Le granit époxy, également connu sous le nom de granit synthétique, est un mélange d'époxy et de granit couramment utilisé comme matériau alternatif pour les bases de machines-outils. Le granit époxy est utilisé à la place de la fonte et de l'acier pour un meilleur amortissement des vibrations, une durée de vie de l'outil plus longue et un coût d'assemblage inférieur.
Base de machines-outils
Les machines-outils et autres machines de haute précision reposent sur une rigidité élevée, une stabilité à long terme et d'excellentes caractéristiques d'amortissement du matériau de base pour leurs performances statiques et dynamiques. Les matériaux les plus utilisés pour ces structures sont la fonte, les fabrications en acier soudé et le granit naturel. En raison du manque de stabilité à long terme et de très mauvaises propriétés d'amortissement, les structures fabriquées en acier sont rarement utilisées où une haute précision est nécessaire. La fonte de bonne qualité qui est relief et recuite donnera la stabilité dimensionnelle de la structure, et peut être jetée sous des formes complexes, mais a besoin d'un processus d'usinage coûteux pour former des surfaces de précision après la coulée.
Le granit naturel de bonne qualité devient de plus en plus difficile à trouver, mais a une capacité d'amortissement plus élevée que la fonte. Encore une fois, comme pour la fonte, l'usinage du granit naturel est à forte intensité de main-d'œuvre et cher.
Les moulages de granit de précision sont produits en mélangeant des agrégats de granit (qui sont écrasés, lavés et séchés) avec un système de résine époxy à température ambiante (c'est-à-dire un processus de durcissement à froid). Le remplissage d'agrégat de quartz peut également être utilisé dans la composition. Le compactage vibratoire pendant le processus de moulage emballe étroitement l'agrégat ensemble.
Les inserts filetés, les plaques en acier et les tuyaux de liquide de refroidissement peuvent être coulés pendant le processus de coulée. Pour atteindre un degré de polyvalence encore plus élevé, les rails linéaires, les coulisses du sol et les supports de moteur peuvent être reproduits ou coulés, éliminant ainsi la nécessité d'un usinage post-couché. La finition de surface de la coulée est aussi bonne que la surface du moule.
Avantages et inconvénients
Les avantages comprennent:
■ amortissement des vibrations.
■ Flexibilité: des voies linéaires personnalisées, des réservoirs de liquide hydraulique, des inserts filetés, du liquide de coupe et des tuyaux de conduit peuvent tous être intégrés dans la base du polymère.
■ L'inclusion des inserts, etc. permet une usinage considérablement réduite de la coulée finie.
■ Le temps d'assemblage est réduit en incorporant plusieurs composants dans une seule coulée.
■ Ne nécessite pas d'épaisseur de paroi uniforme, permettant une plus grande flexibilité de conception de votre base.
■ Résistance chimique aux solvants, aux acides, aux alcalis et aux fluides de coupe les plus courants.
■ Ne nécessite pas de peinture.
■ Le composite a une densité approximativement la même que l'aluminium (mais les pièces sont plus épaisses pour obtenir une résistance équivalente).
■ Le processus de moulage en béton en polymère composite utilise beaucoup moins d'énergie que les pièces moulées métalliques. Les résines coulées en polymère utilisent très peu d'énergie pour produire, et le processus de moulage se fait à température ambiante.
Le matériau de granit époxy a un facteur d'amortissement interne jusqu'à dix fois mieux que la fonte, jusqu'à trois fois mieux que le granit naturel, et jusqu'à trente fois mieux que la structure fabriquée en acier. Il n'est pas affecté par les liquides de refroidissement, a une excellente stabilité à long terme, une stabilité thermique améliorée, une rigidité élevée en torsion et dynamique, une excellente absorption du bruit et des contraintes internes négligeables.
Les inconvénients comprennent une faible résistance en sections minces (moins de 1 pouces (25 mm)), une faible résistance à la traction et une faible résistance aux chocs.
