Technologie de mesure pour le granit – précision au micron
Le granit répond aux exigences des technologies de mesure modernes en génie mécanique. L'expérience acquise dans la fabrication de bancs de mesure et d'essai ainsi que de machines à mesurer tridimensionnelles a démontré que le granit présente des avantages indéniables par rapport aux matériaux traditionnels. Voici pourquoi.
Le développement des technologies de mesure ces dernières années et décennies reste passionnant. Au départ, des méthodes de mesure simples, comme les tables de mesure, les bancs de mesure et les bancs d'essai, suffisaient. Mais avec le temps, les exigences en matière de qualité des produits et de fiabilité des processus n'ont cessé de croître. La précision de la mesure est déterminée par la géométrie de base de la feuille utilisée et par l'incertitude de mesure de la sonde. Or, les tâches de mesure deviennent plus complexes et dynamiques, et les résultats doivent être toujours plus précis. Ceci marque l'avènement de la métrologie spatiale.
La précision consiste à minimiser les biais.
Une machine de mesure tridimensionnelle (3D) se compose d'un système de positionnement, d'un système de mesure haute résolution, de capteurs de commutation ou de mesure, d'un système d'évaluation et d'un logiciel de mesure. Pour obtenir une précision de mesure élevée, l'écart de mesure doit être minimisé.
L'erreur de mesure correspond à la différence entre la valeur affichée par l'instrument de mesure et la valeur de référence réelle de la grandeur géométrique (étalon d'étalonnage). L'erreur de mesure de longueur E0 des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) modernes est de 0,3 + L/1000 µm (L étant la longueur mesurée). La conception de l'appareil de mesure, du palpeur, de la stratégie de mesure, de la pièce et de l'utilisateur influe considérablement sur l'écart de mesure de longueur. La conception mécanique est le facteur d'influence le plus important et le plus durable.
L'utilisation du granit en métrologie est un facteur important qui influence la conception des machines de mesure. Le granit est un excellent matériau pour les exigences modernes car il remplit quatre conditions qui permettent d'obtenir des résultats plus précis :
1. Stabilité intrinsèque élevée
Le granite est une roche volcanique composée de trois composants principaux : le quartz, le feldspath et le mica, formés par la cristallisation de roches fondues dans la croûte terrestre.
Après des milliers d'années de « vieillissement », le granit présente une texture uniforme et ne comporte aucune tension interne. Par exemple, les impalas ont environ 1,4 million d'années.
Le granit possède une grande dureté : 6 sur l'échelle de Mohs et 10 sur l'échelle de dureté.
2. Résistance aux hautes températures
Comparé aux matériaux métalliques, le granit a un coefficient de dilatation inférieur (environ 5 µm/m*K) et un taux de dilatation absolu inférieur (par exemple, l'acier α = 12 µm/m*K).
La faible conductivité thermique du granit (3 W/m*K) assure une réponse lente aux fluctuations de température par rapport à l'acier (42-50 W/m*K).
3. Très bon effet de réduction des vibrations
Grâce à sa structure uniforme, le granit ne présente aucune contrainte résiduelle, ce qui réduit les vibrations.
4. Rail de guidage à trois axes de haute précision
Le granit, composé de pierre dure naturelle, est utilisé comme plaque de mesure et peut être usiné très efficacement avec des outils diamantés, ce qui permet d'obtenir des pièces mécaniques d'une grande précision de base.
Le meulage manuel permet d'optimiser la précision des rails de guidage au niveau du micron.
Lors du meulage, les déformations des pièces dépendant de la charge peuvent être prises en compte.
Il en résulte une surface très comprimée, permettant l'utilisation de guidages par paliers à air. Ces guidages offrent une grande précision grâce à la haute qualité de surface et au mouvement sans contact de l'arbre.
en conclusion:
La stabilité intrinsèque, la résistance aux températures extrêmes, l'amortissement des vibrations et la précision du rail de guidage sont les quatre principales caractéristiques qui font du granit un matériau idéal pour les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT). Le granit est de plus en plus utilisé dans la fabrication de bancs de mesure et d'essai, ainsi que sur les MMT pour les plateaux, les tables et les équipements de mesure. Il est également employé dans d'autres secteurs, tels que les machines-outils, les systèmes et machines laser, les machines de micro-usinage, les machines d'impression, les machines optiques, l'automatisation de l'assemblage, la fabrication de semi-conducteurs, etc., en raison des exigences de précision croissantes pour les machines et leurs composants.
Date de publication : 18 janvier 2022