El granito epoxi, también conocido como granito sintético, es una mezcla de epoxi y granito comúnmente utilizada como material alternativo para bases de máquinas herramienta.Se utiliza granito epoxi en lugar de hierro fundido y acero para una mejor amortiguación de las vibraciones, una mayor vida útil de la herramienta y un menor costo de ensamblaje.
Base de máquina herramienta
Las máquinas herramienta y otras máquinas de alta precisión dependen de una alta rigidez, estabilidad a largo plazo y excelentes características de amortiguación del material base para su rendimiento estático y dinámico.Los materiales más utilizados para estas estructuras son el hierro fundido, las fabricaciones de acero soldado y el granito natural.Debido a la falta de estabilidad a largo plazo y a las muy malas propiedades de amortiguación, las estructuras fabricadas con acero rara vez se utilizan cuando se requiere alta precisión.El hierro fundido de buena calidad, aliviado de tensiones y recocido, le dará a la estructura estabilidad dimensional y se puede moldear en formas complejas, pero necesita un proceso de mecanizado costoso para formar superficies de precisión después de la fundición.
El granito natural de buena calidad es cada vez más difícil de encontrar, pero tiene una mayor capacidad de amortiguación que el hierro fundido.Una vez más, al igual que ocurre con el hierro fundido, el mecanizado del granito natural requiere mucha mano de obra y es caro.
Las piezas fundidas de granito de precisión se producen mezclando agregados de granito (que se trituran, lavan y secan) con un sistema de resina epoxi a temperatura ambiente (es decir, proceso de curado en frío).También se puede utilizar relleno de agregado de cuarzo en la composición.La compactación vibratoria durante el proceso de moldeo compacta firmemente el agregado.
Durante el proceso de fundición se pueden fundir insertos roscados, placas de acero y tubos de refrigerante.Para lograr un grado aún mayor de versatilidad, los rieles lineales, las guías deslizantes de tierra y los soportes de motor se pueden replicar o inyectar, eliminando así la necesidad de cualquier mecanizado posterior al moldeado.El acabado superficial de la pieza fundida es tan bueno como el de la superficie del molde.
Ventajas y desventajas
Las ventajas incluyen:
■ Amortiguación de vibraciones.
■ Flexibilidad: se pueden integrar vías lineales personalizadas, tanques de fluido hidráulico, insertos roscados, fluido de corte y tuberías de conductos en la base de polímero.
■ La inclusión de insertos, etc., permite reducir considerablemente el mecanizado de la pieza fundida terminada.
■ El tiempo de montaje se reduce al incorporar múltiples componentes en una sola pieza.
■ No requiere un espesor de pared uniforme, lo que permite una mayor flexibilidad de diseño de su base.
■ Resistencia química a los solventes, ácidos, álcalis y fluidos de corte más comunes.
■ No requiere pintura.
■El composite tiene una densidad aproximadamente igual que la del aluminio (pero las piezas son más gruesas para lograr una resistencia equivalente).
■ El proceso de fundición de hormigón de polímero compuesto utiliza mucha menos energía que las piezas fundidas metálicas.Las resinas poliméricas fundidas utilizan muy poca energía para su producción y el proceso de fundición se realiza a temperatura ambiente.
El material de granito epoxi tiene un factor de amortiguación interno hasta diez veces mejor que el hierro fundido, hasta tres veces mejor que el granito natural y hasta treinta veces mejor que la estructura fabricada de acero.No se ve afectado por los refrigerantes, tiene una excelente estabilidad a largo plazo, una estabilidad térmica mejorada, una alta rigidez torsional y dinámica, una excelente absorción de ruido y tensiones internas insignificantes.
Las desventajas incluyen baja resistencia en secciones delgadas (menos de 1 pulgada (25 mm)), baja resistencia a la tracción y baja resistencia a los golpes.
Una introducción a los marcos de fundición mineral.