Une introduction aux cadres de moulage minéral
Le casting minéral est l'un des matériaux de construction modernes les plus efficaces. Les fabricants de machines de précision faisaient partie des pionniers de l'utilisation de la coulée minérale. Aujourd'hui, son utilisation en ce qui concerne les machines de fraisage CNC, les perceuses, les broyeurs et les machines à décharge électrique est en augmentation, et les avantages ne sont pas limités aux machines à grande vitesse.
La coulée minérale, également appelée matériau de granit époxy, compose des charges minérales comme le gravier, le sable de quartz, la farine glaciaire et les liants. Le matériau est mélangé en fonction des spécifications précises et versé froid dans les moules. Une base solide est la base du succès!
Les machines-outils de pointe doivent fonctionner de plus en plus rapidement et fournir plus de précision que jamais. Cependant, les vitesses de déplacement élevées et l'usinage lourd produisent des vibrations indésirables du cadre de la machine. Ces vibrations auront des effets négatifs sur la surface de la pièce, et ils raccourcissent la durée de vie de l'outil. Les cadres en casting minéral réduisent rapidement les vibrations - environ 6 fois plus rapides que les cadres en fonte et 10 fois plus vite que les cadres en acier.
Les machines-outils avec des lits de moulage minéraux, tels que les moulures et les broyeurs, sont beaucoup plus précis et obtiennent une meilleure qualité de surface. De plus, l'usure des outils est considérablement réduite et la durée de vie est prolongée.
Le cadre de coulée minéral composite (granit époxy) apporte plusieurs avantages ::
- Façon et force: le processus de coulée minérale fournit un degré de liberté exceptionnel en ce qui concerne la forme des composants. Les caractéristiques spécifiques du matériau et du processus entraînent une résistance relativement élevée et un poids significativement inférieur.
- Intégration de l'infrastructure: le processus de coulée minérale permet l'intégration simple de la structure et des composants supplémentaires tels que les voies de guidage, les inserts filetés et les connexions pour les services, pendant le processus de coulée réel.
- La fabrication de structures de machines complexes: ce qui serait inconcevable avec les processus conventionnels devient possible avec la coulée minérale: plusieurs pièces de composants peuvent être assemblées pour former des structures complexes au moyen de joints collés.
- Précision dimensionnelle économique: Dans de nombreux cas, les composants de moulage minéraux sont jetés aux dimensions finales car pratiquement aucune contraction n'a lieu pendant le durcissement. Avec cela, d'autres processus de finition coûteux peuvent être éliminés.
- PRÉCISION: Des surfaces de référence ou de support très précises sont obtenues par des opérations supplémentaires de broyage, de formation ou de fraisage. En conséquence, de nombreux concepts de machines peuvent être mis en œuvre avec élégance et efficacement.
- Bonne stabilité thermique: la coulée minérale réagit très lentement aux changements de température car la conductivité thermique est significativement inférieure à celle des matériaux métalliques. Pour cette raison, les changements de température à court terme ont beaucoup moins d'influence sur la précision dimensionnelle de la machine-outil. Une meilleure stabilité thermique d'un lit de machine signifie que la géométrie globale de la machine est mieux entretenue et, par conséquent, les erreurs géométriques sont minimisées.
- Pas de corrosion: les composants coulés minéraux sont résistants aux huiles, aux liquides de refroidissement et autres liquides agressifs.
- Un plus grand amortissement des vibrations pour des vies de service d'outils plus longues: notre moulage minéral atteint jusqu'à 10x meilleures valeurs d'amortissement des vibrations que l'acier ou la fonte. Grâce à ces caractéristiques, une stabilité dynamique extrêmement élevée de la structure de la machine est obtenue. Les avantages que cela présente pour les constructeurs de machines-outils et les utilisateurs sont clairs: une meilleure qualité de la finition de surface des composants usinés ou au sol et une durée de vie des outils plus longue entraînant des coûts d'outillage plus bas.
- Environnement: L'impact environnemental pendant la fabrication est réduit.
