L'estructura base d'asistema CNC de precisiófa més que transportar el pes de la màquina. Estableix la referència mecànica per a guies, eixos, motors lineals, codificadors, suports de treball i sistemes de mesura. Quan la base es mou a causa de la calor, vibracions, tensió interna o càrregues canviants, aquests efectes poden aparèixer a l'eina de tall o al punt d'inspecció.
fosa de minerals igranit de precisiósón dos materials àmpliament utilitzats per a les bases de màquines{0}}d'alt rendiment. Tots dos poden oferir un fort amortiment de vibracions, resistència a la corrosió i un comportament tèrmic útil en comparació amb les estructures metàl·liques tradicionals. Els seus punts forts són diferents, però. La selecció entre una base de màquina de fosa mineral i una base de màquina de granit de precisió requereix una mirada atenta a l'objectiu de precisió de la màquina, les càrregues dinàmiques, la geometria estructural, el procés de producció i l'estratègia de calibratge a llarg termini-.
Comprensió dels materials
El granit de precisió és una pedra natural seleccionada per la densitat, la uniformitat del gra, l'estabilitat i la idoneïtat per al mecanitzat de precisió. Per a les aplicacions de base de màquines-, el granit es talla, s'alleuja l'estrès-de manera natural al llarg del temps geològic, el sòl de precisió i es lliga-manualment quan sigui necessari. A continuació, es poden afegir insercions metàl·liques, rails, superfícies de suport d'aire-, passatges de cables i interfícies de muntatge per crear una estructura funcional.
La fosa mineral, també anomenada formigó polimèric o granit epoxi, és un compost d'enginyeria. Combina agregats minerals graduats-sovint granit, quars, basalt o materials similars-amb un aglutinant de resina. La mescla s'aboca en un motlle a una temperatura relativament baixa, la qual cosa permet formar formes complexes i components incrustats durant la fosa. La fosa de minerals s'ha convertit en comú en rectificadores, centres de mecanitzat, sistemes d'automatització i bastidors de màquines de precisió.schneeberger
Tots dos materials són adequats per a aplicacions CNC de precisió. La decisió rarament és tan simple com "natural versus dissenyada". Es tracta de com el material suporta el sistema mecànic complet.
Amortiment de vibracions i comportament dinàmic
L'amortiment de vibracions és sovint la primera raó per la qual els enginyers consideren la fosa mineral o el granit. El mecanitzat d'alta-velocitat, la perforació de diàmetre petit-, el rectificat, el processament per làser i la inspecció de precisió es beneficien d'una estructura que absorbeix més que transmet energia dinàmica.
La fosa mineral és coneguda per un gran amortiment intern perquè la seva matriu de resina és viscoelàstica. Pot ser especialment eficaç per absorbir l'excitació d'alta-freqüència generada per motors, forces de tall, eixos alternatius o vibracions externes. Un estudi de 2024 d'un centre de mecanitzat vertical va informar d'un amortiment substancialment més gran i un rendiment dinàmic millorat per a una base de granit epoxi-en comparació amb una base-de ferro colat, tot i que els resultats reals depenen de la geometria, les condicions de contorn i el disseny complet de la màquina.sciencedirect.
El granit de precisió també proporciona un amortiment natural significatiu. La seva gran massa i estructura cristal·lina el fan adequat per a marcs de metrologia de precisió, sistemes de coixinets d'aire-, equips d'inspecció òptica i grans bases de màquines. Segons la nostra experiència amb components de granit, el granit funciona especialment bé quan l'objectiu és crear una referència de mesura tranquil·la i estable en lloc de simplement suprimir la bronca del mecanitzat.
Una distinció útil és la següent: la fosa mineral es pot dissenyar al voltant del comportament dinàmic d'una màquina, mentre que el granit de precisió proporciona una referència estructural naturalment estable. Cap avantatge s'ha de considerar aïlladament de la disposició de la guia, la base, la massa mòbil i l'ajust del servo.
Estabilitat tèrmica i control ambiental
El moviment tèrmic és una font important d'error en els sistemes CNC de precisió. La calor dels motors del cargol, els accionaments lineals, el refrigerant, els equips propers, la il·luminació i els canvis de temperatura ambient poden influir en la geometria de la màquina.
El granit de precisió té una conductivitat tèrmica baixa i generalment una baixa expansió tèrmica. Canvia la temperatura lentament, cosa que pot ajudar a estabilitzar la referència de treball en entorns controlats. Aquesta és una de les raons per les quals el granit de precisió segueix sent àmpliament utilitzat per a estructures CMM, sistemes de calibratge, equips de semiconductors, plataformes d'inspecció òptica i estacions de muntatge d'alta-precisió.
