostornino), kar lahko poveča skupno obremenitev opreme in vpliva na dinamični odziv med hitrim gibanjem.
Visoki stroški vzdrževanja in zamenjave: Ko pride do lokalne obrabe ali poškodb granitnih komponent, jih je težko popraviti z metodami, kot sta varjenje ali rezanje. Običajno je treba zamenjati celotno komponento, nove komponente pa ponovno brusiti in kalibrirati za natančnost, kar povzroči daljši čas izpada (ena sama zamenjava lahko traja 2–3 tedne) in znatno povečanje stroškov vzdrževanja.
Iii. Negotovost naravnih tekstur in notranjih napak
Glavna pomanjkljivost: Kot naravni mineral ima granit neobvladljive notranje razpoke, pore ali mineralne nečistoče, enakomernost materiala različnih žil pa se zelo razlikuje (nihanje gostote lahko doseže ±5 %, nihanje modula elastičnosti ±8 %).
Vpliv na CNC opremo:
Tveganje za stabilnost natančnosti: Če se na območju obdelave komponente pojavijo notranje razpoke, se lahko te med dolgotrajno uporabo zaradi napetosti razširijo, kar povzroči lokalne deformacije in vpliva na natančnost opreme. Na primer, če imajo granitne vodilne tirnice CNC brusilnega stroja skrite zračne odprtine, se lahko zaradi visokofrekvenčnih vibracij postopoma zrušijo, kar povzroči prekomerno napako ravnosti vodilnih tirnic.
Razlike v delovanju šarže: Granitni materiali iz različnih šarž lahko zaradi razlik v mineralni sestavi nihajo v ključnih kazalnikih, kot sta koeficient toplotnega raztezanja in dušenja, kar vpliva na doslednost proizvodnje šarže z opremo. Pri avtomatiziranih proizvodnih linijah, ki zahtevajo interakcijo več naprav, lahko takšne razlike povzročijo povečanje razpršenosti natančnosti obdelave.
Četrtič, je težka, kar vpliva na dinamične lastnosti opreme
Glavna pomanjkljivost: Granit ima visoko gostoto (2,6–3,0 g/cm³), njegova teža pa je pri enaki prostornini približno 1,2-krat večja od teže litega železa in 2,5-krat večja od teže aluminijeve zlitine.
Vpliv na CNC opremo:
Zamik odziva gibanja: V visokohitrostnih obdelovalnih centrih ali petosnih strojih bo velika masa granitne podlage povečala vztrajnost obremenitve linearnega motorja/vodilnega vijaka, kar bo povzročilo dinamično zakasnitev odziva med pospeševanjem/pojemanjem (kar lahko poveča čas zagona in zaustavitve za 5 % do 10 %), kar bo vplivalo na učinkovitost obdelave.
Povečana poraba energije: Pogon težkih granitnih komponent zahteva močnejše servo motorje, kar poveča skupno porabo energije opreme (dejanske meritve kažejo, da je pri enakih delovnih pogojih poraba energije opreme iz granitne podlage za 8–12 % višja kot pri opremi iz litega železa). Dolgotrajna uporaba bo povečala proizvodne stroške.
Pet, sposobnost odpornosti na toplotni šok je omejena
Glavna pomanjkljivost: Čeprav ima granit nizek koeficient toplotnega raztezanja, je njegova toplotna prevodnost slaba (s toplotno prevodnostjo le 1,5–3,0 W/(m·K), kar je približno 1/10 prevodnosti litega železa), nenadne lokalne temperaturne spremembe pa so nagnjene k ustvarjanju toplotnih napetosti.
Vpliv na CNC opremo:
Težava s temperaturno razliko na območju obdelave: Če rezalna tekočina koncentrirano erodira lokalno območje granitne delovne mize, lahko povzroči temperaturni gradient (na primer temperaturno razliko 5–10 ℃) med tem območjem in okolico, kar vodi do manjših toplotnih deformacij (količina deformacije lahko doseže 1–3 μm), kar vpliva na natančnost in doslednost precizne obdelave (kot je brušenje zobnikov na mikronski ravni).
Dolgoročno tveganje toplotne utrujenosti: V delavniških okoljih s pogostimi zagoni in izklopi ali velikimi temperaturnimi razlikami med dnevom in nočjo se lahko na granitnih komponentah zaradi ponavljajočega se toplotnega raztezanja in krčenja pojavijo mikrorazpoke, kar postopoma slabi strukturno togost.
Čas objave: 24. maj 2025