O granito epóxi, também conhecido como granito sintético, é uma mistura de epóxi e granito comumente usado como material alternativo para bases de máquinas-ferramentas.O granito epóxi é usado em vez de ferro fundido e aço para melhor amortecimento de vibrações, maior vida útil da ferramenta e menor custo de montagem.
Base de máquina-ferramenta
Máquinas-ferramentas e outras máquinas de alta precisão dependem de alta rigidez, estabilidade a longo prazo e excelentes características de amortecimento do material base para seu desempenho estático e dinâmico.Os materiais mais utilizados para essas estruturas são ferro fundido, aço soldado e granito natural.Devido à falta de estabilidade a longo prazo e às propriedades de amortecimento muito fracas, as estruturas fabricadas em aço raramente são utilizadas onde é necessária alta precisão.O ferro fundido de boa qualidade, com alívio de tensão e recozido, dará estabilidade dimensional à estrutura e pode ser fundido em formas complexas, mas precisa de um processo de usinagem caro para formar superfícies de precisão após a fundição.
O granito natural de boa qualidade é cada vez mais difícil de encontrar, mas tem uma capacidade de amortecimento superior à do ferro fundido.Novamente, como acontece com o ferro fundido, a usinagem do granito natural exige muita mão-de-obra e é cara.
Fundições de granito de precisão são produzidas pela mistura de agregados de granito (que são triturados, lavados e secos) com um sistema de resina epóxi em temperatura ambiente (ou seja, processo de cura a frio).O enchimento agregado de quartzo também pode ser usado na composição.A compactação vibratória durante o processo de moldagem compacta firmemente o agregado.
Inserções roscadas, placas de aço e tubos de refrigeração podem ser fundidos durante o processo de fundição.Para alcançar um grau ainda maior de versatilidade, trilhos lineares, guias de solo e suportes de motor podem ser replicados ou cimentados, eliminando assim a necessidade de qualquer usinagem pós-moldada.O acabamento superficial da peça fundida é tão bom quanto a superfície do molde.
Vantagens e desvantagens
As vantagens incluem:
■ Amortecimento de vibrações.
■ Flexibilidade: vias lineares personalizadas, tanques de fluido hidráulico, inserções roscadas, fluido de corte e tubulação de conduíte podem ser integrados à base de polímero.
■ A inclusão de pastilhas etc. permite uma usinagem bastante reduzida da peça fundida acabada.
■ O tempo de montagem é reduzido pela incorporação de múltiplos componentes em uma peça fundida.
■ Não necessita de espessura de parede uniforme, permitindo maior flexibilidade de projeto de sua base.
■ Resistência química aos solventes, ácidos, álcalis e fluidos de corte mais comuns.
■ Não requer pintura.
■O compósito tem uma densidade aproximadamente igual à do alumínio (mas as peças são mais espessas para atingir resistência equivalente).
■ O processo de fundição de concreto com polímero composto utiliza muito menos energia do que a fundição metálica.As resinas fundidas de polímero utilizam muito pouca energia para serem produzidas e o processo de fundição é feito à temperatura ambiente.
O material de granito epóxi tem um fator de amortecimento interno até dez vezes melhor que o ferro fundido, até três vezes melhor que o granito natural e até trinta vezes melhor que a estrutura fabricada em aço.Não é afetado por refrigerantes, possui excelente estabilidade a longo prazo, estabilidade térmica aprimorada, alta rigidez torcional e dinâmica, excelente absorção de ruído e tensões internas insignificantes.
As desvantagens incluem baixa resistência em seções finas (menos de 1 pol. (25 mm)), baixa resistência à tração e baixa resistência ao choque.
Uma introdução às estruturas de fundição mineral
A fundição mineral é um dos materiais de construção mais eficientes e modernos.Os fabricantes de máquinas de precisão estiveram entre os pioneiros no uso da fundição mineral.Hoje, seu uso em fresadoras CNC, furadeiras, retificadoras e máquinas de descarga elétrica está em ascensão, e as vantagens não se limitam às máquinas de alta velocidade.
A fundição mineral, também conhecida como granito epóxi, é composta por cargas minerais como cascalho, areia de quartzo, farinha glacial e ligantes.O material é misturado de acordo com especificações precisas e colocado a frio nos moldes.Uma base sólida é a base para o sucesso!
As máquinas-ferramentas de última geração devem funcionar cada vez mais rápido e fornecer mais precisão do que nunca.No entanto, altas velocidades de deslocamento e usinagem pesada produzem vibrações indesejadas na estrutura da máquina.Estas vibrações terão efeitos negativos na superfície da peça e encurtarão a vida útil da ferramenta.As estruturas de fundição mineral reduzem rapidamente as vibrações – cerca de 6 vezes mais rápido que as estruturas de ferro fundido e 10 vezes mais rápidas que as estruturas de aço.
