Ultra{0}}precīzajā apstrādē termisko novirzi reti izraisa viens dramatisks notikums. Tas attīstās klusi. Vārpsta sasilst ilga ražošanas cikla laikā. Lodveida skrūves rada berzi. Servo motori, hidrauliskie bloki, dzesēšanas šķidruma ķēdes un tuvumā esošās iekārtas maina vietējo temperatūras lauku. Kamēr gatavā detaļa sasniedz galīgo pārbaudi, mašīna var griezt vairākus mikronus tālāk no sākotnējā ģeometriskā stāvokļa.
Parparastās mašīnu konstrukcijas, šī ir pazīstama problēma. Tērauda vai čuguna pamatne salīdzinoši ātri vada siltumu, tāpēc vietējais siltuma avots var ietekmēt lielāku konstrukcijas daļu. Izplešanās nav vienmērīga. Mašīnas pamatne, kolonna, vadotnes balsti, vārpstas korpuss un mērīšanas sistēma dažādos laikos var sasniegt dažādas temperatūras. Šī nevienmērīgā reakcija maina telpiskās attiecības starp instrumentu un sagatavi.
Vispasaules inženierzinātņu pircējiem, kvalitātes vadītājiem un laboratorijas tehniķiem rūpes ir praktiskas, nevis teorētiskas: kā precīza iekārta var saglabāt atkārtojamu pozicionēšanu pēc tam, kad tā ir darbojusies vairākas stundas?
Viena atbilde ir labāka temperatūras kontrole. Vēl viena ir termisko kļūdu kompensācijas programmatūra. Trešais, kas bieži tiek apsvērts iepriekš mašīnas-projektēšanas procesā, ir pašas iekārtas struktūras izvēle. Šeit minerālu liešana ir kļuvusi arvien aktuālāka.
Termiskā novirze sākas struktūrā
Termiskā deformācija ir plaši atzīta par galveno apstrādes neprecizitātes faktoru. Pētījumi un rūpnieciskās atsauces parasti nosaka, ka termiskais efekts ir aptuveni 40–70% no kopējās kļūdas precīzijas darbgaldos, lai gan precīza proporcija ir atkarīga no mašīnas arhitektūras, darbības cikla, vides un mērījumu metodes.sensori.
Galvenās attiecības ir vienkāršas:
ΔL= LΔT
Konstrukcijas elements maina garumu, palielinoties tā termiskās izplešanās koeficientam, sākotnējam garumam un temperatūras izmaiņām. Īsti darbgaldi ir sarežģītāki, nekā liecina vienādojums. Tie nesasilst vienmērīgi un neizplešas vienā virzienā. Tie saliecas, sasveras, griežas un pārvietojas saskarnēs.
Vārpsta var augt Z virzienā. Lodveida skrūve var mainīt tā efektīvo soli. Vadlīnijas balsts var pārvietoties par dažiem mikroniem attiecībā pret darba galdu. Kontrolieris var kompensēt daļu no šīs uzvedības, taču kompensācija vislabāk darbojas, ja struktūra mainās lēni un paredzami.
Tas ir svarīgs punkts. Mērķis nav izlikties, ka materiāla izvēle novērš termiskās kļūdas. Neviens pasīvs materiāls to nevar izdarīt. Mērķis ir samazināt strukturālo izmaiņu ātrumu un sarežģītību, radot vieglāk pārvaldāmus termiskos apstākļus mašīnas projektēšanai un vadībai.
Kāpēc minerālu liešana rīkojas atšķirīgi
Minerālu liešana ir pazīstama arī kā polimērbetons, epoksīda granīts vai minerālu kompozīts. Tas parasti apvieno šķirotus minerālu pildvielas ar polimēru sveķu saistvielu, veidojot gandrīz -neto-formas iekārtas pamatni, rāmi vai konstrukcijas komponentu.
Tā termiskā izturēšanās atšķiras no tērauda un čuguna, jo sveķu-un-agregātu struktūrai ir salīdzinoši zema siltumvadītspēja. Vienā vietā ievadītais siltums nepārvietojas pa visu mašīnas gultni tik ātri, kā tas notiek metāla konstrukcijā. Tas var samazināt ātrumu, ar kādu lokalizēti siltuma avoti ietekmē attālās atskaites virsmas.
Ieguvums vislabāk tiek saprasts kā termiskā buferizācija.
Minerālu liešanas mašīnas pamatne neaizkavē vārpstas gultņa siltuma veidošanos. Tas neaizstāj pareizi izstrādātu dzesēšanas šķidruma kontūru vai termiski pārvaldītu lodveida skrūvi. Tas var palēnināt termisko traucējumu izplatīšanos pa konstrukciju, dodot iekārtai vairāk laika stabilizēšanai un dodot aktīvajām kompensācijas sistēmām mazāk agresīvu kļūdu modeli, kas jālabo.
Ātrgaitas pārbaudes sistēmām, slīpmašīnām, precīzām CNC platformām, optiskām iekārtām, pusvadītāju-atbalsta konstrukcijām un automatizācijas iekārtām šī lēnāka termiskā reakcija var būt noderīga. Tas atbalsta konsekventāku ģeometriju ilgākos darbības periodos, īpaši, ja iekārta darbojas kontrolētā, bet ne perfekti nemainīgā ražošanas vidē.
