У CNC нумеричкој управљачкој опреми, иако је гранит постао важан материјал због својих јединствених својстава, његови инхерентни недостаци такође могу имати одређени утицај на перформансе опреме, ефикасност обраде и трошкове одржавања. Следи анализа специфичних утицаја које недостаци гранита доносе из више димензија:
Прво, материјал је веома крхак и склон ломљењу и оштећењима
Основни недостатак: Гранит је природни камен и у суштини је крхки материјал са слабом ударном жилавошћу (вредност ударне жилавости је приближно 1-3 Ј/цм², што је знатно ниже од 20-100 Ј/цм² металних материјала).
Утицај на ЦНЦ опрему:
Ризици приликом инсталације и транспорта: Током монтаже или руковања опремом, ако је изложена судару или паду, гранитне компоненте (као што су основе и вођице) су склоне пукотинама или оштећеним угловима, што доводи до нетачности. На пример, ако се на гранитној платформи трокоординатне мерне машине појаве скривене пукотине због неправилног рада током инсталације, то може довести до постепеног погоршања равности током дуготрајне употребе, што утиче на резултате мерења.
Скривене опасности у процесу обраде: Када ЦНЦ опрема наиђе на изненадно преоптерећење (као што је судар алата са радним предметом), гранитне вођице или радни столови могу се сломити због немогућности да издрже тренутну силу удара, што доводи до гашења опреме ради одржавања, па чак и покретања ланца прецизних кварова.
Друго, велика тежина обраде ограничава дизајн сложених структура
Главни недостаци: Гранит има високу тврдоћу (6-7 на Мосовој скали), и потребно га је брусити и обрађивати посебним алатима као што су дијамантски брусни точкови, што резултира ниском ефикасношћу обраде (ефикасност глодања је само 1/5 до 1/3 ефикасности металних материјала), а трошкови обраде сложених закривљених површина су високи.
Утицај на ЦНЦ опрему:
Структурна ограничења у дизајну: Да би се избегле потешкоће у обради, гранитне компоненте се обично пројектују у једноставним геометријским облицима (као што су плоче, правоугаоне вођице), што отежава постизање сложених унутрашњих шупљина, лаганих укрућених плоча и других структура које се могу постићи ливењем/сечењем металним материјалима. То доводи до чињенице да је тежина гранитне основе често превелика (10%-20% тежа од ливеног гвожђа за исту запремину), што може повећати укупно оптерећење опреме и утицати на динамичке перформансе одзива током кретања великом брзином.
Високи трошкови одржавања и замене: Када дође до локалног хабања или оштећења гранитних компоненти, тешко их је поправити методама као што су заваривање или сечење. Обично је потребно заменити целу компоненту, а нове компоненте поново брусити и калибрисати ради тачности, што доводи до продуженог застоја (једна замена може трајати 2-3 недеље) и значајног повећања трошкова одржавања.
III. Неизвесност природних текстура и унутрашњи дефекти
Основни недостатак: Као природни минерал, гранит има неконтролисане унутрашње пукотине, поре или минералне нечистоће, а униформност материјала различитих жила значајно варира (флуктуација густине може достићи ±5%, флуктуација модула еластичности ±8%).
Утицај на ЦНЦ опрему:
Ризик по прецизну стабилност: Ако се деси да подручје обраде компоненте садржи унутрашње пукотине, током дуготрајне употребе, пукотине се могу проширити услед напрезања, узрокујући локалне деформације и утичући на тачност опреме. На пример, ако гранитне вођице CNC брусилице имају скривене отворе за ваздух, оне се могу постепено урушити под утицајем вибрација високе фреквенције, што доводи до прекомерне грешке у праволинијској праволинији вођица.
Разлике у перформансама серија: Гранитни материјали из различитих серија могу искусити флуктуације у кључним индикаторима као што су коефицијент термичког ширења и перформансе пригушења због разлика у минералном саставу, што утиче на конзистентност серијске производње опремом. За аутоматизоване производне линије које захтевају интеракцију више уређаја, такве разлике могу довести до повећања дисперзије тачности обраде.
Четврто, тешка је, што утиче на динамичке перформансе опреме
Главни недостатак: Гранит има високу густину (2,6-3,0 г/цм³), а његова тежина је приближно 1,2 пута већа од ливеног гвожђа и 2,5 пута већа од легуре алуминијума при истој запремини.
Утицај на ЦНЦ опрему:
Кашњење одзива кретања: У центрима за обраду великом брзином или машинама са пет оса, велика маса гранитне основе ће повећати инерцију оптерећења линеарног мотора/водећег вијка, што ће резултирати кашњењем динамичког одзива током убрзања/успоравања (што може повећати време покретања и заустављања за 5% до 10%), утичући на ефикасност обраде.
Повећана потрошња енергије: Покретање тешких гранитних компоненти захтева снажније серво моторе, што повећава укупну потрошњу енергије опреме (стварна мерења показују да је под истим радним условима потрошња енергије опреме од гранитне основе 8%-12% већа од опреме од ливеног гвожђа). Дуготрајна употреба ће повећати трошкове производње.
Пето, способност отпорности на термички шок је ограничена
Основни недостатак: Иако гранит има низак коефицијент термичког ширења, његова топлотна проводљивост је лоша (са топлотном проводљивошћу од само 1,5-3,0 W/(m · K, приближно 1/10 од ливеног гвожђа), а нагле локалне промене температуре су склоне стварању термичког напрезања.
Утицај на ЦНЦ опрему:
Проблем температурне разлике у подручју обраде: Ако течност за резање концентровано еродира локално подручје гранитног радног стола, може изазвати температурни градијент (као што је температурна разлика од 5-10℃) између овог подручја и околног подручја, што доводи до мањих термичких деформација (количина деформације може достићи 1-3μm), што утиче на тачност и конзистентност прецизне обраде (као што је брушење зупчаника на микронском нивоу).
Дугорочни ризик од термичког замора: У радионичким окружењима са честим покретањима и гашењима или великим температурним разликама између дана и ноћи, гранитне компоненте могу развити микропукотине због поновљеног термичког ширења и скупљања, постепено слабећи структурну крутост.
Време објаве: 24. мај 2025.