La fundición de minerales es uno de los materiales de construcción modernos más eficientes.Los fabricantes de máquinas de precisión estuvieron entre los pioneros en el uso de la fundición mineral.Hoy en día, su uso en fresadoras CNC, taladradoras, rectificadoras y máquinas de descarga eléctrica va en aumento, y las ventajas no se limitan a las máquinas de alta velocidad.
La fundición mineral, también conocida como material de granito epoxi, se compone de cargas minerales como grava, arena de cuarzo, harina glacial y aglutinantes.El material se mezcla según especificaciones precisas y se vierte en frío en los moldes.¡Una base sólida es la base del éxito!
Las máquinas herramienta de última generación deben funcionar cada vez más rápido y proporcionar más precisión que nunca.Sin embargo, las altas velocidades de desplazamiento y el mecanizado pesado producen vibraciones no deseadas en el bastidor de la máquina.Estas vibraciones tendrán efectos negativos en la superficie de la pieza y acortarán la vida útil de la herramienta.Los marcos de fundición mineral reducen rápidamente las vibraciones: aproximadamente 6 veces más rápido que los marcos de hierro fundido y 10 veces más rápido que los marcos de acero.
Las máquinas herramienta con lechos de fundición mineral, como las fresadoras y las amoladoras, son mucho más precisas y consiguen una mejor calidad superficial.Además, se reduce significativamente el desgaste de la herramienta y se prolonga la vida útil.
El marco de fundición mineral compuesto (granito epoxi) ofrece varias ventajas:
- Conformación y resistencia: El proceso de fundición mineral proporciona un grado excepcional de libertad con respecto a la forma de los componentes.Las características específicas del material y del proceso dan como resultado una resistencia comparativamente alta y un peso significativamente menor.
- Integración de infraestructura: El proceso de fundición mineral permite la integración sencilla de la estructura y componentes adicionales como guías, insertos roscados y conexiones para servicios, durante el propio proceso de fundición.
- Fabricación de estructuras de máquinas complejas: lo que sería impensable con los procesos convencionales se hace posible con la fundición mineral: mediante uniones adhesivas se pueden ensamblar varios componentes para formar estructuras complejas.
- Precisión dimensional económica: en muchos casos los componentes minerales fundidos se moldean hasta las dimensiones finales porque prácticamente no se produce ninguna contracción durante el endurecimiento.De esta manera se pueden eliminar otros costosos procesos de acabado.
- Precisión: Se logran superficies de referencia o de soporte de alta precisión mediante operaciones adicionales de rectificado, conformado o fresado.De este modo se pueden implementar muchos conceptos de máquinas de forma elegante y eficiente.
- Buena estabilidad térmica: la fundición mineral reacciona muy lentamente a los cambios de temperatura porque la conductividad térmica es significativamente menor que la de los materiales metálicos.Por este motivo, los cambios de temperatura breves influyen mucho menos en la precisión dimensional de la máquina herramienta.Una mejor estabilidad térmica de la bancada de una máquina significa que la geometría general de la máquina se mantiene mejor y, como resultado, se minimizan los errores geométricos.
- Sin corrosión: los componentes de fundición mineral son resistentes a aceites, refrigerantes y otros líquidos agresivos.
- Mayor amortiguación de vibraciones para una vida útil más larga de las herramientas: nuestra fundición mineral logra valores de amortiguación de vibraciones hasta 10 veces mejores que el acero o el hierro fundido.Gracias a estas características se obtiene una altísima estabilidad dinámica de la estructura de la máquina.Los beneficios que esto tiene para los fabricantes y usuarios de máquinas herramienta son claros: mejor calidad del acabado superficial de los componentes mecanizados o rectificados y una mayor vida útil de la herramienta, lo que se traduce en menores costes de herramienta.
- Medio Ambiente: Se reduce el impacto ambiental durante la fabricación.
