Il granito epossidico, noto anche come granito sintetico, è una miscela di resina epossidica e granito comunemente utilizzata come materiale alternativo per le basi delle macchine utensili.Il granito epossidico viene utilizzato al posto della ghisa e dell'acciaio per un migliore smorzamento delle vibrazioni, una maggiore durata dell'utensile e minori costi di assemblaggio.
Base per macchine utensili
Le macchine utensili e altre macchine ad alta precisione si affidano all'elevata rigidità, alla stabilità a lungo termine e alle eccellenti caratteristiche di smorzamento del materiale di base per le loro prestazioni statiche e dinamiche.I materiali più utilizzati per queste strutture sono la ghisa, le strutture in acciaio saldato e il granito naturale.A causa della mancanza di stabilità a lungo termine e di proprietà di smorzamento molto scarse, le strutture in acciaio vengono utilizzate raramente dove è richiesta un'elevata precisione.La ghisa di buona qualità, distesa e ricotta, conferirà stabilità dimensionale alla struttura e potrà essere fusa in forme complesse, ma richiede un processo di lavorazione costoso per formare superfici di precisione dopo la fusione.
Il granito naturale di buona qualità è sempre più difficile da trovare, ma ha una capacità smorzante maggiore rispetto alla ghisa.Ancora una volta, come per la ghisa, la lavorazione del granito naturale è costosa e ad alta intensità di manodopera.
I getti di granito di precisione vengono prodotti mescolando aggregati di granito (che vengono frantumati, lavati ed essiccati) con un sistema di resina epossidica a temperatura ambiente (ovvero, processo di indurimento a freddo).Nella composizione è possibile utilizzare anche un riempitivo aggregato di quarzo.La compattazione vibrante durante il processo di stampaggio compatta saldamente l'aggregato.
Inserti filettati, piastre in acciaio e tubi del refrigerante possono essere inseriti durante il processo di fusione.Per ottenere un livello di versatilità ancora più elevato, le guide lineari, le guide di scorrimento rettificate e i supporti motore possono essere replicati o cementati, eliminando così la necessità di qualsiasi lavorazione post-fusione.La finitura superficiale della fusione è buona quanto la superficie dello stampo.
Vantaggi e svantaggi
I vantaggi includono:
■ Smorzamento delle vibrazioni.
■ Flessibilità: percorsi lineari personalizzati, serbatoi del fluido idraulico, inserti filettati, fluido da taglio e tubazioni possono essere tutti integrati nella base polimerica.
■ L'inclusione di inserti ecc. consente una lavorazione notevolmente ridotta del pezzo finito.
■ I tempi di assemblaggio vengono ridotti incorporando più componenti in un'unica fusione.
■ Non richiede uno spessore di parete uniforme, consentendo una maggiore flessibilità di progettazione della base.
■ Resistenza chimica ai solventi, acidi, alcali e fluidi da taglio più comuni.
■ Non necessita di verniciatura.
■Il composito ha una densità approssimativamente uguale a quella dell'alluminio (ma i pezzi sono più spessi per ottenere una resistenza equivalente).
■ Il processo di colata del calcestruzzo polimerico composito utilizza molta meno energia rispetto alle fusioni metalliche.Le resine polimeriche utilizzano pochissima energia per la produzione e il processo di fusione viene eseguito a temperatura ambiente.
Il materiale in granito epossidico ha un fattore di smorzamento interno fino a dieci volte migliore della ghisa, fino a tre volte migliore del granito naturale e fino a trenta volte migliore della struttura in acciaio.Non è influenzato dai refrigeranti, ha un'eccellente stabilità a lungo termine, una migliore stabilità termica, elevata rigidità torsionale e dinamica, eccellente assorbimento del rumore e sollecitazioni interne trascurabili.
Gli svantaggi includono bassa resistenza nelle sezioni sottili (meno di 25 mm (1 pollice)), bassa resistenza alla trazione e bassa resistenza agli urti.
