Kuri medžiaga labiau tinka ultra{0}}tikslaus apdorojimo įrangai: ketaus ar granito?

Sparčiai atnaujinus pramonės šakas, įskaitant puslaidininkių litografiją, optinių komponentų šlifavimą, nanoskalės matavimą ir itin{0}}tikslius aviacijos ir kosmoso komponentų apdirbimą, įrangos apdirbimo tikslumas padidėjo nuo mikrometro iki submikronų ir nanometrų. Staklių pagrindinių medžiagų terminis stabilumas, vibracijos slopinimo geba ir ilgalaikis matmenų stabilumas tiesiogiai lemia viršutinę bendro mašinos tikslumo ribą. Dėl gero liejimo ir didelio gniuždymo stiprumo pilkasis ketus ilgą laiką buvo pagrindinė bendrųjų staklių lovų medžiaga. Priešingai, natūralus granitas, turintis unikalią mineralinių kristalų struktūrą, pasižymi išskirtiniais pranašumais taikant itin-tikslius darbus. Šiame darbe ketus ir granitas lyginamas pagal tris aspektus: pagrindinės medžiagos savybes, taikomas darbo sąlygas ir ilgalaikes eksploatavimo sąnaudas, ir nurodoma optimali bazinė medžiaga itin tiksliam apdirbimo įrenginiui.
I. Išsamus dviejų pagrindinių medžiagų savybių palyginimas
1. Vibracijos slopinimo našumas: granitas puikiai pranoksta ketų ir pašalina didelio{1}}dažnio vibracijos žymes
Vibracija yra didžiausias itin{0}}tikslaus apdirbimo priešas. Mikro-vibracijos, kurias sukuria stūmokliniai didelio greičio- velenai, pjovimo smūgiai ir kitos dirbtuvių įrangos trikdžiai, tiesiogiai sukelia traškėjimo žymes ant ruošinių, kontūro tikslumo nukrypimus ir pagreitina įrankio susidėvėjimą.
Pilkasis ketus išsklaido vibracijos energiją dėl trinties tarp vidinių dribsnių grafito sluoksnių ir užtikrina pagrindinį vibracijos slopinimą, atitinkantį įprastų CNC frezavimo staklių ir šlifavimo staklių reikalavimus. Tačiau jo slopinimo koeficientas yra ribotas, aukšto-dažnio vibracijos lėtai silpsta, o likęs skambėjimas išlieka ir palietus. Jis negali izoliuoti išorinės mikro-vibracijos nuo dirbtuvių štampavimo įrangos, oro kompresorių ir viršutinių kranų.
Natūralų granitą sudaro susipynę tankūs kvarco ir lauko špato kristalai. Jo slopinimo našumas yra 6–10 kartų didesnis nei pilkojo ketaus; vibracijos energija akimirksniu išsisklaido kristalų sąsajose be likutinės vibracijos, todėl pramonėje tai yra visuotinai pripažinta „inertinės vibracijos{3}slopinimo medžiaga“. Dirbtuvėse, kuriose yra kelios gamybos linijos, granito pagrindai gali sumažinti daugiau nei 80 % mikro{6}}vibracijų, perduodamų tarp įrangos. Jie tinka itin tiksliems procesams, kuriems nereikia jokios vibracijos, pvz., veidrodinio šlifavimo, optinio poliravimo ir plokštelių tikrinimo, efektyviai pagerina ruošinio paviršiaus apdailą ir prailgina deimantinių šlifavimo diskų bei tikslaus pjovimo įrankių tarnavimo laiką.
Ketaus ir granito vibracijos skilimo palyginimo schema
2. Terminis stabilumas ir matmenų deformacija: Mažas terminis plėtimasis ir minimali granito kostiumo deformacija, pastovi-Temperatūros precizijos dirbtuvės
Temperatūros svyravimų sukeltas terminis plėtimasis ir susitraukimas yra pagrindinė ilgalaikio -labai tikslios įrangos{1}} tikslumo svyravimo priežastis.
Ketaus pasižymi dideliu šilumos laidumu ir dideliu šiluminio plėtimosi koeficientu, todėl esant nedideliems aplinkos temperatūros pokyčiams akivaizdžiai deformuojasi. Tuo tarpu liejinių viduje yra liekamasis įtempis, kuris palaipsniui atsipalaiduoja kintant karštoms ir šaltoms sąlygoms ir sukelia nuolatinę mažą mašinos pagrindo deformaciją. Net po kelių dirbtinio senėjimo procedūrų negalima visiškai pašalinti šliaužimo rizikos, todėl reikia dažnai tiksliai kalibruoti.