Estructura de fundición mineral versus estructura de hierro fundido
Vea a continuación los beneficios de nuestra nueva estructura de fundición mineral frente a la estructura de hierro fundido utilizada anteriormente:
| Fundición de minerales (granito epoxi) | Hierro fundido | |
| Mojadura | Alto | Bajo |
| Rendimiento térmico | Baja conductividad térmica y alta especificación.calor capacidad | Alta conductividad térmica y baja especificación.capacidad calorífica |
| Piezas integradas | Diseño ilimitado y molde de una sola pieza y conexión perfecta | Mecanizado necesario |
| Resistencia a la corrosión | Extra alto | Bajo |
| Ambiental Amabilidad | Bajo consumo de energía | Alto consumo de energía |
Conclusión
La fundición mineral es ideal para las estructuras de bastidor de nuestras máquinas CNC.Ofrece claras ventajas tecnológicas, económicas y medioambientales.La tecnología de fundición mineral proporciona una excelente amortiguación de vibraciones, alta resistencia química y importantes ventajas térmicas (expansión térmica similar a la del acero).En el conjunto se pueden verter elementos de conexión, cables, sensores y sistemas de medición.
¿Cuáles son los beneficios del centro de mecanizado de lecho de granito de fundición mineral?
Las piezas fundidas minerales (granito artificial, también conocido como hormigón de resina) han sido ampliamente aceptadas en la industria de las máquinas herramienta durante más de 30 años como material estructural.
Según las estadísticas, en Europa una de cada diez máquinas herramienta utiliza fundición mineral como base.Sin embargo, el uso de experiencia inadecuada, información incompleta o incorrecta puede generar sospechas y prejuicios contra Mineral Castings.Por tanto, a la hora de fabricar nuevos equipos, es necesario analizar las ventajas y desventajas de las piezas fundidas minerales y compararlas con otros materiales.
La base de la maquinaria de construcción generalmente se divide en hierro fundido, fundición mineral (hormigón polimérico y/o resina reactiva), estructura de acero/soldada (con o sin lechada) y piedra natural (como el granito).Cada material tiene sus propias características y no existe un material estructural perfecto.Sólo examinando las ventajas y desventajas del material de acuerdo con los requisitos estructurales específicos, se puede seleccionar el material estructural ideal.
Las dos funciones importantes de los materiales estructurales: garantizar la geometría, la posición y la absorción de energía de los componentes, presentan respectivamente requisitos de rendimiento (rendimiento estático, dinámico y térmico), requisitos funcionales/estructurales (precisión, peso, espesor de pared, facilidad de uso de los rieles guía). para instalación de materiales, sistema de circulación de medios, logística) y requisitos de costos (precio, cantidad, disponibilidad, características del sistema).
I. Requisitos de desempeño para materiales estructurales.
1. Características estáticas
El criterio para medir las propiedades estáticas de una base suele ser la rigidez del material: deformación mínima bajo carga, en lugar de alta resistencia.Para la deformación elástica estática, las piezas fundidas minerales pueden considerarse materiales isotrópicos homogéneos que obedecen la ley de Hooke.
La densidad y el módulo de elasticidad de las piezas fundidas minerales son respectivamente 1/3 de los del hierro fundido.Dado que las piezas fundidas minerales y los hierros fundidos tienen la misma rigidez específica, bajo el mismo peso, la rigidez de las piezas fundidas de hierro y las piezas fundidas minerales es la misma sin considerar la influencia de la forma.En muchos casos, el espesor de pared de diseño de las piezas fundidas minerales suele ser 3 veces mayor que el de las piezas fundidas de hierro, y este diseño no causará ningún problema en términos de propiedades mecánicas del producto o de la pieza fundida.Las piezas fundidas minerales son adecuadas para trabajar en entornos estáticos que soportan presión (por ejemplo, camas, soportes, columnas) y no son adecuadas como estructuras de paredes delgadas y/o pequeñas (por ejemplo, mesas, paletas, cambiadores de herramientas, carros, soportes de husillo).El peso de las piezas estructurales suele estar limitado por el equipo de los fabricantes de fundición mineral, y los productos de fundición mineral de más de 15 toneladas son generalmente raros.