La fosa mineral també té una conductivitat tèrmica baixa i pot aïllar l'estructura dels canvis ràpids de temperatura. El seu coeficient d'expansió tèrmica, però, depèn de la barreja d'àrids, el sistema de resina, la proporció de farciment, el procés de curació i el control del procés del proveïdor. Algunes formulacions de fosa mineral es poden dissenyar per combinar millor les insercions d'acer o altres components de la màquina. Això pot ser valuós en conjunts CNC de-materials mixts on rails, motors i interfícies estructurals s'integren directament a la base.
Per als tècnics de laboratori i els responsables de qualitat, el punt pràctic és senzill: cap dels dos materials elimina la necessitat de controlar la temperatura. La màquina encara s'ha d'avaluar com a sistema, inclosos els seus sensors tèrmics, l'estratègia de compensació, el cicle de funcionament i l'entorn d'instal·lació.
Llibertat de disseny i integració funcional
La fosa mineral ofereix una llibertat substancial en el disseny estructural. Durant la fosa es poden formar nervadures complexes, cavitats, canals de cable, canonades, insercions roscades incrustades i interfícies de muntatge. Això pot reduir el mecanitzat secundari i simplificar el muntatge quan l'arquitectura de la màquina és estable i els volums de producció justifiquen la inversió en eines.
El granit de precisió és menys flexible en la seva forma inicial, però ofereix altres avantatges. Els blocs de granit es poden mecanitzar en formes grans i altament estables amb cares de treball de precisió. En funció del dibuix del client, es poden afegir insercions d'-acer inoxidable, interfícies metàl·liques unides, ranures en T-, forats de muntatge, guies de coixinets-d'aire i funcions de muntatge. Aquest enfocament és especialment útil per a sistemes-únics, equips de gran-format, accessoris de metrologia personalitzats i projectes que requereixen accés directe a superfícies de referència de precisió.
A UNPARALLELED®, els clients solen seleccionar granit quan una màquina requereix una estructura de dades gran i estable amb requisits de planitud, rectitud, paral·lelisme o quadratura ajustats. Sovint es considera la fosa mineral quan la prioritat és un marc monolític complex amb moltes característiques funcionals incrustades.
Precisió i manteniment a -llarg termini
L'estabilitat-a llarg termini és on el granit de precisió té una gran reputació. El granit natural no s'oxida, no és-magnètic i és resistent a molts olis, refrigerants i contaminants habituals dels tallers. Tampoc suporta els esforços de fosa residuals associats a les estructures metàl·liques.
La fosa mineral també és resistent a la corrosió i pot oferir una durabilitat excel·lent. El seu rendiment depèn en gran mesura de la formulació del material, la classificació dels àrids, la qualitat de la resina, el disseny del motlle, les condicions de curat i la qualitat de les insercions adherides. Per tant, els compradors d'enginyeria haurien de revisar no només les propietats nominals del material, sinó també els controls de qualitat dels proveïdors, els procediments d'inspecció, els requisits d'extracció-insert i la capacitat de calibratge.
Per als dos materials, les interfícies són importants. Les insercions mal dissenyades, els punts de suport inadequats, el muntatge incontrolat del carril o el disseny de la base feble poden comprometre una base excel·lent.
Escollint la base correcta de la màquina CNC
Trieu una base de màquina de granit de precisió quan el projecte prioritzi l'estabilitat geomètrica a llarg termini-, les superfícies de referència de gran precisió, l'alineació a nivell de metrologia-, el comportament no-magnètic i la baixa sensibilitat a la corrosió. És especialment adequat per a CMM, equips de semiconductors, sistemes òptics, plataformes làser de precisió, etapes de coixinets d'aire-i equips d'inspecció personalitzats.
Trieu una base de màquina de fosa mineral quan l'amortiment elevat, la geometria monolítica complexa, els serveis integrats i les característiques de la màquina integrades siguin fonamentals per al disseny. Sovint és una solució pràctica per a màquines rectificadores, equips CNC d'alta-velocitat, cèl·lules de producció automatitzades i bastidors de màquines-eina amb volums de producció definits.
La millor elecció es fa a partir del pressupost de precisió de la màquina i de les condicions de funcionament-no d'una sola propietat del material. Una base de fosa mineral-ben dissenyada pot superar una estructura de granit mal integrada, mentre que una base de granit de precisió pot ser l'opció més fiable quan la màquina depèn d'una referència de metrologia estable durant molts anys.
Per als equips d'enginyeria que avaluen qualsevol enfocament, la discussió primerenca sobre camins de càrrega, insercions, interfícies de ferrocarril, condicions tèrmiques, toleràncies requerides i mètodes d'inspecció normalment evitaran canvis costosos més endavant en el projecte.