Cadre de moulage minéral vs cadre en fonte
Voir ci-dessous les avantages de notre nouvelle coulée minérale vs cadre en fonte précédemment utilisé:
| Coulée minérale (granit époxy) | Fonte | |
| Amortissement | Haut | Faible |
| Performance de chaleur | Faible conductivité thermique et haute spécification. chaleur capacité | Haute conductivité thermique et Faible spécification. capacité thermique |
| Pièces intégrées | Design illimité et Moule à une pièce et connexion transparente | Usinage nécessaire |
| Résistance à la corrosion | Plus haut | Faible |
| Environnement Convivialité | Faible consommation d'énergie | Consommation d'énergie élevée |
Conclusion
La coulée minérale est idéale pour nos structures de trame de machine CNC. Il offre des avantages technologiques, économiques et environnementaux clairs. La technologie de coulée minérale offre un excellent amortissement de vibrations, une résistance chimique élevée et des avantages thermiques importants (expansion thermique similaire à celle de l'acier). Les éléments de connexion, les câbles, les capteurs et les systèmes de mesure peuvent tous être versés dans l'assemblage.
Quels sont les avantages du centre d'usinage au lit de granit minéral?
Les moulages minéraux (granit artificiel alias en béton en résine) sont largement acceptés dans l'industrie des machines-outils depuis plus de 30 ans comme matériau structurel.
Selon les statistiques, en Europe, une machine-outils sur 10 utilise des moulages minéraux comme lit. Cependant, l'utilisation d'une expérience inappropriée, des informations incomplètes ou incorrectes peut entraîner des soupçons et des préjugés contre les moulages minéraux. Par conséquent, lors de la fabrication de nouveaux équipements, il est nécessaire d'analyser les avantages et les inconvénients des pièces moulées minérales et de les comparer avec d'autres matériaux.
La base des machines de construction est généralement divisée en fonte, moulage minéral (polymère et / ou béton de résine réactive), structure en acier / soudé (jointoiement / non-griptage) et en pierre naturelle (comme le granit). Chaque matériau a ses propres caractéristiques et il n'y a pas de matériel structurel parfait. Ce n'est qu'en examinant les avantages et les inconvénients du matériau en fonction des exigences structurelles spécifiques que le matériau structurel idéal peut être sélectionné.
Les deux fonctions importantes des matériaux structurels - garantie la géométrie, la position et l'absorption d'énergie des composants, respectivement les exigences de performance (les performances statiques, dynamiques et thermiques), les exigences fonctionnelles / structurelles (précision, poids, épaisseur de paroi, facilité de rails de guidage) pour l'installation des matériaux, le système de circulation des médias, la logistique) et les exigences de coûts (prix, quantité, disponibilité, caractéristiques du système).
I. Exigences de performance pour les matériaux structurels
1. Caractéristiques statiques
Le critère pour mesurer les propriétés statiques d'une base est généralement la rigidité du matériau - déformation du minimum sous charge, plutôt qu'une forte résistance. Pour une déformation élastique statique, les pièces moulées minérales peuvent être considérées comme des matériaux homogènes isotropes obéissant à la loi de Hooke.
La densité et le module élastique des moulages minéraux sont respectivement 1/3 de ceux de la fonte. Étant donné que les pièces moulées minérales et les fers de moulage ont la même rigidité spécifique, sous le même poids, la rigidité des pièces moulées en fer et des pièces moulées minérales est la même sans considérer l'influence de la forme. Dans de nombreux cas, l'épaisseur de la paroi de conception des pièces moulées minérales est généralement 3 fois celle des pièces moulées en fer, et cette conception ne causera aucun problème en termes de propriétés mécaniques du produit ou de la coulée. Les pièces moulées minérales conviennent au travail dans des environnements statiques qui portent une pression (par exemple les lits, les supports, les colonnes) et ne conviennent pas aux parois minces et / ou aux petites cadres (par exemple les tables, les palettes, les changeurs d'outils, les voitures, les supports de broche). Le poids des pièces structurelles est généralement limité par l'équipement des fabricants de coulée minérale, et les produits de coulée minérale supérieurs à 15 tonnes sont généralement rares.