Un'introduzione ai telai in ghisa minerale
La ghisa minerale è uno dei materiali da costruzione più efficienti e moderni.I produttori di macchine di precisione sono stati tra i pionieri nell'uso della ghisa minerale.Oggi il suo utilizzo su fresatrici CNC, trapani a colonna, smerigliatrici ed elettroerosioni è in aumento, e i vantaggi non si limitano alle macchine ad alta velocità.
La colata minerale, denominata anche materiale epossidico di granito, è composta da riempitivi minerali come ghiaia, sabbia di quarzo, farina glaciale e leganti.Il materiale viene miscelato secondo precise specifiche e colato a freddo negli stampi.Una base solida è la base per il successo!
Le macchine utensili all’avanguardia devono funzionare sempre più velocemente e fornire maggiore precisione che mai.Tuttavia, velocità di traslazione elevate e lavorazioni pesanti producono vibrazioni indesiderate del telaio della macchina.Queste vibrazioni avranno effetti negativi sulla superficie del pezzo e ridurranno la durata dell'utensile.I telai in fusione minerale riducono rapidamente le vibrazioni: circa 6 volte più velocemente dei telai in ghisa e 10 volte più velocemente dei telai in acciaio.
Le macchine utensili con letti in ghisa minerale, come fresatrici e molatrici, sono notevolmente più precise e ottengono una migliore qualità della superficie.Inoltre, l'usura degli utensili viene notevolmente ridotta e la durata utile viene prolungata.
il telaio in fusione minerale composito (granito epossidico) offre numerosi vantaggi:
- Forma e resistenza: il processo di fusione minerale offre un eccezionale grado di libertà rispetto alla forma dei componenti.Le caratteristiche specifiche del materiale e del processo si traducono in una resistenza relativamente elevata e in un peso notevolmente inferiore.
- Integrazione dell'infrastruttura: il processo di fusione minerale consente la semplice integrazione della struttura e di componenti aggiuntivi come guide, inserti filettati e collegamenti per i servizi, durante il processo di fusione vero e proprio.
- Realizzazione di strutture meccaniche complesse: ciò che sarebbe inconcepibile con i processi convenzionali diventa possibile con la ghisa minerale: diversi componenti possono essere assemblati per formare strutture complesse mediante giunti incollati.
- Precisione dimensionale economica: in molti casi i componenti della colata minerale vengono fusi alle dimensioni finali perché durante l'indurimento non avviene praticamente alcuna contrazione.In questo modo è possibile eliminare ulteriori costosi processi di finitura.
- Precisione: superfici di riferimento o di supporto altamente precise si ottengono mediante ulteriori operazioni di rettifica, formatura o fresatura.In questo modo è possibile realizzare molti concetti di macchine in modo elegante ed efficiente.
- Buona stabilità termica: la ghisa minerale reagisce molto lentamente alle variazioni di temperatura perché la conduttività termica è significativamente inferiore rispetto ai materiali metallici.Per questo motivo le variazioni di temperatura a breve termine hanno un'influenza molto minore sulla precisione dimensionale della macchina utensile.Una migliore stabilità termica del basamento della macchina significa che la geometria complessiva della macchina viene mantenuta meglio e, di conseguenza, gli errori geometrici sono ridotti al minimo.
- Nessuna corrosione: i componenti in fusione minerale sono resistenti a oli, liquidi refrigeranti e altri liquidi aggressivi.
- Maggiore smorzamento delle vibrazioni per una maggiore durata degli utensili: la nostra ghisa minerale raggiunge valori di smorzamento delle vibrazioni fino a 10 volte migliori rispetto all'acciaio o alla ghisa.Grazie a queste caratteristiche si ottiene una stabilità dinamica della struttura della macchina estremamente elevata.I vantaggi che ciò comporta per i costruttori e gli utenti di macchine utensili sono chiari: migliore qualità della finitura superficiale dei componenti lavorati o rettificati e maggiore durata dell'utensile con conseguente riduzione dei costi degli utensili.