Máquinas-ferramentas com leitos de fundição mineral, como fresadoras e retificadoras, são significativamente mais precisas e alcançam melhor qualidade de superfície.Além disso, o desgaste da ferramenta é significativamente reduzido e a vida útil prolongada.
estrutura de fundição mineral composta (granito epóxi) traz diversas vantagens::
- Modelagem e resistência: O processo de fundição mineral proporciona um excepcional grau de liberdade em relação à forma dos componentes.As características específicas do material e do processo resultam numa resistência comparativamente elevada e num peso significativamente menor.
- Integração de infraestrutura: O processo de fundição mineral permite a integração simples da estrutura e de componentes adicionais, como guias, insertos roscados e conexões para serviços, durante o próprio processo de fundição.
- A fabricação de estruturas de máquinas complexas: O que seria inconcebível com processos convencionais torna-se possível com a fundição mineral: Vários componentes podem ser montados para formar estruturas complexas por meio de juntas coladas.
- Precisão dimensional econômica: Em muitos casos, os componentes minerais fundidos são fundidos nas dimensões finais porque praticamente não ocorre contração durante o endurecimento.Com isso, outros processos de acabamento dispendiosos podem ser eliminados.
- Precisão: Superfícies de referência ou de suporte altamente precisas são obtidas através de operações adicionais de retificação, conformação ou fresamento.Como resultado disso, muitos conceitos de máquinas podem ser implementados de forma elegante e eficiente.
- Boa estabilidade térmica: A fundição mineral reage muito lentamente às mudanças de temperatura porque a condutividade térmica é significativamente menor que a dos materiais metálicos.Por esta razão, as mudanças de temperatura de curto prazo têm significativamente menos influência na precisão dimensional da máquina-ferramenta.Uma melhor estabilidade térmica de uma base de máquina significa que a geometria geral da máquina é melhor mantida e, como resultado, os erros geométricos são minimizados.
- Sem corrosão: Os componentes fundidos em minerais são resistentes a óleos, líquidos refrigerantes e outros líquidos agressivos.
- Maior amortecimento de vibrações para maior vida útil da ferramenta: nossa fundição mineral atinge valores de amortecimento de vibrações até 10 vezes melhores do que aço ou ferro fundido.Graças a estas características, obtém-se uma estabilidade dinâmica extremamente elevada da estrutura da máquina.Os benefícios que isso traz para os fabricantes e usuários de máquinas-ferramenta são claros: melhor qualidade de acabamento superficial dos componentes usinados ou retificados e maior vida útil da ferramenta, levando a menores custos com ferramentas.
- Meio Ambiente: O impacto ambiental durante a fabricação é reduzido.
Estrutura de fundição mineral vs estrutura de ferro fundido
Veja abaixo os benefícios da nossa nova estrutura de fundição mineral versus estrutura de ferro fundido usada anteriormente:
| Fundição Mineral (Granito Epóxi) | Ferro fundido | |
| Amortecimento | Alto | Baixo |
| Desempenho térmico | Baixa condutividade térmica e alta especificação.aquecer capacidade | Alta condutividade térmica e especificações baixas.capacidade de calor |
| Peças incorporadas | Design ilimitado e Molde de peça única e conexão perfeita | Usinagem necessária |
| Resistência à corrosão | Extra alto | Baixo |
| Ambiental Simpatia | Baixo consumo de energia | Alto consumo de energia |
Conclusão
A fundição mineral é ideal para nossas estruturas de máquinas CNC.Oferece claras vantagens tecnológicas, económicas e ambientais.A tecnologia de fundição mineral proporciona excelente amortecimento de vibrações, alta resistência química e vantagens térmicas significativas (expansão térmica semelhante à do aço).Elementos de conexão, cabos, sensores e sistemas de medição podem ser incluídos na montagem.
Quais são os benefícios do centro de usinagem de leito de granito para fundição mineral?
As peças fundidas minerais (granito artificial, também conhecido como concreto resinoso) têm sido amplamente aceitas na indústria de máquinas-ferramenta há mais de 30 anos como material estrutural.
Segundo as estatísticas, na Europa, uma em cada 10 máquinas-ferramentas utiliza peças fundidas minerais como base.Porém, o uso de experiência inadequada, informações incompletas ou incorretas podem gerar suspeitas e preconceitos contra a Mineral Castings.Portanto, ao fabricar novos equipamentos, é necessário analisar as vantagens e desvantagens das peças fundidas minerais e compará-las com outros materiais.
