U CNC numeričkoj upravljačkoj opremi, iako je granit postao važan materijal zbog svojih jedinstvenih svojstava, njegovi inherentni nedostaci također mogu imati određeni utjecaj na performanse opreme, učinkovitost obrade i troškove održavanja. Slijedi analiza specifičnih utjecaja koje nedostaci granita donose iz više dimenzija:
Prvo, materijal je vrlo krhak i sklon lomljenju i oštećenju
Osnovni nedostatak: Granit je prirodni kamen i u biti je krhki materijal sa slabom udarnom žilavošću (vrijednost udarne žilavosti je približno 1-3 J/cm², što je znatno niže od 20-100 J/cm² metalnih materijala).
Utjecaj na CNC opremu:
Rizici ugradnje i transporta: Tijekom montaže ili rukovanja opremom, ako je izložena udaru ili padu, granitne komponente (poput baza i vodilica) sklone su pukotinama ili okrnjenim kutovima, što dovodi do gubitka točnosti. Na primjer, ako granitna platforma trokoordinatnog mjernog stroja razvije skrivene pukotine zbog nepravilnog rada tijekom ugradnje, to može dovesti do postupnog pogoršanja ravnosti tijekom dugotrajne upotrebe, što utječe na rezultate mjerenja.
Skrivene opasnosti u procesu obrade: Kada CNC oprema naiđe na iznenadno preopterećenje (kao što je sudar alata s obratkom), granitne vodilice ili radni stolovi mogu se slomiti zbog nemogućnosti da izdrže trenutnu silu udara, što uzrokuje gašenje opreme radi održavanja, pa čak i pokretanje lanca preciznih kvarova.
Drugo, velika složenost obrade ograničava dizajn složenih struktura
Glavni nedostaci: Granit ima visoku tvrdoću (6-7 na Mohsovoj ljestvici) te ga je potrebno brusiti i obrađivati posebnim alatima poput dijamantnih brusnih ploča, što rezultira niskom učinkovitošću obrade (učinkovitost glodanja je samo 1/5 do 1/3 učinkovitosti metalnih materijala), a troškovi obrade složenih zakrivljenih površina su visoki.
Utjecaj na CNC opremu:
Ograničenja konstrukcijskog dizajna: Kako bi se izbjegle poteškoće u obradi, granitne komponente obično se dizajniraju u jednostavnim geometrijskim oblicima (kao što su ploče, pravokutne vodilice), što otežava postizanje složenih unutarnjih šupljina, laganih ukrućenih ploča i drugih struktura koje se mogu postići lijevanjem/rezanjem metalnih materijala. To dovodi do činjenice da je težina granitne baze često prevelika (10%-20% teža od lijevanog željeza za isti volumen), što može povećati ukupno opterećenje opreme i utjecati na dinamičke performanse odziva tijekom kretanja velikom brzinom.
Visoki troškovi održavanja i zamjene: Kada dođe do lokalnog trošenja ili oštećenja granitnih komponenti, teško ih je popraviti metodama poput zavarivanja ili rezanja. Obično je potrebno zamijeniti cijelu komponentu, a nove komponente ponovno izbrusiti i kalibrirati radi točnosti, što rezultira produljenim zastojem (jedna zamjena može potrajati 2-3 tjedna) i značajnim povećanjem troškova održavanja.
Iii. Nesigurnost prirodnih tekstura i unutarnji nedostaci
Glavni nedostatak: Kao prirodni mineral, granit ima nekontrolirane unutarnje pukotine, pore ili mineralne nečistoće, a ujednačenost materijala različitih žila uvelike varira (fluktuacija gustoće može doseći ±5%, fluktuacija modula elastičnosti ±8%).
Utjecaj na CNC opremu:
Rizik za stabilnost preciznosti: Ako područje obrade komponente sadrži unutarnje pukotine, tijekom dugotrajne upotrebe, pukotine se mogu proširiti zbog naprezanja, uzrokujući lokalnu deformaciju i utječući na točnost opreme. Na primjer, ako granitne vodilice CNC brusilice imaju skrivene rupe za zrak, mogu se postupno urušiti pod utjecajem visokofrekventnih vibracija, što rezultira prekomjernom pogreškom u ravnosti vodilica.
Razlike u performansama šarži: Granitni materijali iz različitih šarži mogu iskusiti fluktuacije u ključnim pokazateljima kao što su koeficijent toplinskog širenja i performanse prigušenja zbog razlika u mineralnom sastavu, što utječe na dosljednost proizvodnje šarži pomoću opreme. Za automatizirane proizvodne linije koje zahtijevaju interakciju više uređaja, takve razlike mogu dovesti do povećanja disperzije točnosti obrade.
Četvrto, teška je, što utječe na dinamičke performanse opreme
Glavni nedostatak: Granit ima visoku gustoću (2,6-3,0 g/cm³), a njegova težina je otprilike 1,2 puta veća od lijevanog željeza i 2,5 puta veća od težine aluminijske legure pri istom volumenu.
Utjecaj na CNC opremu:
Kašnjenje odziva gibanja: U brzim obradnim centrima ili strojevima s pet osi, velika masa granitne baze povećat će inerciju opterećenja linearnog motora/vodećeg vijka, što rezultira dinamičkim kašnjenjem odziva tijekom ubrzanja/usporavanja (što može povećati vrijeme pokretanja i zaustavljanja za 5% do 10%), utječući na učinkovitost obrade.
Povećana potrošnja energije: Pogon teških granitnih komponenti zahtijeva snažnije servo motore, što povećava ukupnu potrošnju energije opreme (stvarna mjerenja pokazuju da je pod istim radnim uvjetima potrošnja energije opreme s granitnom podlogom 8%-12% veća od potrošnje energije opreme od lijevanog željeza). Dugotrajna upotreba povećat će troškove proizvodnje.
Peto, sposobnost odupiranja toplinskom šoku je ograničena
Glavni nedostatak: Iako granit ima nizak koeficijent toplinskog širenja, njegova toplinska vodljivost je slaba (s toplinskom vodljivošću od samo 1,5-3,0 W/(m · K, približno 1/10 one kod lijevanog željeza), a nagle lokalne promjene temperature sklone su stvaranju toplinskog naprezanja.
Utjecaj na CNC opremu:
Problem temperaturne razlike u području obrade: Ako tekućina za rezanje koncentrirano erodira lokalno područje granitnog radnog stola, može uzrokovati temperaturni gradijent (kao što je temperaturna razlika od 5-10 ℃) između tog područja i okolnog područja, što dovodi do manjih toplinskih deformacija (količina deformacije može doseći 1-3 μm), što utječe na točnost i konzistentnost precizne obrade (kao što je brušenje zupčanika na mikronskoj razini).
Dugoročni rizik od toplinskog umora: U radioničkim okruženjima s čestim pokretanjima i gašenjima ili velikim temperaturnim razlikama između dana i noći, granitne komponente mogu razviti mikropukotine zbog ponovljenog toplinskog širenja i skupljanja, postupno slabeći strukturnu krutost.
Vrijeme objave: 24. svibnja 2025.