Trong hơn một thế kỷ,giường máy công cụđã được đúc gang. Nó cứng, rẻ và nhiều thế hệ thợ xây biết chính xác nó hoạt động như thế nào. Nhưng những cỗ máy được chế tạo ngày nay không phải là những cỗ máy của một thế kỷ trước. Chúng chạy nhanh hơn, cắt mạnh hơn và được kỳ vọng sẽ có dung sai mà các kỹ sư đã tiêu chuẩn hóa giường sắt có vẻ vô lý.
Đó là lý do tại sao vật đúc khoáng chất - còn được gọi là bê tông polyme hoặc đá granit epoxy - đã chuyển từ mục đích tò mò sang vật liệu kết cấu nghiêm túc. Nó không phải là sự thay thế cho tất cả mọi thứ. Đó là câu trả lời tốt hơn cho một loạt vấn đề cụ thể đang ngày càng gia tăng.
Ưu điểm giảm xóc là có thật
Điểm yếu xác định của giường gang hoặc thép không phải là độ cứng. Đó là sự rung động. Kim loại dễ dàng truyền rung động và để nó kêu, và trong máy cắt, tiếng kêu đó trở thành tiếng kêu lạch cạch, bề mặt hoàn thiện kém và dụng cụ bị mài mòn nhanh hơn.
Đúc khoáng sản giải quyết vấn đề này ở cấp độ vật liệu. Bởi vì nó bao gồm khoảng 90% tổng hợp khoáng chất được liên kết trong ma trận epoxy đàn hồi nhớt, nên nó tiêu tán động năng thay vì truyền đi. Độ giảm chấn đo được gấp 8 đến 10 lần so với gang hoặc thép. Máy trên bệ đúc khoáng sẽ lắng xuống nhanh hơn sau khi di chuyển nhanh và chống rung lắc tốt hơn khi cắt nặng. Đối với độ bóng bề mặt và tuổi thọ dụng cụ, đó là lợi ích trực tiếp và có thể đo lường được.
Hành vi nhiệt hoạt động có lợi cho nó
Nhiệt là kẻ thù thầm lặng của độ chính xác. Máy nóng lên biến dạng không đều, biến dạng trở thành lỗi. Ở đây, quá trình đúc khoáng chất có một lợi thế đáng ngạc nhiên: độ dẫn nhiệt của nó khoảng 1 đến 3 W/mK, so với 40 đến 50 W/mK của gang - thấp hơn khoảng 20-năm lần. Vật liệu dẫn nhiệt chậm, do đó nhiệt đầu vào cục bộ lan truyền ít hơn và cấu trúc duy trì ổn định kích thước lâu hơn.
Hệ số giãn nở nhiệt của nó tương đương với sắt, có nghĩa là một chiếc giường đúc bằng khoáng chất hoạt động có thể dự đoán được khi cửa hàng ấm lên và nguội đi. Kết hợp với công suất nhiệt cao, vật liệu này có tác dụng làm giảm sự dao động nhiệt độ một cách hiệu quả có thể ảnh hưởng đến vùng làm việc.
Tự do thiết kế mà kim loại không thể mang lại
Đây là ưu điểm khiến hầu hết các kỹ sư phải ngạc nhiên. Đúc khoáng được đổ chứ không phải gia công từ khối đặc hay đúc trong khuôn đúc. Các chi tiết chèn, kênh làm mát, túi cảm biến và miếng đệm gắn được đúc trực tiếp vào cấu trúc. Các mặt tựa của đường dẫn hướng và các bề mặt chuẩn có thể được định vị ở nơi mà thiết kế cần đến, chứ không phải ở nơi mà thao tác gia công có thể tiếp cận được.
Lợi ích thực tế là ít hoạt động thứ cấp hơn và thời gian lắp ráp ngắn hơn. Người chế tạo máy sẽ tích hợp các bộ phận vào chính giường thay vì bắt vít chúng sau đó. Đó là mức giảm thực sự về chi phí và tăng dung sai-.
Những giới hạn trung thực
Sẽ là sai lầm nếu coi việc đúc khoáng sản như một câu trả lời phổ quát. Độ cứng của nó thấp hơn mô đun - của gang Young khoảng 15 đến 40 GPa so với 80 đến 140 GPa của sắt - nên các phần phải dày hơn để phù hợp với độ cứng. Và mặc dù cường độ nén của nó rất tuyệt vời nhưng độ bền kéo của nó lại thấp, vì vậy các thiết kế phải tránh khiến vật liệu bị căng. Gang cứng hơn; đúc khoáng sản giảm chấn tốt hơn. Sự lựa chọn đúng đắn phụ thuộc vào máy móc và ứng dụng chứ không phụ thuộc vào thời trang.
Ngành công nghiệp đang tập trung vào một giải pháp kết hợp: thép hoặc sắt dành cho khung-chịu tải nơi độ cứng là rất quan trọng và đúc bằng khoáng chất nơi khả năng giảm chấn, ổn định nhiệt và tích hợp là quan trọng nhất.
Nơi kinh nghiệm xuất hiện
Một chiếc giường đúc khoáng sản ra khỏi khuôn có hình dạng đẹp, nhưng không có bề mặt chuẩn đã hoàn thiện. Độ chính xác tồn tại trong quá trình-gia công đúc và mài - giống như nguyên tắc mà một cửa hàng đá granite chính xác thực hiện hàng ngày. Unparalleled Ltd. đã mang di sản đó vào dây chuyền đúc khoáng sản của mình. Hoạt động kinh doanh cốt lõi của công ty là các bộ phận máy làm bằng đá granit được hoàn thiện đến độ phẳng-micron, sử dụng các máy mài-cực lớn và các kỹ thuật viên có kinh nghiệm-nát bằng tay hàng chục năm. Các phòng đo lường của nó, được cách ly khỏi rung động và được giữ ở nhiệt độ ổn định, xác minh kết quả bằng các thiết bị có thể truy nguyên được bởi các cơ quan tiêu chuẩn quốc gia.
Nền tảng đó rất quan trọng vì lớp đúc bằng khoáng chất chỉ tốt khi có bề mặt hoàn thiện của nó. Đổ composite là phần dễ dàng. Việc mài các bệ dẫn hướng của nó đến độ phẳng mà một cỗ máy chính xác yêu cầu chính là nơi thể hiện khả năng thực sự.
Một kết luận đo lường
Đúc khoáng sản sẽ không loại bỏ gang. Tuy nhiên, nó đang giành được một vị trí cố định trong việc xây dựng máy công cụ - cho những máy cần giảm xóc, ổn định nhiệt và tự do thiết kế hơn là chúng cần độ cứng thô. Những người xây dựng hiểu rõ từng vật liệu sẽ thắng ở đâu sẽ chế tạo được những cỗ máy tốt hơn. Đó là tương lai, và nó đã ở đây rồi.