Per milijonus metų natūralaus geologinio senėjimo susiformavęs granitas visiškai pašalino vidinę įtampą ir nepatiria ilgalaikės{0}}šliaužiančios deformacijos. Jo linijinis plėtimosi koeficientas yra tik perpus mažesnis nei ketaus, pasižymi stipria šilumine inercija ir itin mažu šilumos laidumu. Jo matmenys keičiasi nežymiai, kai veikia dienos-nakties temperatūrų skirtumai dirbtuvėse, nuolatinis veleno šilumos generavimas ir aušinimo skysčio temperatūros svyravimai. Jis ilgą laiką gali išlaikyti submikroninius padėties nustatymo etalonus, drastiškai sumažindamas įprastinio įrangos kalibravimo dažnį ir puikiai tinka pastovios{5}}temperatūrinės aukšto{6}}tikslumo gamybos aplinkai puslaidininkių ir metrologijos laboratorijose.
3. Paviršiaus tikslumas, atsparumas dėvėjimuisi ir atsparumas korozijai: granitas pasižymi dideliu natūraliu kietumu, nuliniu rūdžių ir nuolatiniu etaloniniu tikslumu
Ketaus pagrindo darbiniai paviršiai reikalauja dirbtinio grūdinimo ir šlifavimo, o jų kietumas yra ribotas. Dėl ilgalaikio-slydimo ir susidūrimo su ruošiniu lengvai susidaro įbrėžimai ir įdubimai. Kaip metalinė medžiaga, ketaus rūdija, kai veikiamas pjovimo skysčio ir drėgmės, ir rūdžių dėmės tiesiogiai pažeidžia etaloninių paviršių lygumą, todėl kasmet reikia remontuoti ir šlifuoti didelius plotus.
Granitas yra 6–7 balai pagal Moho kietumo skalę, daug kietesnis nei ketaus, todėl pasižymi puikiu atsparumu dilimui ir įbrėžimams. Veidrodinio-laipsnio darbiniai paviršiai gali būti pagaminti tiksliai apdirbus. Chemiškai inertiškas, jis nereaguoja su pjovimo skysčiais, tepalais, rūgštimis ar šarmais ir niekada nerūdija, todėl nebereikia antikorozinių dangų. Jo plokštumas ir etaloninių paviršių tiesumas po ilgo{7}}eksploatavimo beveik nepablogėja, todėl tenkina ilgalaikio-didelio tikslumo koordinačių matavimo mašinų, optinių tikrinimo platformų ir oro{10}}ultra{11}}tiksliosios įrangos{11}operavimo poreikį.
4. Konstrukcinis tvirtumas,{1}}laikomoji galia ir apdirbamumas: kiekviena medžiaga turi savo taikymo sritį
Pagrindinis ketaus pranašumas yra puikus liejimo plastiškumas, leidžiantis integruotai formuoti sudėtingas tuščiavidures konstrukcijas, standiklius ir aušinimo kanalus. Jis turi didesnį atsparumą tempimui ir atsparumą smūgiams, todėl tinka sunkiems-pjovimo ir didelio-tonažo metalo-pjovimo staklėms, kurios atlaiko didelius frezavimo smūgius. Nepaisant to, liejiniuose gali atsirasti vidinių defektų, tokių kaip prapūtimo skylės ir smėlio poros, todėl vietinis standumas tampa netolygus.
Granitas pasižymi itin dideliu gniuždymo stipriu, tačiau dideliu trapumu ir prastais tempimo charakteristikomis, todėl jis netinkamas darbo sąlygoms su stipriais pjovimo smūgiais. Tvirti monolitiniai granito pagrindai užtikrina vienodą bendrą standumą, be vidinių pūtimo angų defektų, idealiai tinka lengvos ir vidutinės{1}}apkrovos itin{2}}tiksliajai įrangai. Itin dideliam-tononiniam įrenginiui galima pritaikyti pastorintas plokštes, daugiataškes atramas ir įterptus metalinius sriegius, kad būtų kompensuojamas nepakankamas atsparumas įtempiams montuojant, subalansuota apkrovos-laikomoji galia ir tikslus stabilumas.
5. Ilgalaikių{1}}eksploatavimo ir priežiūros išlaidų palyginimas
Ketaus pagrindai: kasmetinė anti-rūdžių priežiūra, reguliarus tikslumo kalibravimas ir didelio-paviršiaus ploto atnaujinimas kas 3–5 metus lemia dideles ilgalaikes-darbo ir vartojimo išlaidas.
Granito pagrindai: juos tiksliai apdirbus{0}}nereikia šlifuoti ar atnaujinti dešimtmečius, taikant nulines anti-rūdžių procedūras. Jų tikslumo sulaikymo ciklas yra 3–5 kartus ilgesnis nei ketaus, todėl vidutinės ir ilgalaikės{5}}kaštai yra mažesni.
