Úvod: Boj proti štrukturálnym vibráciám
Pri vysokorýchlostnom CNC frézovaní, brúsení a presnom gravírovaní- sú štrukturálne vibrácie primárnym limitujúcim faktorom kvality povrchu a životnosti nástroja. Keď sa rezný nástroj dostane do záberu s obrobkom pri vysokých otáčkach, rezné sily generujú vysokofrekvenčné budenie-. Ak sa tieto vibrácie šíria rámom stroja, spôsobujú rezonanciu, ktorá vedie k viditeľným chveniam na obrobku a zrýchlenému mikro-odštiepeniu hrán rezného nástroja.
Historicky sa výrobcovia obrábacích strojov spoliehali na šedú liatinu kvôli jej slušnej zlievateľnosti a miernemu tlmeniu. Keďže však moderná výroba vyžaduje vyššie rýchlosti posuvu, užšie tolerancie (kde je drsnosť povrchu menšia ako 0,1 mikrometra) a dlhšiu životnosť nástroja, liatinu rýchlo nahrádzajú vysokovýkonné{2}}kompozitné materiály. BEZPLATNÝzákladne strojov na odlievanie minerálov(známy aj ako umelá žula alebo živicový betón) predstavujú najmodernejší-štrukturálny dizajn obrábacích strojov.
Fyzika tlmenia: odlievanie minerálov vs. liatina
Tlmenie je schopnosť materiálu rozptýliť mechanickú energiu (vibrácie) jej premenou na mikro-tepelnú energiu. Pomer tlmenia (reprezentovaný ako koeficient eta) je bezrozmerným meradlom tejto schopnosti. Keď lôžko stroja zažije náraz alebo cyklus vibrácií, materiál s vysokým tlmením privedie systém späť do pokoja oveľa rýchlejšie ako materiál s nízkym tlmením.
Matematický pokles amplitúdy vibrácií v priebehu času sa vypočíta ako:
Amplitúda v čase t=Počiatočná amplitúda vynásobená matematickou konštantou e navýšenou na mocninu negatívneho pomeru tlmenia, vynásobená vlastnou frekvenciou a časom.
Porovnávací pohľad na pomery tlmenia odhaľuje jasnú prevahu minerálneho odlievania:
Konštrukčná oceľ: Pomer tlmenia približne 0,001.
Sivá liatina: Pomer tlmenia približne 0,003.
Minerálne odlievanie: Pomer tlmenia približne 0,020 až 0,030.
Tlmiaca schopnosť BEZPLATNÉHO minerálneho odliatku je približne 10-krát väčšia ako u sivej liatiny a takmer 30-krát väčšia ako u konštrukčnej ocele. Toto výnimočné tlmenie takmer okamžite potláča vysoko-frekvenčné harmonické. Pre koncového-používateľa to priamo znamená:
Vynikajúca kvalita povrchu: Eliminuje mikro-chvenie, čo umožňuje povrchovú úpravu optickej-triedy priamo z frézky.
Predĺžená životnosť nástroja: Zníženie amplitúdy vibrácií minimalizuje cyklické nárazové opotrebovanie tvrdokovových a diamantových nástrojov, čím sa predlžuje životnosť nástroja až o 30 percent.
Zvýšené rýchlosti posuvu: Stroje môžu pracovať pri oveľa vyšších dynamických parametroch bez vyvolania štrukturálnej nestability.
Zloženie materiálu a plnšie rozdelenie veľkosti častíc
BEZPLATNÉ minerálne odlievanie je pokročilý kompozitný materiál skonštruovaný z dvoch základných komponentov: vysoko{0}}čistoty prírodného minerálneho kameniva a vysoko{1}}výkonného spojivového systému epoxidovej živice.
Zmes kameniva pozostáva zo starostlivo vybraných kremenných, čadičových a žulových štrkov. Aby sme dosiahli maximálnu hustotu balenia a minimalizovali objem potrebnej drahej epoxidovej živice, využívame Fullerovu distribučnú krivku na optimalizáciu pomeru veľkosti zŕn. Zmiešaním presných frakcií hrubých, stredných, jemných a ultra{2}}jemných častíc menšie zrná dokonale vyplnia medzery medzi väčšími kameňmi.
Percento kameniva, ktoré prešlo sitom s veľkosťou otvorov d, sa vypočíta takto:
Percento=100 vynásobené pomerom veľkosti otvoru d k maximálnej veľkosti častíc D, zvýšené na mocninu stupňovacieho exponentu n (optimalizované takmer 0,5 pre maximálnu štrukturálnu hustotu).
Táto vysoko hustá agregovaná matrica je spojená pomocou pokročilej epoxidovej živice vytvrdzujúcej za studena- (predstavuje približne 8 až 12 percent z celkovej hmotnosti). Na rozdiel od tradičného odlievania železa, ktoré si vyžaduje tavenie kovov pri teplotách presahujúcich 1200 stupňov Celzia, sa náš minerálny odliatok spracováva cyklom vytvrdzovania za studena, ktorý je šetrný k životnému prostrediu, pri nízkych{5}}teplotách, čo vedie k prakticky nulovému zmršťovaniu a nulovému zvyškovému tepelnému namáhaniu.
Sloboda dizajnu a funkčná integrácia
Jednou z najsilnejších výhod BEZPLATNÉHO minerálneho odlievania je schopnosť odlievať zložité vnútorné prvky priamo do lôžka stroja. Pretože sa materiál spracováva v tekutom stave pri izbovej teplote, môžeme pred odlievaním umiestniť funkčné komponenty do formy:
Vstavané oceľové kotvy a vodiace lišty: Vysoko presné oceľové dosky s privarenými kotviacimi čapmi možno odliať priamo do kompozitu. Tieto dosky sú následne precízne-brúsené, aby slúžili ako referenčné montážne plochy pre lineárne vedenia.
Integrované chladiace kanály: Kvapalné chladiace rúrky môžu byť zaliate do konštrukcie. To umožňuje aktívnu reguláciu teploty lôžka stroja a zabraňuje tepelnej deformácii počas predĺžených cyklov obrábania s vysokým{1}}výkonom.
Vnútorné vedenia a dutiny: Elektrické vedenia, hydraulické vedenia a pneumatické hadice možno viesť vo vnútri odliatku, čím sa vytvorí vysoko integrovaná, priestor-šetriaca a čistá architektúra stroja.
Elimináciou viacerých krokov obrábania a montáže po{0}}odlievaní poskytuje UNPARALLELED mineral casting výrobcom obrábacích strojov optimalizované, vysoko{1}}výkonné konštrukčné riešenie, ktoré kombinuje extrémnu dynamickú stabilitu s bezkonkurenčnou flexibilitou dizajnu.