- Ambiente: l'impatto ambientale durante la produzione è ridotto.
Telaio in fusione minerale vs telaio in ghisa
Vedi di seguito i vantaggi della nostra nuova fusione minerale rispetto al telaio in ghisa utilizzato in precedenza:
| Colata minerale (granito epossidico) | Ghisa | |
| Smorzamento | Alto | Basso |
| Prestazioni termiche | Bassa conduttività termica e specifiche elevate.Calore capacità | Elevata conduttività termica e specifiche basse.capacità termica |
| Parti incorporate | Design illimitato e Stampo monopezzo e connessione senza soluzione di continuità | Lavorazione necessaria |
| Resistenza alla corrosione | Molto alto | Basso |
| Ambientale Cordialità | Basso consumo energetico | Elevato consumo energetico |
Conclusione
La fusione minerale è ideale per le strutture dei telai delle nostre macchine CNC.Offre chiari vantaggi tecnologici, economici e ambientali.La tecnologia della fusione minerale offre un eccellente smorzamento delle vibrazioni, un'elevata resistenza chimica e notevoli vantaggi termici (dilatazione termica simile a quella dell'acciaio).Elementi di collegamento, cavi, sensori e sistemi di misurazione possono essere inseriti nell'assieme.
Quali sono i vantaggi del centro di lavoro a letto di granito in fusione minerale?
I getti minerali (granito artificiale, ovvero cemento resinoso) sono ampiamente accettati nel settore delle macchine utensili da oltre 30 anni come materiale strutturale.
Secondo le statistiche, in Europa, una macchina utensile su 10 utilizza come basamento la ghisa minerale.Tuttavia, l'utilizzo di esperienze inappropriate, di informazioni incomplete o errate può portare a sospetti e pregiudizi nei confronti di Mineral Castings.Pertanto, quando si realizzano nuove attrezzature, è necessario analizzare i vantaggi e gli svantaggi dei getti minerali e confrontarli con altri materiali.
La base delle macchine edili è generalmente suddivisa in ghisa, ghisa minerale (calcestruzzo polimerico e/o resina reattiva), struttura in acciaio/saldata (cemento/non cemento) e pietra naturale (come il granito).Ogni materiale ha le sue caratteristiche e non esiste un materiale strutturale perfetto.Solo esaminando i vantaggi e gli svantaggi del materiale in base ai requisiti strutturali specifici, è possibile selezionare il materiale strutturale ideale.
Le due importanti funzioni dei materiali strutturali: garantire la geometria, la posizione e l'assorbimento di energia dei componenti, presentano rispettivamente requisiti prestazionali (prestazioni statiche, dinamiche e termiche), requisiti funzionali/strutturali (precisione, peso, spessore delle pareti, facilità delle guide) per l'installazione dei materiali, sistema di circolazione dei media, logistica) e requisiti di costo (prezzo, quantità, disponibilità, caratteristiche del sistema).
I. Requisiti prestazionali dei materiali strutturali
1. Caratteristiche statiche
Il criterio per misurare le proprietà statiche di una base è solitamente la rigidità del materiale: deformazione minima sotto carico, piuttosto che elevata resistenza.Per la deformazione elastica statica, i getti minerali possono essere pensati come materiali omogenei isotropi che obbediscono alla legge di Hooke.
La densità ed il modulo elastico dei getti minerali sono rispettivamente 1/3 di quelli della ghisa.Poiché i getti minerali e le ghise hanno la stessa rigidezza specifica, a parità di peso, la rigidità dei getti in ghisa e dei getti minerali è la stessa senza considerare l'influenza della forma.In molti casi, lo spessore della parete di progetto dei getti minerali è solitamente 3 volte quello dei getti di ghisa e questo design non causerà alcun problema in termini di proprietà meccaniche del prodotto o del getto.Le colate minerali sono adatte per lavorare in ambienti statici che portano pressione (es. letti, supporti, colonne) e non sono adatte come strutture a pareti sottili e/o di piccole dimensioni (es. tavoli, pallet, cambio utensili, carrelli, supporti mandrini).Il peso delle parti strutturali è solitamente limitato dalle attrezzature dei produttori di colata minerale e i prodotti di colata minerale superiori a 15 tonnellate sono generalmente rari.
