Epoxidgranit, auch synthetischer Granit genannt, ist eine Mischung aus Epoxidharz und Granit, die häufig als alternatives Material für Werkzeugmaschinensockel verwendet wird.Anstelle von Gusseisen und Stahl wird Epoxidgranit verwendet, um eine bessere Schwingungsdämpfung, eine längere Werkzeuglebensdauer und geringere Montagekosten zu erzielen.
Werkzeugmaschinenbasis
Werkzeugmaschinen und andere hochpräzise Maschinen sind für ihre statische und dynamische Leistung auf eine hohe Steifigkeit, Langzeitstabilität und hervorragende Dämpfungseigenschaften des Grundmaterials angewiesen.Die am häufigsten verwendeten Materialien für diese Strukturen sind Gusseisen, geschweißte Stahlkonstruktionen und Naturgranit.Aufgrund mangelnder Langzeitstabilität und sehr schlechter Dämpfungseigenschaften werden Stahlkonstruktionen selten dort eingesetzt, wo hohe Präzision erforderlich ist.Qualitativ hochwertiges Gusseisen, das spannungsarm geglüht und geglüht wird, verleiht der Struktur Dimensionsstabilität und kann in komplexe Formen gegossen werden, erfordert jedoch einen teuren Bearbeitungsprozess, um nach dem Gießen präzise Oberflächen zu bilden.
Qualitativ hochwertiger Naturgranit wird immer schwieriger zu finden, hat aber ein höheres Dämpfungsvermögen als Gusseisen.Auch hier ist die Bearbeitung von Naturgranit wie bei Gusseisen arbeitsintensiv und teuer.
Präzisionsgranitgussteile werden durch Mischen von Granitaggregaten (die zerkleinert, gewaschen und getrocknet werden) mit einem Epoxidharzsystem bei Umgebungstemperatur (dh Kalthärtungsprozess) hergestellt.In der Zusammensetzung kann auch Quarzaggregatfüllstoff verwendet werden.Durch die Vibrationsverdichtung während des Formvorgangs werden die Zuschlagstoffe dicht zusammengepackt.
Beim Gießvorgang können Gewindeeinsätze, Stahlplatten und Kühlmittelrohre eingegossen werden.Um ein noch höheres Maß an Vielseitigkeit zu erreichen, können Linearschienen, geschliffene Gleitführungen und Motorhalterungen nachgebildet oder eingegossen werden, sodass keine Nachbearbeitung mehr erforderlich ist.Die Oberflächengüte des Gussstücks ist genauso gut wie die Formoberfläche.
Vorteile und Nachteile
Zu den Vorteilen gehören:
■ Vibrationsdämpfung.
■ Flexibilität: Kundenspezifische lineare Leitungen, Hydraulikflüssigkeitstanks, Gewindeeinsätze, Schneidflüssigkeit und Leitungsrohre können alle in die Polymerbasis integriert werden.
■ Der Einbau von Einsätzen etc. ermöglicht eine stark reduzierte Bearbeitung des fertigen Gussstücks.
■ Die Montagezeit wird reduziert, indem mehrere Komponenten in einem Guss integriert werden.
■ Erfordert keine gleichmäßige Wandstärke, was eine größere Designflexibilität Ihres Sockels ermöglicht.
■ Chemische Beständigkeit gegenüber den meisten gängigen Lösungsmitteln, Säuren, Laugen und Schneidflüssigkeiten.
■ Kein Anstrich erforderlich.
■Verbundwerkstoffe haben ungefähr die gleiche Dichte wie Aluminium (die Teile sind jedoch dicker, um eine gleichwertige Festigkeit zu erreichen).
■ Der Verbundpolymerbeton-Gießprozess verbraucht viel weniger Energie als metallische Gussteile.Die Herstellung von Polymergießharzen erfordert sehr wenig Energie und der Gießvorgang erfolgt bei Raumtemperatur.
Epoxidgranitmaterial hat einen internen Dämpfungsfaktor, der bis zu zehnmal besser ist als Gusseisen, bis zu dreimal besser als natürlicher Granit und bis zu dreißigmal besser als Stahlkonstruktionen.Es ist unempfindlich gegenüber Kühlmitteln, verfügt über eine hervorragende Langzeitstabilität, eine verbesserte thermische Stabilität, eine hohe Torsions- und dynamische Steifigkeit, eine hervorragende Geräuschabsorption und vernachlässigbare innere Spannungen.