2. Caractéristiques dynamiques
Plus la vitesse de rotation et / ou l'accélération de l'arbre sont élevées, plus les performances dynamiques de la machine sont importantes. Le positionnement rapide, le remplacement rapide des outils et les aliments à grande vitesse renforcent en continu la résonance mécanique et l'excitation dynamique des pièces structurelles de la machine. En plus de la conception dimensionnelle du composant, la déviation, la distribution de masse et la rigidité dynamique du composant sont grandement affectées par les propriétés d'amortissement du matériau.
L'utilisation de pièces moulées minérales offre une bonne solution à ces problèmes. Parce qu'il absorbe les vibrations 10 fois mieux que la fonte traditionnelle, elle peut considérablement réduire l'amplitude et la fréquence naturelle.
Dans les opérations d'usinage telles que l'usinage, il peut apporter une précision plus élevée, une meilleure qualité de surface et une durée de vie des outils plus longue. Dans le même temps, en termes d'impact sur le bruit, les pièces moulées minérales ont également bien fonctionné par la comparaison et la vérification des bases, des pièces moulées de transmission et des accessoires de différents matériaux pour les grands moteurs et les centrifuges. Selon l'analyse sonore d'impact, la coulée minérale peut atteindre une réduction locale de 20% au niveau de la pression acoustique.
3. Propriétés thermiques
Les experts estiment qu'environ 80% des écarts de machine-outil sont causés par des effets thermiques. Les interruptions de traitement telles que les sources de chaleur internes ou externes, le préchauffage, la modification des pièces, etc. sont toutes des causes de déformation thermique. Afin de pouvoir sélectionner le meilleur matériel, il est nécessaire de clarifier les exigences du matériel. La chaleur spécifique élevée et la faible conductivité thermique permettent aux pièces moulées minérales d'avoir une bonne inertie thermique aux influences de température transitoires (telles que les pièces changeantes) et des fluctuations de température ambiante. Si un préchauffage rapide est requis comme un lit métallique ou que la température du lit est interdite, les dispositifs de chauffage ou de refroidissement peuvent être directement coulés dans la coulée minérale pour contrôler la température. L'utilisation de ce type de dispositif de compensation de température peut réduire la déformation causée par l'influence de la température, ce qui aide à améliorer la précision à un coût raisonnable.
Ii Exigences fonctionnelles et structurelles
L'intégrité est une caractéristique distinctive qui distingue les pièces moulées minérales des autres matériaux. La température maximale de coulée pour les pièces moulées minérales est de 45 ° C, et avec des moules et des outils de haute précision, les pièces et les moulages minéraux peuvent être coulés ensemble.
Les techniques avancées de refonte peuvent également être utilisées sur des blancs de coulée minérale, ce qui entraîne un montage précis et des surfaces ferroviaires qui ne nécessitent pas d'usinage. Comme d'autres matériaux de base, les pièces moulées minérales sont soumises à des règles de conception structurelle spécifiques. L'épaisseur de paroi, les accessoires porteurs, les inserts de côtes, les méthodes de chargement et de déchargement sont tous différents des autres matériaux dans une certaine mesure, et doivent être considérés à l'avance lors de la conception.
Iii. Exigences de coût
Bien qu'il soit important de considérer d'un point de vue technique, la rentabilité montre de plus en plus son importance. L'utilisation de moulages minéraux permet aux ingénieurs d'économiser des coûts de production et d'exploitation importants. En plus d'économiser sur les coûts d'usinage, la coulée, l'assemblage final et l'augmentation des coûts logistiques (entreposage et transport) sont tous réduits en conséquence. Compte tenu de la fonction de haut niveau des pièces moulées minérales, il doit être considéré comme un projet entier. En fait, il est plus raisonnable de faire une comparaison de prix lorsque la base est installée ou préinstallée. Le coût initial relativement élevé est le coût des moules et de l'outillage de coulée minérale, mais ce coût peut être dilué à long terme (500-1000 pièces / moule en acier), et la consommation annuelle est d'environ 10 à 15 pièces.