2. Caratteristiche dinamiche
Maggiore è la velocità di rotazione e/o l'accelerazione dell'albero, più importante è la prestazione dinamica della macchina.Il posizionamento rapido, la sostituzione rapida degli utensili e l'avanzamento ad alta velocità rafforzano continuamente la risonanza meccanica e l'eccitazione dinamica delle parti strutturali della macchina.Oltre alla progettazione dimensionale del componente, la deflessione, la distribuzione della massa e la rigidità dinamica del componente sono fortemente influenzate dalle proprietà di smorzamento del materiale.
L'utilizzo delle colate minerali offre una buona soluzione a questi problemi.Poiché assorbe le vibrazioni 10 volte meglio della ghisa tradizionale, può ridurne notevolmente l'ampiezza e la frequenza naturale.
Nelle operazioni di lavorazione meccanica, come la lavorazione meccanica, può garantire maggiore precisione, migliore qualità della superficie e maggiore durata dell'utensile.Allo stesso tempo, in termini di impatto acustico, anche le colate minerali hanno ottenuto buoni risultati attraverso il confronto e la verifica di basamenti, fusioni di trasmissione e accessori di diversi materiali per grandi motori e centrifughe.Secondo l'analisi del rumore da calpestio, la ghisa minerale può raggiungere una riduzione locale del 20% del livello di pressione sonora.
3. Proprietà termiche
Gli esperti stimano che circa l’80% delle deviazioni delle macchine utensili siano causate da effetti termici.Interruzioni del processo come fonti di calore interne o esterne, preriscaldamento, cambio di pezzi, ecc. sono tutte cause di deformazione termica.Per poter selezionare il materiale migliore, è necessario chiarire i requisiti del materiale.L'elevato calore specifico e la bassa conduttività termica consentono ai getti minerali di avere una buona inerzia termica rispetto agli influssi transitori della temperatura (come il cambio dei pezzi) e alle fluttuazioni della temperatura ambiente.Se è richiesto un preriscaldamento rapido come un letto metallico o la temperatura del letto è proibita, i dispositivi di riscaldamento o raffreddamento possono essere fusi direttamente nella colata minerale per controllare la temperatura.L'utilizzo di questo tipo di dispositivo di compensazione della temperatura può ridurre la deformazione causata dall'influenza della temperatura, contribuendo a migliorare la precisione a un costo ragionevole.
II.Requisiti funzionali e strutturali
L'integrità è una caratteristica distintiva che distingue i getti minerali dagli altri materiali.La temperatura massima di colata per i getti minerali è di 45°C e, insieme a stampi e attrezzature di alta precisione, è possibile colare insieme parti e getti minerali.
Tecniche avanzate di rifusione possono essere utilizzate anche su grezzi di colata minerale, ottenendo un montaggio preciso e superfici delle guide che non richiedono lavorazione.Come altri materiali di base, i getti minerali sono soggetti a specifiche regole di progettazione strutturale.Lo spessore delle pareti, gli accessori portanti, gli inserti delle nervature, i metodi di carico e scarico sono tutti diversi in una certa misura dagli altri materiali e devono essere considerati in anticipo durante la progettazione.
III.Requisiti di costo
Sebbene sia importante considerare da un punto di vista tecnico, il rapporto costo-efficacia mostra sempre più la sua importanza.L'utilizzo di getti minerali consente agli ingegneri di risparmiare notevolmente sui costi di produzione e operativi.Oltre al risparmio sui costi di lavorazione, si riducono di conseguenza anche la fusione, l'assemblaggio finale e i crescenti costi logistici (magazzinaggio e trasporto).Considerando la funzione di alto livello delle colate minerali, dovrebbe essere visto come un progetto completo.In effetti, è più ragionevole effettuare un confronto dei prezzi quando la base è installata o preinstallata.Il costo iniziale relativamente elevato è il costo degli stampi e delle attrezzature per la fusione minerale, ma questo costo può essere diluito nell'uso a lungo termine (500-1000 pezzi/stampo in acciaio) e il consumo annuale è di circa 10-15 pezzi.
