Tecnologia di misurazione per granito: precisione al micron
Il granito soddisfa i requisiti delle moderne tecnologie di misurazione nell'ingegneria meccanica. L'esperienza nella produzione di banchi di misura e di prova e di macchine di misura a coordinate ha dimostrato che il granito presenta notevoli vantaggi rispetto ai materiali tradizionali. Il motivo è il seguente.
Lo sviluppo della tecnologia di misura negli ultimi anni e decenni è ancora oggi entusiasmante. All'inizio, semplici metodi di misura come tavole di misura, banchi di misura, banchi di prova, ecc. erano sufficienti, ma col tempo i requisiti di qualità del prodotto e affidabilità del processo sono diventati sempre più elevati. La precisione di misura è determinata dalla geometria di base della lamiera utilizzata e dall'incertezza di misura della rispettiva sonda. Tuttavia, le attività di misura stanno diventando più complesse e dinamiche e i risultati devono essere più precisi. Questo annuncia l'alba della metrologia a coordinate spaziali.
Precisione significa minimizzare i pregiudizi
Una macchina di misura a coordinate 3D è composta da un sistema di posizionamento, un sistema di misura ad alta risoluzione, sensori di commutazione o di misura, un sistema di elaborazione dati e un software di misura. Per ottenere un'elevata precisione di misura, è necessario ridurre al minimo la deviazione di misura.
L'errore di misura è la differenza tra il valore visualizzato dallo strumento di misura e il valore di riferimento effettivo della grandezza geometrica (standard di calibrazione). L'errore di misura della lunghezza E0 delle moderne macchine di misura a coordinate (CMM) è pari a 0,3+L/1000µm (L è la lunghezza misurata). La progettazione dello strumento di misura, della sonda, della strategia di misura, del pezzo e dell'utente influiscono in modo significativo sulla deviazione della misura della lunghezza. La progettazione meccanica è il fattore di influenza migliore e più sostenibile.
L'applicazione del granito in metrologia è uno dei fattori più importanti che influenzano la progettazione delle macchine di misura. Il granito è un materiale eccellente per le esigenze moderne perché soddisfa quattro requisiti che rendono i risultati più accurati:
1. Elevata stabilità intrinseca
Il granito è una roccia vulcanica composta da tre componenti principali: quarzo, feldspato e mica, formatasi dalla cristallizzazione di rocce fuse nella crosta.
Dopo migliaia di anni di "invecchiamento", il granito ha una consistenza uniforme e non presenta tensioni interne. Ad esempio, gli impala hanno circa 1,4 milioni di anni.
Il granito ha una durezza elevata: 6 sulla scala di Mohs e 10 sulla scala di durezza.
2. Resistenza alle alte temperature
Rispetto ai materiali metallici, il granito ha un coefficiente di dilatazione inferiore (circa 5µm/m*K) e una velocità di dilatazione assoluta inferiore (ad esempio acciaio α = 12µm/m*K).
La bassa conduttività termica del granito (3 W/m*K) garantisce una risposta lenta alle fluttuazioni di temperatura rispetto all'acciaio (42-50 W/m*K).
3. Ottimo effetto di riduzione delle vibrazioni
Grazie alla sua struttura uniforme, il granito non presenta tensioni residue, riducendo così le vibrazioni.
4. Guida a tre coordinate ad alta precisione
Il granito, una pietra dura naturale, viene utilizzato come piastra di misura e può essere lavorato molto bene con utensili diamantati, ottenendo così parti meccaniche con elevata precisione di base.
Grazie alla rettifica manuale è possibile ottimizzare la precisione delle guide fino al micron.
Durante la rettifica è possibile tenere conto delle deformazioni dei pezzi dipendenti dal carico.
Ciò si traduce in una superficie altamente compressa, che consente l'utilizzo di guide con cuscinetti ad aria. Le guide con cuscinetti ad aria sono estremamente precise grazie all'elevata qualità della superficie e al movimento senza contatto dell'albero.
Insomma:
La stabilità intrinseca, la resistenza alla temperatura, lo smorzamento delle vibrazioni e la precisione della guida sono le quattro caratteristiche principali che rendono il granito un materiale ideale per le CMM. Il granito è sempre più utilizzato nella produzione di banchi di misura e di prova, nonché nelle CMM per tavole di misura, tavoli di misura e strumenti di misura. Il granito viene utilizzato anche in altri settori, come macchine utensili, macchine e sistemi laser, macchine per microlavorazione, macchine da stampa, macchine ottiche, automazione di assemblaggio, lavorazione di semiconduttori, ecc., a causa dei crescenti requisiti di precisione per macchine e componenti.
Data di pubblicazione: 18-01-2022