Iv. Champ d'utilisation
En tant que matériau structurel, les pièces moulées minérales remplacent constamment les matériaux structurels traditionnels, et la clé de son développement rapide réside dans la coulée minérale, les moules et les structures de liaison stables. À l'heure actuelle, les moulages minéraux ont été largement utilisés dans de nombreux champs de machines-outils tels que les machines de broyage et l'usinage à grande vitesse. Les fabricants de machines de broyage ont été des pionniers dans le secteur des machines-outils à l'aide de pièces moulées minérales pour les lits de machines. Par exemple, des sociétés de renommée mondiale telles que ABA Z&B, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude, etc. ont toujours bénéficié de l'amortissement, de l'inertie thermique et de l'intégrité des pièces moulées minérales pour obtenir une haute précision et une excellente qualité de surface dans le processus de broyage.
Avec des charges dynamiques toujours croissantes, les moulages minéraux sont également de plus en plus favorisés par les entreprises de pointe dans le domaine des broyeurs d'outils. Le lit de moulage minéral a une excellente rigidité et peut bien éliminer la force causée par l'accélération du moteur linéaire. Dans le même temps, la combinaison organique de bonnes performances d'absorption des vibrations et du moteur linéaire peut considérablement améliorer la qualité de surface de la pièce et la durée de vie de la roue de broyage.
Quant à la partie unique. À moins de 10000 mm de longueur est facile pour nous.
Quelle est l'épaisseur minimale de la paroi?
En général, l'épaisseur minimale de la section de la base de la machine doit être d'au moins 60 mm. Des sections plus minces (par exemple 10 mm d'épaisseur) peuvent être coulées avec des tailles et des formulations d'agrégats fines.
Le taux de rétrécissement après la coulée est d'environ 0,1 à 0,3 mm par 1000 mm. Lorsque des pièces mécaniques de coulée minérale plus précises sont nécessaires, des tolérances peuvent être obtenues par le broyage CNC secondaire, le rodage des mains ou d'autres processus d'usinage.
Notre matériel de moulage minéral choisit la nature du granit noir Jinan. La plupart des entreprises choisissent simplement le granit naturel ou la pierre normale dans la construction de bâtiments.
· Matières premières: avec le granit de granit noir Jinan unique (également appelé granit «Jinanqing») comme agrégat, qui est de renommée mondiale pour une forte résistance, une rigidité élevée et une forte résistance à l'usure;
· Formule: Avec les résines époxy et additifs renforcés uniques, différents composants utilisant différentes formulations pour assurer des performances complètes optimales;
· Propriétés mécaniques: L'absorption des vibrations est environ 10 fois celle de la fonte, de bonnes propriétés statiques et dynamiques;
· Propriétés physiques: la densité est d'environ 1/3 de la fonte, des propriétés de barrière thermique plus élevées que les métaux, et non hygroscopiques, une bonne stabilité thermique;
· Propriétés chimiques: résistance à la corrosion plus élevée que les métaux, respectueux de l'environnement;
· Précision dimensionnelle: la contraction linéaire après la coulée est d'environ 0,1 à 0,3㎜ / m, une forme extrêmement élevée et une contre-précision dans tous les plans;
· Intégrité structurelle: une structure très complexe peut être coulée, tandis que l'utilisation du granit naturel nécessite généralement l'assemblage, l'épissage et la liaison;
· Réaction thermique lente: réagit aux changements de température à court terme est beaucoup plus lent et beaucoup moins;
· Inserts intégrés: les attaches, les tuyaux, les câbles et les chambres peuvent être intégrés dans la structure, insère des matériaux, y compris le métal, la pierre, la céramique et le plastique, etc.