IV.Ambito di utilizzo
Come materiale strutturale, i getti minerali sostituiscono costantemente i materiali strutturali tradizionali e la chiave del suo rapido sviluppo risiede nella colata minerale, negli stampi e nelle strutture di legame stabili.Allo stato attuale, i getti minerali sono stati ampiamente utilizzati in molti campi delle macchine utensili come rettificatrici e lavorazioni ad alta velocità.I produttori di rettificatrici sono stati pionieri nel settore delle macchine utensili utilizzando getti minerali per i basamenti delle macchine.Ad esempio, aziende di fama mondiale come ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude, ecc. hanno sempre beneficiato dello smorzamento, dell'inerzia termica e dell'integrità dei getti minerali per ottenere elevata precisione ed eccellente qualità superficiale nel processo di rettifica .
Con carichi dinamici sempre crescenti, le colate minerali sono sempre più apprezzate anche dalle aziende leader a livello mondiale nel settore delle affilatrici per utensili.Il letto in ghisa minerale ha un'eccellente rigidità e può eliminare bene la forza causata dall'accelerazione del motore lineare.Allo stesso tempo, la combinazione organica di buone prestazioni di assorbimento delle vibrazioni e motore lineare può migliorare notevolmente la qualità della superficie del pezzo e la durata della mola.
Per quanto riguarda la parte singola.Entro 10.000 mm di lunghezza per noi è facile.
Qual è lo spessore minimo della parete?
In generale lo spessore minimo della sezione del basamento della macchina deve essere almeno di 60 mm.Sezioni più sottili (ad esempio 10 mm di spessore) possono essere colate con dimensioni e formulazioni di aggregati fini.
Il tasso di ritiro dopo la colata è di circa 0,1-0,3 mm per 1000 mm.Quando sono necessarie parti meccaniche in fusione minerale più precise, le tolleranze possono essere ottenute mediante rettifica CNC secondaria, lappatura manuale o altri processi di lavorazione.
Il nostro materiale di colata minerale sceglie il granito naturale Jinan Black.La maggior parte delle aziende sceglie semplicemente il granito naturale o la pietra normale nella costruzione di edifici.
· Materie prime: con le particelle uniche di Granito Nero Jinan (chiamato anche granito 'JinanQing') come aggregato, famoso in tutto il mondo per l'elevata resistenza, l'elevata rigidità e l'elevata resistenza all'usura;
· Formula: con resine epossidiche rinforzate e additivi unici, diversi componenti che utilizzano formulazioni diverse per garantire prestazioni complete ottimali;
· Proprietà meccaniche: l'assorbimento delle vibrazioni è circa 10 volte quello della ghisa, buone proprietà statiche e dinamiche;
· Proprietà fisiche: la densità è circa 1/3 di quella della ghisa, proprietà di barriera termica più elevate rispetto ai metalli, non igroscopico, buona stabilità termica;
· Proprietà chimiche: maggiore resistenza alla corrosione rispetto ai metalli, rispettoso dell'ambiente;
· Precisione dimensionale: la contrazione lineare dopo la fusione è di circa 0,1-0,3㎜/m, forma estremamente elevata e controprecisione su tutti i piani;
· Integrità strutturale: è possibile realizzare strutture molto complesse, mentre l'utilizzo del granito naturale richiede solitamente assemblaggio, giunzione e incollaggio;
· Reazione termica lenta: reagisce alle variazioni di temperatura a breve termine è molto più lenta e molto meno;
· Inserti incorporati: elementi di fissaggio, tubi, cavi e camere possono essere incorporati nella struttura, inserti in materiali tra cui metallo, pietra, ceramica e plastica, ecc.