No campo da medição de precisão, a máquina de medição tridimensional é o equipamento principal para o controle de qualidade do produto, e a base serve como alicerce para sua operação estável. Seu desempenho em relação à deformação térmica determina diretamente a precisão da medição. Granito e ferro fundido, como dois materiais de base comuns, há muito atraem muita atenção devido às suas diferenças em relação à deformação térmica. Com a tecnologia de detecção visual de câmeras termográficas, podemos revelar diretamente a diferença essencial na estabilidade térmica entre os dois, fornecendo uma base científica para a seleção de equipamentos na indústria de manufatura de precisão.
Deformação térmica: o "assassino invisível" que afeta a precisão das medições em três coordenadas.
A máquina de medição tridimensional adquire dados tridimensionais através do contato da sonda com o objeto a ser medido. Qualquer deformação térmica da base causará o deslocamento da referência de medição. Em um ambiente industrial, fatores como a geração de calor durante a operação do equipamento e as flutuações na temperatura ambiente podem causar a expansão ou contração térmica da base. Pequenas deformações térmicas podem causar desvios posicionais na sonda de medição, levando, eventualmente, a erros de medição. Para indústrias com requisitos de altíssima precisão, como a aeroespacial e a de semicondutores, erros causados por deformação térmica podem levar ao descarte do produto ou à degradação do desempenho. Portanto, a estabilidade térmica da base é de vital importância.
Câmera termográfica: visualiza as diferenças na deformação térmica.
As câmeras termográficas podem converter a distribuição de temperatura na superfície de um objeto em imagens visuais. Ao analisar as mudanças de temperatura em diferentes áreas, elas podem apresentar visualmente a situação de deformação térmica. No experimento, selecionamos bases de máquinas de medição tridimensional de granito e ferro fundido com as mesmas especificações, simulamos a geração de calor durante a operação do equipamento no mesmo ambiente e usamos uma câmera termográfica para registrar as mudanças de temperatura e os processos de deformação térmica de ambas.
Base de ferro fundido: Deformação térmica significativa e estabilidade preocupante.
A imagem termográfica mostra que, após 30 minutos de operação da base de ferro fundido, ocorre uma distribuição superficial significativamente irregular. Devido à condutividade térmica desigual do ferro fundido, a temperatura em áreas localizadas da base aumenta rapidamente, podendo a diferença entre as temperaturas mais alta e mais baixa atingir 8 a 10 °C. Sob a ação do estresse térmico, a base de ferro fundido sofre pequenas deformações visíveis a olho nu. Equipamentos de medição de alta precisão detectaram que a variação em sua dimensão linear chega a 0,02-0,03 mm. Essa deformação pode aumentar o erro de medição para ±5 μm, afetando seriamente a precisão da medição. Além disso, após a parada da base de ferro fundido, o calor se dissipa lentamente, levando de 1 a 2 horas para retornar ao estado inicial, o que limita consideravelmente a capacidade de operação contínua do equipamento.
Base de granito: Excelente estabilidade térmica garante precisão nas medições.
Em nítido contraste, a base de granito exibe excelente estabilidade térmica durante a operação. Imagens de termografia mostram que a distribuição da temperatura na superfície é uniforme. Após uma hora de operação, a diferença máxima de temperatura na superfície da base é de apenas 1-2 °C. Isso se deve ao coeficiente de expansão térmica extremamente baixo do granito (5-7 × 10⁻⁶/°C) e à sua excelente uniformidade de condutividade térmica. Após os testes, a variação dimensional linear da base de granito, sob as mesmas condições de trabalho, é inferior a 0,005 mm, e o erro de medição pode ser controlado dentro de ±1 μm. Mesmo após operação contínua de longa duração, a base de granito mantém sua forma estável e, após a interrupção da operação, a temperatura retorna rapidamente a um estado estável, fornecendo uma referência confiável para medições subsequentes.
Através da apresentação intuitiva e da comparação de dados da câmera termográfica, a vantagem do granito em termos de estabilidade térmica torna-se evidente. Para empresas de manufatura que buscam medições de alta precisão, a escolha de uma máquina de medição tridimensional com base de granito pode reduzir efetivamente os erros de medição causados pela deformação térmica e melhorar a precisão e a eficiência da inspeção de produtos. Com a indústria manufatureira caminhando rumo à alta precisão e à inteligência, as bases de granito, com sua excepcional estabilidade térmica, certamente se tornarão o material preferido para máquinas de medição tridimensional e equipamentos de precisão ainda mais avançados, elevando o nível de controle de qualidade da indústria a um novo patamar.
Data da publicação: 13 de maio de 2025