II. Aiškus medžiagų pasirinkimas pagal taikymo scenarijus: ketus bendroms staklėms, granitas pirmenybė teikiama ultra-tiksliajai įrangai
Pilko ketaus taikymo scenarijai (bendra įranga su standartiniu tikslumu)
Įprasti vertikalūs apdirbimo centrai, sunkios ožinės pjovimo staklės, standartinės formų frezavimo staklės, štampavimo pagalbinė įranga ir didelės{0}}apkrovos grublėtosios staklės.
Pasirinkimo logika: šiose mašinose pagrindinis dėmesys skiriamas sunkiųjų metalų pjovimui ir didelio{0}}smūgio apdorojimui be nanoskalės tikslumo reikalavimų. Klientai vertina integruotą komplekso formavimą ir atsparumą smūgiams, siekdami mažų pradinių pirkimo išlaidų.
Natūralaus granito taikymo scenarijai (pramonės pageidaujamas pasirinkimas itin{0}}tikslaus apdirbimo / metrologijos įrangai)
Puslaidininkinių plokštelių šlifavimas, ultra-tikslus optinių lęšių poliravimas, nanoskalės koordinačių matavimo mašinos, tikslūs kontūrai, itin-tikslios graviravimo ir frezavimo staklės, kietų ir trapių medžiagų, pvz., safyro ir keramikos, apdirbimas, laboratorinės metrologijos etaloninės platformos ir oro{{1}aparatai.
Pasirinkimo logika: pagrindiniai reikalavimai yra{0}}ilgalaikis matmenų stabilumas, puikus vibracijos slopinimas, minimali šiluminė deformacija ir nuolatinis didelis etaloninių paviršių tikslumas. Tokia įranga toleruoja nulinę mikro-vibraciją ar temperatūros pokytį, o ilgalaikis tikslumo stabilumas yra didžiausias prioritetas.
III. Pramonės taikymo tendencija: granito pagrindai, visiškai pritaikyti aukščiausios-galybės ultra-sudėtingose ​​​​gamybos linijose
Naujai pastatytose aukštos{0} klasės naujos energijos, puslaidininkių, optikos ir kosmoso gamybos linijose Kinijoje ketaus pagrindai buvo visiškai panaikinti itin-tikslaus apdirbimo ir tikrinimo įrangai, pakeisti integruotais didelio-tankio juodojo granito pagrindais. Pirmaujančių tikslios įrangos gamintojų bandymų duomenys rodo, kad esant identiškoms darbo sąlygoms, įranga su granitiniais pagrindais sumažina ruošinio kontūro tikslumo svyravimus 75 %, paviršiaus šiurkštumą pagerina 2–3 laipsniais ir 80 % sumažina metinį įrangos kalibravimo dažnį, o tai labai padidina aukščiausios klasės komponentų išeigą.
Pramonės techniniai ekspertai pažymi, kad ketus yra ekonomiškas{0}}brendusių bendrųjų staklių sprendimas, tačiau dėl jo fizinių savybių reikia nustatyti tikslias lubas. Gaminant nanometrais ir submikronais itin tiksliai, trys nepakeičiami granito stiprumai - vibracijos slopinimas, terminis stabilumas ir ilgalaikis matmenų stabilumas - daro jį optimalia pagrindine medžiaga dabartinėmis techninėmis sąlygomis ir pagrindiniu pagalbiniu komponentu atnaujinant aukštos{6} klasės tikslią įrangą.
IV. Santrauka ir pramonės perspektyva
Išvada padaryta palyginus keturis pagrindinius rodiklius: medžiagos slopinimą, terminį stabilumą, ilgalaikį -tikslumą ir atsparumą korozijai.
Pilko ketaus pagrindai atitinka bendrųjų staklių, atliekančių sunkų,{0}}standartinį tikslumą pjovimo, gamybos poreikius ir užtikrina puikų bendrą sąnaudų efektyvumą.
Naudojant ultra-tikslią įrangą, skirtą submikronų ir nanometrų apdirbimui ar matavimui, granito pagrindai gerokai pranoksta ketaus savybes ir yra standartizuotas pageidaujamas pasirinkimas pramonėje.
Tobulėjant Kinijos itin -tiksliosios gamybos pramonei, granito pagrindai vystysis prie pritaikytų sutirštėjusių- laikančiųjų konstrukcijų, sudėtinių įterptųjų įdėklų ir integruoto tikslaus apdirbimo griovelių. Remdamiesi standartizuotais tonažo-storio atrankos kriterijais ir užbaigtomis prieš-pristatymo tikslios patikros darbo eigomis, nuolat užpildysime vietos pagalbinių komponentų, skirtų aukščiausios-skilties tiksliajai įrangai, spragas ir teiksime stabilius ir patikimus etaloninius sprendimus aukščiausios klasės-pramonėms, įskaitant puslaidininkius, optiką ir aviaciją.