Quali sono i vantaggi del centro di lavoro a letto di marmo in colata minerale?

Quali sono i vantaggi del centro di lavoro a letto di marmo in colata 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 necessario 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 incollaggio 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.