2. Características dinámicas
Cuanto mayor sea la velocidad de rotación y/o la aceleración del eje, más importante será el rendimiento dinámico de la máquina.El posicionamiento rápido, el reemplazo rápido de herramientas y la alimentación de alta velocidad fortalecen continuamente la resonancia mecánica y la excitación dinámica de las piezas estructurales de la máquina.Además del diseño dimensional del componente, la deflexión, la distribución de masa y la rigidez dinámica del componente se ven muy afectadas por las propiedades de amortiguación del material.
El uso de piezas fundidas minerales ofrece una buena solución a estos problemas.Debido a que absorbe las vibraciones 10 veces mejor que el hierro fundido tradicional, puede reducir en gran medida la amplitud y la frecuencia natural.
En operaciones de mecanizado como el mecanizado, puede aportar mayor precisión, mejor calidad de superficie y mayor vida útil de la herramienta.Al mismo tiempo, en términos de impacto acústico, las piezas fundidas minerales también obtuvieron buenos resultados mediante la comparación y verificación de bases, piezas fundidas de transmisión y accesorios de diferentes materiales para grandes motores y centrífugas.Según el análisis del sonido de impacto, la fundición mineral puede lograr una reducción local del 20% en el nivel de presión sonora.
3. Propiedades térmicas
Los expertos estiman que alrededor del 80% de las desviaciones de las máquinas herramienta se deben a efectos térmicos.Las interrupciones del proceso, como fuentes de calor internas o externas, precalentamiento, cambio de piezas de trabajo, etc., son causas de deformación térmica.Para poder seleccionar el mejor material, es necesario aclarar los requisitos del material.El alto calor específico y la baja conductividad térmica permiten que las piezas fundidas minerales tengan una buena inercia térmica ante influencias transitorias de temperatura (como cambios de piezas de trabajo) y fluctuaciones de la temperatura ambiente.Si se requiere un precalentamiento rápido, como un lecho de metal, o si la temperatura del lecho está prohibida, se pueden colocar dispositivos de calentamiento o enfriamiento directamente en la fundición mineral para controlar la temperatura.El uso de este tipo de dispositivo de compensación de temperatura puede reducir la deformación causada por la influencia de la temperatura, lo que ayuda a mejorar la precisión a un costo razonable.
II.Requisitos funcionales y estructurales.
La integridad es una característica distintiva que distingue las piezas fundidas minerales de otros materiales.La temperatura máxima de fundición de piezas de fundición mineral es de 45 °C y, junto con moldes y herramientas de alta precisión, se pueden fundir piezas y piezas de fundición de minerales.
También se pueden utilizar técnicas avanzadas de refundición en piezas en bruto de fundición mineral, lo que da como resultado superficies de montaje y rieles precisas que no requieren mecanizado.Al igual que otros materiales base, las piezas fundidas minerales están sujetas a reglas de diseño estructural específicas.El espesor de la pared, los accesorios de carga, las inserciones de nervaduras y los métodos de carga y descarga son todos diferentes de otros materiales hasta cierto punto y deben considerarse de antemano durante el diseño.
III.Requisitos de costos
Si bien es importante considerarlo desde un punto de vista técnico, la rentabilidad muestra cada vez más su importancia.El uso de piezas fundidas minerales permite a los ingenieros ahorrar importantes costos operativos y de producción.Además de ahorrar en costes de mecanizado, se reducen en consecuencia los costes de fundición, montaje final y el aumento de los costes logísticos (almacenamiento y transporte).Considerando la función de alto nivel de las piezas fundidas minerales, se debe considerar como un proyecto completo.De hecho, es más razonable hacer una comparación de precios cuando la base está instalada o preinstalada.El costo inicial relativamente alto es el costo de los moldes y herramientas de fundición mineral, pero este costo puede diluirse en el uso a largo plazo (500-1000 piezas/molde de acero), y el consumo anual es de aproximadamente 10-15 piezas.