Termiskajai stabilitātei ir vajadzīgs vairāk nekā materiāls
Ir vilinoši veikt tiešu salīdzinājumu un teikt, ka minerālu liešana vienmēr ir "termiski stabilāka" nekā čuguns. Tas ir pārāk plaši. Siltuma veiktspēja ir atkarīga no sveķu sastāva, pildvielu veida un šķirošanas, konstrukcijas ģeometrijas, iegultiem metāla elementiem, sienu biezuma, siltuma avotiem, apkārtējās vides apstākļiem un iekārtas dzesēšanas stratēģijas.
Minerāllējumam ir arī zemāks elastības modulis nekā čugunam. Tāpēc, lai sasniegtu nepieciešamo statisko stingrību, minerāllējuma mašīnas gultnei var būt nepieciešams lielāks šķērsgriezums-, rievota ģeometrija vai hibrīda stiegrojums. Daudzās konstrukcijās tērauds vai čuguns joprojām ir piemēroti, ja to pieprasa koncentrētas slodzes, plānas sekcijas vai augsts stiepes spriegums.
Laba mašīnas konstrukcija neuzskata minerālu liešanu un metālu kā ideoloģisku alternatīvu. Tas izmanto katru materiālu, kur tā īpašības ir visnoderīgākās.
Hibrīda konstrukcijā var izmantot minerālu lējumu amortizācijai un termiskai regulēšanai, tērauda ieliktņus lokāliem stiprinājumiem vai lielas slodzes saskarnēm un precīzo granītu metroloģijas atskaites punktiem vai vadotnes elementiem, kam nepieciešama īpaši zema termiskā izplešanās un ilgstoša{1}}ģeometriskā stabilitāte. Inženierijas jautājums nav par to, kurš materiāls ir "labākais" atsevišķi. Tā ir kombinācija, kas nodrošina visstabilāko mašīnu faktiskajos darbības apstākļos.
Precīzas apdares praktiskā loma
Liešana nodrošina formu, integrācijas elastību un materiāla{0}}līmeņa slāpēšanu. Tas automātiski nenodrošina precīzu atskaites punkta ģeometriju.
Vadlīnijas sēdekļiem, montāžas saskarnēm, mašīnu-galdu virsmām un metroloģijas atskaites plaknēm bieži ir nepieciešama pēc-liešanas apstrāde, slīpēšana, pārklāšana vai precīza granīta un keramikas elementu integrācija. Šis pēdējais posms nosaka, cik efektīvi strukturālā koncepcija kļūst par funkcionējošu precizitātes mašīnu.
UNPARALLELED® darbojas precīzās granīta, minerālu liešanas, keramikas, metāla, UHPC un oglekļa{0}}šķiedru precīzās struktūrās. Šis materiālu klāsts ir noderīgs mašīnu ražotājiem, jo projektus var novērtēt, ņemot vērā funkcionālās prasības, nevis vienu vēlamo materiālu. Minerālu liešanas pamatni var norādīt ar iegultiem vītņotiem ieliktņiem, mehāniski apstrādātām saskarnēm, precīziem granīta atskaites elementiem vai pielāgotām montāžas funkcijām.
Par šo darbu liecina arī uzņēmuma pieredze ar lieliem precīzijas granīta komponentiem, temperatūras{0}}kontrolētas pārbaudes apstākļiem, elektroniskajiem līmeņiem, lāzera interferometriju un izsekojamām kalibrēšanas praksēm. Tie nav termiskās kļūdas īsceļi. Tie ir nepieciešamie rīki, lai noteiktu, vai termiskās stabilitātes stratēģija darbojas.
Paredzamāka mašīna
Termiskā novirze joprojām būs daļa no īpaši precīzas apstrādes, jo katra darbināmā iekārta rada siltumu. Visefektīvākā reakcija apvieno pasīvo stabilitāti, saprātīgu mehānisko arhitektūru, vides kontroli, siltuma sensorus, dzesēšanu, iesildīšanas-procedūras un kompensācijas algoritmus.
Minerālliešana piedāvā ticamas strukturālas priekšrocības šajā lielākajā sistēmā. Tā zemā siltumvadītspēja, vibrāciju slāpēšanas izturēšanās, izturība pret koroziju un spēja integrēt funkcionālos elementus padara to par labu iespēju mašīnu bāzēm, kur siltuma gradienti un dinamiskie traucējumi jāpārvalda kopā.
Pircējiem un kvalitātes komandām noderīga piegādātāju diskusija sākas ar pierādījumiem: paredzamais darba cikls, siltuma -avota atrašanās vietas, termiskās-kartes pieņēmumi, mašīnas ģeometrija, nepieciešamās pielaides un pieņemšanas metodes. Minerālliešanas mašīnas bāze ir jāizvēlas tāpēc, ka tā uzlabo iekārtas kopējo termisko konstrukciju-nevis tāpēc, ka tā tiek piedāvāta kā universāls līdzeklis.