Quali sono i vantaggi del centro di lavorazione del letto di marmo con fusione minerale?

Quali sono i vantaggi del centro di lavorazione del letto di marmo con fusione minerale?
Le fusioni minerali (granito artificiale, noto anche come calcestruzzo resinoso) sono ampiamente accettate nel settore delle macchine utensili da oltre 30 anni come materiale strutturale.

Secondo le statistiche, in Europa una macchina utensile su 10 utilizza getti minerali come base. Tuttavia, l'utilizzo di esperienze inadeguate, informazioni incomplete o errate può generare sospetti e pregiudizi nei confronti dei getti minerali. Pertanto, nella progettazione di nuove attrezzature, è necessario analizzare i vantaggi e gli svantaggi dei getti minerali e confrontarli con altri materiali.

La base dei macchinari edili è generalmente suddivisa in ghisa, ghisa minerale (calcestruzzo polimerico e/o con resine reattive), acciaio/struttura saldata (con o senza iniezione) 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 agli specifici requisiti strutturali 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) propongono rispettivamente requisiti prestazionali (prestazioni statiche, dinamiche e termiche), requisiti funzionali/strutturali (precisione, peso, spessore delle pareti, facilità di guide per l'installazione dei materiali, sistema di circolazione dei supporti, logistica) e requisiti di costo (prezzo, quantità, disponibilità, caratteristiche del sistema).
I. Requisiti prestazionali per i materiali strutturali

1. Caratteristiche statiche

Il criterio per misurare le proprietà statiche di una base è solitamente la rigidezza del materiale: la minima deformazione sotto carico, piuttosto che l'elevata resistenza. Per quanto riguarda la deformazione elastica statica, i getti minerali possono essere considerati materiali isotropi omogenei che obbediscono alla legge di Hooke.

La densità e il modulo elastico delle fusioni minerali sono rispettivamente 1/3 di quelli della ghisa. Poiché le fusioni minerali e le ghise hanno la stessa rigidezza specifica, a parità di peso, la rigidità delle fusioni in ghisa e delle fusioni minerali è la stessa, senza considerare l'influenza della forma. In molti casi, lo spessore di progetto delle pareti delle fusioni minerali è solitamente 3 volte superiore a quello delle fusioni in ghisa, e questo progetto non causa alcun problema in termini di proprietà meccaniche del prodotto o della fusione. Le fusioni minerali sono adatte per l'impiego in ambienti statici soggetti a pressione (ad esempio, banchi, supporti, colonne) e non sono adatte come strutture a pareti sottili e/o di piccole dimensioni (ad esempio, tavoli, pallet, cambiautensili, carrelli, supporti per mandrini). Il peso delle parti strutturali è solitamente limitato dalle attrezzature dei produttori di fusioni minerali e i prodotti in fusione minerale di peso superiore a 15 tonnellate sono generalmente rari.

2. Caratteristiche dinamiche

Maggiore è la velocità di rotazione e/o l'accelerazione dell'albero, maggiore è l'importanza delle prestazioni dinamiche della macchina. Il rapido posizionamento, la rapida sostituzione degli utensili e l'avanzamento ad alta velocità rafforzano costantemente la risonanza meccanica e l'eccitazione dinamica delle parti strutturali della macchina. Oltre alla progettazione dimensionale del componente, la flessione, la distribuzione della massa e la rigidità dinamica del componente sono notevolmente influenzate dalle proprietà di smorzamento del materiale.

L'uso di getti minerali offre una buona soluzione a questi problemi. Poiché assorbono le vibrazioni 10 volte meglio della ghisa tradizionale, possono ridurne notevolmente l'ampiezza e la frequenza naturale.

Nelle lavorazioni meccaniche, come la tornitura, può offrire maggiore precisione, migliore qualità superficiale e maggiore durata degli utensili. Allo stesso tempo, in termini di impatto acustico, le fusioni minerali hanno ottenuto buoni risultati anche attraverso il confronto e la verifica di basi, getti di trasmissione e accessori realizzati in materiali diversi per motori e centrifughe di grandi dimensioni. Secondo l'analisi del rumore da impatto, le fusioni minerali possono ottenere 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 sia causato da effetti termici. Interruzioni di processo come fonti di calore interne o esterne, preriscaldamento, cambio di pezzo, ecc. sono tutte cause di deformazione termica. Per poter selezionare il materiale migliore, è necessario chiarirne i requisiti. L'elevato calore specifico e la bassa conduttività termica consentono alle fusioni minerali di presentare una buona inerzia termica alle influenze termiche transitorie (come il cambio di pezzo) e alle fluttuazioni della temperatura ambiente. Se è richiesto un preriscaldamento rapido, come nel caso di un letto metallico, o se la temperatura del letto non è regolabile, è possibile integrare direttamente nella fusione minerale dispositivi di riscaldamento o raffreddamento 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 le fusioni minerali da altri materiali. La temperatura massima di fusione per le fusioni minerali è di 45 °C e, utilizzando stampi e utensili ad alta precisione, è possibile fondere insieme componenti e fusioni minerali.

Tecniche avanzate di rifusione possono essere utilizzate anche su getti grezzi di fusione minerale, ottenendo superfici di montaggio e rotaie precise che non richiedono lavorazioni meccaniche. Come altri materiali di base, le fusioni minerali sono soggette a specifiche regole di progettazione strutturale. Spessore delle pareti, accessori portanti, inserti di nervatura e metodi di carico e scarico sono tutti diversi in una certa misura rispetto ad altri materiali e devono essere considerati in anticipo in fase di progettazione.

III. Requisiti di costo

Sebbene sia importante considerare il problema da un punto di vista tecnico, l'economicità sta dimostrando sempre più la sua importanza. L'utilizzo di getti minerali consente agli ingegneri di risparmiare significativamente sui costi di produzione e operativi. Oltre al risparmio sui costi di lavorazione, si riducono anche i costi di fusione, assemblaggio finale e, in generale, i crescenti costi logistici (magazzinaggio e trasporto). Considerata l'elevata funzionalità dei getti minerali, il progetto dovrebbe essere considerato nel suo complesso. In effetti, è più ragionevole effettuare un confronto dei prezzi quando la base è installata o preinstallata. Il costo iniziale relativamente elevato è quello degli stampi e delle attrezzature per getti minerali, ma questo costo può essere diluito nell'utilizzo a lungo termine (500-1000 pezzi/stampo in acciaio) e il consumo annuo è di circa 10-15 pezzi.

IV. Ambito di utilizzo

Come materiale strutturale, le fusioni minerali stanno costantemente sostituendo i materiali strutturali tradizionali e la chiave del loro rapido sviluppo risiede nella fusione minerale, negli stampi e nelle strutture di legame stabili. Attualmente, le fusioni minerali sono ampiamente utilizzate in molti settori delle macchine utensili, come le rettificatrici e le lavorazioni ad alta velocità. I produttori di rettificatrici sono stati pionieri nel settore delle macchine utensili nell'utilizzo di fusioni 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 delle fusioni minerali per ottenere elevata precisione ed eccellente qualità superficiale nel processo di rettifica.

Con carichi dinamici in costante aumento, le fusioni minerali sono sempre più apprezzate anche dalle aziende leader mondiali nel settore delle affilatrici per utensili. Il basamento in fusione minerale offre un'eccellente rigidità e può efficacemente eliminare 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 significativamente la qualità superficiale del pezzo e la durata della mola.