IV.Ámbito de uso
Como material estructural, las piezas fundidas minerales reemplazan constantemente a los materiales estructurales tradicionales, y la clave de su rápido desarrollo radica en las piezas fundidas minerales, los moldes y las estructuras de unión estable.En la actualidad, las piezas fundidas minerales se han utilizado ampliamente en muchos campos de máquinas herramienta, como rectificadoras y mecanizado de alta velocidad.Los fabricantes de máquinas rectificadoras han sido pioneros en el sector de las máquinas herramienta utilizando piezas fundidas minerales para las bancadas de las máquinas.Por ejemplo, empresas de renombre mundial como ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude, etc. siempre se han beneficiado de la amortiguación, la inercia térmica y la integridad de las piezas fundidas minerales para obtener una alta precisión y una excelente calidad superficial en el proceso de rectificado. .
Con cargas dinámicas cada vez mayores, las piezas fundidas minerales también son cada vez más preferidas por las empresas líderes a nivel mundial en el campo de las rectificadoras de herramientas.El lecho de fundición mineral tiene una rigidez excelente y puede eliminar la fuerza causada por la aceleración del motor lineal.Al mismo tiempo, la combinación orgánica de un buen rendimiento de absorción de vibraciones y un motor lineal puede mejorar en gran medida la calidad de la superficie de la pieza de trabajo y la vida útil de la muela.
En cuanto a la parte única.Dentro de 10000 mm de longitud es fácil para nosotros.
¿Cuál es el espesor mínimo de pared?
En general, el espesor mínimo de la sección de la base de la máquina debe ser de al menos 60 mm.Se pueden colar secciones más delgadas (por ejemplo, de 10 mm de espesor) con formulaciones y tamaños de agregados finos.
La tasa de contracción después del vertido es de aproximadamente 0,1-0,3 mm por 1000 mm.Cuando se requieren piezas mecánicas de fundición mineral más precisas, las tolerancias se pueden lograr mediante rectificado CNC secundario, lapeado manual u otros procesos de mecanizado.
Nuestro material de fundición mineral elige el granito negro Jinan natural.La mayoría de las empresas simplemente eligen granito natural normal o piedra normal en la construcción de edificios.
· Materias primas: con partículas únicas de granito negro Jinan (también llamado granito 'JinanQing') como agregado, mundialmente famoso por su alta resistencia, alta rigidez y alta resistencia al desgaste;
· Fórmula: con aditivos y resinas epoxi reforzadas únicas, diferentes componentes que utilizan diferentes formulaciones para garantizar un rendimiento integral óptimo;
· Propiedades mecánicas: la absorción de vibraciones es aproximadamente 10 veces mayor que la del hierro fundido, buenas propiedades estáticas y dinámicas;
· Propiedades físicas: la densidad es aproximadamente 1/3 de la del hierro fundido, propiedades de barrera térmica más altas que los metales, no higroscópico, buena estabilidad térmica;
· Propiedades químicas: mayor resistencia a la corrosión que los metales, respetuosas con el medio ambiente;
· Precisión dimensional: la contracción lineal después de la fundición es de aproximadamente 0,1-0,3㎜/m, forma extremadamente alta y precisión de contrapeso en todos los planos;
· Integridad estructural: se pueden moldear estructuras muy complejas, mientras que el uso de granito natural generalmente requiere ensamblaje, empalme y unión;
· Reacción térmica lenta: reacciona a cambios de temperatura de corta duración es mucho más lenta y mucho menor;
· Insertos integrados: se pueden incrustar sujetadores, tuberías, cables y cámaras en la estructura, insertos de materiales como metal, piedra, cerámica y plástico, etc.