Quais são os benefícios do centro de usinagem para fundição de mármore?

Quais são os benefícios do centro de usinagem para fundição de mármore?
Os moldes minerais (granito artificial, também conhecido como concreto de resina) são amplamente aceitos na indústria de máquinas-ferramenta há mais de 30 anos como material estrutural.

Segundo as estatísticas, na Europa, uma em cada dez máquinas-ferramenta utiliza fundição mineral como base. No entanto, o uso de experiência inadequada, informações incompletas ou incorretas pode levar à desconfiança e ao preconceito contra a fundição mineral. Portanto, ao projetar novos equipamentos, é necessário analisar as vantagens e desvantagens da fundição mineral e compará-las com outros materiais.

A base de máquinas de construção é geralmente dividida em ferro fundido, concreto moldado in loco (polímero e/ou resina reativa), aço/estrutura soldada (com ou sem injeção de argamassa) e pedra natural (como granito). Cada material possui características próprias, e não existe um material estrutural perfeito. Somente examinando as vantagens e desvantagens do material de acordo com os requisitos estruturais específicos, é possível selecionar o material estrutural ideal.

As duas funções importantes dos materiais estruturais são garantir a geometria, a posição e a absorção de energia dos componentes, estabelecendo, respectivamente, requisitos de desempenho (desempenho estático, dinâmico e térmico), requisitos funcionais/estruturais (precisão, peso, espessura da parede, facilidade de uso de trilhos-guia) para instalação de materiais, sistema de circulação de fluidos, logística e requisitos de custo (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 geralmente é a rigidez do material — deformação mínima sob carga, em vez de alta resistência. Para deformação elástica estática, as peças fundidas em minerais podem ser consideradas materiais homogêneos isotrópicos que obedecem à lei de Hooke.

A densidade e o módulo de elasticidade das peças fundidas em minerais são, respectivamente, 1/3 dos do ferro fundido. Como as peças fundidas em minerais e as peças fundidas em ferro têm a mesma rigidez específica, sob o mesmo peso, a rigidez das peças fundidas em ferro e das peças fundidas em minerais é a mesma, independentemente da influência da forma. Em muitos casos, a espessura da parede das peças fundidas em minerais é geralmente 3 vezes maior que a das peças fundidas em ferro, e esse projeto não causa problemas em termos de propriedades mecânicas do produto ou da peça fundida. As peças fundidas em minerais são adequadas para trabalhar em ambientes estáticos que suportam pressão (por exemplo, bases, suportes, colunas) e não são adequadas para estruturas de paredes finas e/ou pequenas (por exemplo, mesas, paletes, trocadores de ferramentas, carros, suportes de fusos). O peso das peças estruturais geralmente é limitado pelo equipamento dos fabricantes de peças fundidas em minerais, e produtos de peças fundidas em minerais com mais de 15 toneladas são geralmente raros.

2. Características dinâmicas

Quanto maior a velocidade de rotação e/ou aceleração do eixo, mais importante se torna o desempenho dinâmico da máquina. O posicionamento rápido, a troca rápida de ferramentas e o avanço em alta velocidade intensificam 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 fortemente influenciadas pelas propriedades de amortecimento do material.

O uso de peças fundidas em minerais oferece uma boa solução para esses problemas. Por absorver vibrações 10 vezes melhor do que o ferro fundido tradicional, pode reduzir significativamente a amplitude e a frequência natural.

Em operações de usinagem, como torneamento, proporciona maior precisão, melhor qualidade de superfície e maior vida útil da ferramenta. Ao mesmo tempo, em termos de impacto sonoro, as peças fundidas em minério também apresentaram bom desempenho, comprovado pela comparação e verificação de bases, peças de transmissão e acessórios de diferentes materiais para grandes motores e centrífugas. De acordo com a análise de ruído de impacto, as peças fundidas em minério podem alcançar uma redução local de 20% no nível de pressão sonora.

3. Propriedades térmicas

Especialistas estimam que cerca de 80% dos desvios em máquinas-ferramenta são causados ​​por efeitos térmicos. Interrupções no processo, como fontes de calor internas ou externas, pré-aquecimento, troca de peças, etc., são causas de deformação térmica. Para selecionar o melhor material, é necessário esclarecer os requisitos do material. O alto calor específico e a baixa condutividade térmica conferem às peças fundidas em minério boa inércia térmica a influências transitórias de temperatura (como a troca de peças) e flutuações da temperatura ambiente. Se for necessário um pré-aquecimento rápido, como em uma mesa metálica, ou se a temperatura da mesa for proibida, dispositivos de aquecimento ou resfriamento podem ser fundidos diretamente na peça fundida em minério para controlar a temperatura. O uso desse 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 diferencia as peças fundidas em minerais de outros materiais. A temperatura máxima de fundição para peças fundidas em minerais é de 45°C e, com moldes e ferramentas de alta precisão, é possível fundir peças e peças fundidas em minerais simultaneamente.

Técnicas avançadas de refundição também podem ser utilizadas em peças fundidas em minério, resultando em superfícies de montagem e trilhos precisas que não requerem usinagem. Assim como outros materiais de base, as peças fundidas em minério estão sujeitas a regras específicas de projeto estrutural. A espessura da parede, os acessórios de suporte de carga, os insertos de reforço, os métodos de carga e descarga diferem, em certa medida, de outros materiais e precisam ser considerados antecipadamente durante o projeto.

III. Requisitos de custo

Embora seja importante considerar o ponto de vista técnico, a relação custo-benefício vem demonstrando cada vez mais sua relevância. O uso de peças fundidas em metal permite que os engenheiros economizem significativamente nos custos de produção e operação. Além da redução nos custos de usinagem, os custos de fundição, montagem final e logística (armazenagem e transporte) também são reduzidos. Considerando a alta funcionalidade das peças fundidas em metal, o projeto deve ser analisado como um todo. De fato, é mais sensato comparar os preços quando a base já está instalada ou pré-instalada. O custo inicial relativamente alto se refere aos moldes e ferramentas para fundição em metal, mas esse custo pode ser diluído com o uso a longo prazo (500-1000 peças/molde de aço), e o consumo anual gira em torno de 10-15 peças.

IV. Âmbito de utilização

Como material estrutural, as peças fundidas em minerais estão substituindo constantemente os materiais estruturais tradicionais, e a chave para seu rápido desenvolvimento reside na fundição em minerais, nos moldes e nas estruturas de ligação estáveis. Atualmente, as peças fundidas em minerais são amplamente utilizadas em diversos setores de máquinas-ferramenta, como retificadoras e usinagem de alta velocidade. Os fabricantes de retificadoras têm sido pioneiros no setor de máquinas-ferramenta ao utilizar peças fundidas em minerais para as bases das máquinas. Por exemplo, empresas mundialmente renomadas como ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude, etc., sempre se beneficiaram do amortecimento, da inércia térmica e da integridade das peças fundidas em minerais para obter alta precisão e excelente qualidade superficial no processo de retificação.

Com cargas dinâmicas cada vez maiores, as bases de fundição mineral têm sido cada vez mais utilizadas por empresas líderes mundiais no setor de retificadoras de ferramentas. A base de fundição mineral possui excelente rigidez e elimina eficazmente a força causada pela aceleração do motor linear. Ao mesmo tempo, a combinação perfeita entre o bom desempenho de absorção de vibrações e o motor linear melhora significativamente a qualidade da superfície da peça e a vida útil do rebolo.