A base das máquinas de construção é geralmente dividida em ferro fundido, fundição mineral (concreto polimérico e/ou resina reativa), estrutura metálica/soldada (rejuntamento/não rejuntamento) e pedra natural (como granito).Cada material possui características próprias e não existe material estrutural perfeito.Somente examinando as vantagens e desvantagens do material de acordo com os requisitos estruturais específicos, o material estrutural ideal pode ser selecionado.
As duas funções importantes dos materiais estruturais - garantem a geometria, posição e absorção de energia dos componentes, apresentando respectivamente requisitos de desempenho (desempenho estático, dinâmico e térmico), requisitos funcionais/estruturais (precisão, peso, espessura da parede, facilidade de trilhos guia) para instalação de materiais, sistema de circulação de mídia, logística) e requisitos de custos (preço, quantidade, disponibilidade, características do sistema).
I. Requisitos de desempenho para materiais estruturais
1. Características estáticas
O critério para medir as propriedades estáticas de uma base é geralmente a rigidez do material – deformação mínima sob carga, em vez de alta resistência.Para deformação elástica estática, as peças fundidas minerais podem ser consideradas materiais homogêneos isotrópicos obedecendo à lei de Hooke.
A densidade e o módulo de elasticidade das peças fundidas minerais são respectivamente 1/3 daqueles do ferro fundido.Como as peças fundidas minerais e os ferros fundidos têm a mesma rigidez específica, sob o mesmo peso, a rigidez das peças fundidas de ferro e das peças minerais é a mesma, sem considerar a influência da forma.Em muitos casos, a espessura da parede projetada das peças fundidas minerais é geralmente 3 vezes maior que a das peças fundidas de ferro, e esse projeto não causará problemas em termos de propriedades mecânicas do produto ou da peça fundida.As peças fundidas minerais são adequadas para trabalhar em ambientes estáticos que suportam pressão (por exemplo, bases, suportes, colunas) e não são adequadas como estruturas de paredes finas e/ou pequenas (por exemplo, mesas, paletes, trocadores de ferramentas, carros, suportes de fuso).O peso das peças estruturais é geralmente limitado pelos equipamentos dos fabricantes de fundição mineral, e produtos de fundição mineral acima de 15 toneladas são geralmente raros.
2. Características dinâmicas
Quanto maior a velocidade de rotação e/ou aceleração do eixo, mais importante é o desempenho dinâmico da máquina.O posicionamento rápido, a substituição rápida da ferramenta e a alimentação em alta velocidade fortalecem continuamente a ressonância mecânica e a excitação dinâmica das peças estruturais da máquina.Além do projeto dimensional do componente, a deflexão, a distribuição de massa e a rigidez dinâmica do componente são grandemente afetadas pelas propriedades de amortecimento do material.
O uso de peças fundidas minerais oferece uma boa solução para estes problemas.Por absorver vibrações 10 vezes melhor que o ferro fundido tradicional, pode reduzir bastante a amplitude e a frequência natural.
Em operações de usinagem, como usinagem, pode trazer maior precisão, melhor qualidade superficial e maior vida útil da ferramenta.Ao mesmo tempo, em termos de impacto sonoro, as peças fundidas minerais também tiveram um bom desempenho através da comparação e verificação das bases, peças fundidas de transmissão e acessórios de diferentes materiais para grandes motores e centrífugas.De acordo com a análise sonora de impacto, a fundição mineral pode atingir uma redução local de 20% no nível de pressão sonora.
3. Propriedades térmicas
Os especialistas estimam que cerca de 80% dos desvios das máquinas-ferramenta são causados por efeitos térmicos.Interrupções do processo, como fontes de calor internas ou externas, pré-aquecimento, troca de peças, etc., são causas de deformação térmica.Para poder selecionar o melhor material, é necessário esclarecer os requisitos do material.O alto calor específico e a baixa condutividade térmica permitem que as peças fundidas minerais tenham boa inércia térmica às influências transitórias da temperatura (como a mudança de peças) e às flutuações da temperatura ambiente.Se for necessário um pré-aquecimento rápido, como uma cama de metal, ou se a temperatura da cama for proibida, dispositivos de aquecimento ou resfriamento podem ser fundidos diretamente na peça mineral para controlar a temperatura.O uso deste tipo de dispositivo de compensação de temperatura pode reduzir a deformação causada pela influência da temperatura, o que ajuda a melhorar a precisão a um custo razoável.
II.Requisitos funcionais e estruturais
A integridade é uma característica distintiva que distingue as peças fundidas minerais de outros materiais.A temperatura máxima de fundição para peças fundidas minerais é de 45°C e, junto com moldes e ferramentas de alta precisão, peças e peças fundidas minerais podem ser fundidas juntas.
Técnicas avançadas de reformulação também podem ser usadas em blanks de fundição mineral, resultando em montagem precisa e superfícies de trilhos que não requerem usinagem.Assim como outros materiais básicos, as peças fundidas minerais estão sujeitas a regras específicas de projeto estrutural.Espessura da parede, acessórios de suporte de carga, inserções de nervuras, métodos de carga e descarga são todos diferentes de outros materiais até certo ponto e precisam ser considerados antecipadamente durante o projeto.
III.Requisitos de custo
Embora seja importante considerar do ponto de vista técnico, a relação custo-eficácia mostra cada vez mais a sua importância.O uso de peças fundidas minerais permite que os engenheiros economizem custos significativos de produção e operação.Além de economizar nos custos de usinagem, a fundição, a montagem final e o aumento dos custos logísticos (armazenamento e transporte) são reduzidos em conformidade.Considerando a função de alto nível das peças fundidas minerais, ele deve ser visto como um projeto completo.Na verdade, é mais razoável fazer uma comparação de preços quando a base está instalada ou pré-instalada.O custo inicial relativamente alto é o custo de moldes e ferramentas de fundição mineral, mas esse custo pode ser diluído no uso a longo prazo (500-1000 peças/molde de aço), e o consumo anual é de cerca de 10-15 peças.
4.Escopo de uso
Como material estrutural, as peças fundidas minerais estão constantemente substituindo os materiais estruturais tradicionais, e a chave para seu rápido desenvolvimento está na fundição mineral, moldes e estruturas de ligação estáveis.Atualmente, as peças fundidas minerais têm sido amplamente utilizadas em muitos campos de máquinas-ferramenta, como retificadoras e usinagem de alta velocidade.Os fabricantes de retificadoras foram pioneiros no setor de máquinas-ferramentas no uso de peças fundidas minerais para bases de máquinas.Por exemplo, empresas de renome mundial como ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude, etc. sempre se beneficiaram do amortecimento, da inércia térmica e da integridade das peças fundidas minerais para obter alta precisão e excelente qualidade superficial no processo de retificação. .
Com cargas dinâmicas cada vez maiores, as peças fundidas minerais também são cada vez mais favorecidas por empresas líderes mundiais na área de retificadoras de ferramentas.O leito de fundição mineral possui excelente rigidez e pode eliminar a força causada pela aceleração do motor linear.Ao mesmo tempo, a combinação orgânica de bom desempenho de absorção de vibração e motor linear pode melhorar muito a qualidade da superfície da peça e a vida útil do rebolo.
Quanto à parte única.Dentro de 10.000 mm de comprimento é fácil para nós.
Qual é a espessura mínima da parede?
Em geral, a espessura mínima da seção da base da máquina deve ser de pelo menos 60 mm.Seções mais finas (por exemplo, 10 mm de espessura) podem ser fundidas com tamanhos e formulações de agregados finos.
A taxa de encolhimento após o vazamento é de cerca de 0,1-0,3 mm por 1000 mm.Quando são necessárias peças mecânicas de fundição mineral mais precisas, as tolerâncias podem ser alcançadas por retificação CNC secundária, lapidação manual ou outros processos de usinagem.
Nosso material de fundição mineral está escolhendo o granito preto Jinan da natureza.A maioria das empresas escolhe apenas granito de natureza normal ou pedra normal na construção civil.
· Matérias-primas: com partículas exclusivas de Granito Preto Jinan (também chamado de granito 'JinanQing') como agregado, que é mundialmente famoso por sua alta resistência, alta rigidez e alta resistência ao desgaste;
· Fórmula: com resinas epóxi reforçadas exclusivas e aditivos, diferentes componentes usando diferentes formulações para garantir desempenho abrangente ideal;
· Propriedades mecânicas: a absorção de vibrações é cerca de 10 vezes maior que a do ferro fundido, boas propriedades estáticas e dinâmicas;
· Propriedades físicas: a densidade é de cerca de 1/3 do ferro fundido, propriedades de barreira térmica mais altas que os metais, não higroscópica, boa estabilidade térmica;
· Propriedades químicas: maior resistência à corrosão que metais, favorável ao meio ambiente;
· Precisão dimensional: a contração linear após a fundição é de cerca de 0,1-0,3㎜/m, forma extremamente alta e precisão contrária em todos os planos;
· Integridade estrutural: podem ser moldadas estruturas muito complexas, enquanto a utilização de granito natural normalmente requer montagem, emenda e colagem;
· Reação térmica lenta: reage a mudanças de temperatura de curto prazo muito mais lentamente e muito menos;
· Inserções embutidas: fixadores, tubos, cabos e câmaras podem ser embutidos na estrutura, inserções de materiais incluindo metal, pedra, cerâmica e plástico, etc.