Zu den Nachteilen gehören die geringe Festigkeit in dünnen Abschnitten (weniger als 25 mm), die geringe Zugfestigkeit und die geringe Stoßfestigkeit.
Eine Einführung in Mineralgussrahmen
Mineralguss ist einer der leistungsfähigsten und modernsten Baustoffe.Hersteller von Präzisionsmaschinen gehörten zu den Pionieren beim Einsatz von Mineralguss.Heutzutage wird es zunehmend in CNC-Fräsmaschinen, Bohrmaschinen, Schleifmaschinen und Elektroerosionsmaschinen eingesetzt, und die Vorteile beschränken sich nicht nur auf Hochgeschwindigkeitsmaschinen.
Mineralguss, auch Epoxid-Granitwerkstoff genannt, besteht aus mineralischen Füllstoffen wie Kies, Quarzsand, Gletschermehl und Bindemitteln.Das Material wird nach genauen Vorgaben gemischt und kalt in die Formen gegossen.Ein solides Fundament ist die Basis für den Erfolg!
Moderne Werkzeugmaschinen müssen immer schneller und präziser laufen als je zuvor.Allerdings führen hohe Verfahrgeschwindigkeiten und schwere Bearbeitungen zu unerwünschten Vibrationen des Maschinenrahmens.Diese Vibrationen wirken sich negativ auf die Teileoberfläche aus und verkürzen die Standzeit des Werkzeugs.Mineralgussrahmen reduzieren Vibrationen schnell – etwa sechsmal schneller als Gussrahmen und zehnmal schneller als Stahlrahmen.
Werkzeugmaschinen mit Mineralgussbetten, wie Fräsmaschinen und Schleifmaschinen, sind deutlich genauer und erzielen eine bessere Oberflächenqualität.Darüber hinaus wird der Werkzeugverschleiß deutlich reduziert und die Standzeit verlängert.
Der Gussrahmen aus mineralischem Verbundwerkstoff (Epoxidgranit) bringt mehrere Vorteile mit sich:
- Formgebung und Festigkeit: Das Mineralgussverfahren bietet einen außergewöhnlichen Freiheitsgrad hinsichtlich der Formgebung der Bauteile.Die spezifischen Eigenschaften des Materials und des Verfahrens führen zu einer vergleichsweise hohen Festigkeit und einem deutlich geringeren Gewicht.
- Integration der Infrastruktur: Das Mineralgussverfahren ermöglicht die einfache Integration der Struktur und zusätzlicher Komponenten wie Führungen, Gewindeeinsätze und Anschlüsse für Leitungen bereits während des eigentlichen Gussprozesses.
- Die Herstellung komplexer Maschinenstrukturen: Was mit herkömmlichen Verfahren undenkbar wäre, wird mit Mineralguss möglich: Mehrere Einzelteile können durch Klebeverbindungen zu komplexen Strukturen zusammengefügt werden.
- Wirtschaftliche Maßhaltigkeit: In vielen Fällen werden die Mineralgussteile auf Endmaß gegossen, da beim Aushärten praktisch keine Kontraktion stattfindet.Dadurch können weitere teure Nachbearbeitungsprozesse eingespart werden.
- Präzision: Durch weitere Schleif-, Umform- oder Fräsoperationen werden hochpräzise Referenz- oder Auflageflächen erreicht.Dadurch lassen sich viele Maschinenkonzepte elegant und effizient umsetzen.
- Gute thermische Stabilität: Mineralguss reagiert sehr langsam auf Temperaturänderungen, da die Wärmeleitfähigkeit deutlich geringer ist als bei metallischen Werkstoffen.Aus diesem Grund haben kurzfristige Temperaturänderungen einen deutlich geringeren Einfluss auf die Maßhaltigkeit der Werkzeugmaschine.Eine bessere thermische Stabilität eines Maschinenbetts führt dazu, dass die Gesamtgeometrie der Maschine besser erhalten bleibt und dadurch geometrische Fehler minimiert werden.
- Keine Korrosion: Mineralgussteile sind beständig gegen Öle, Kühlmittel und andere aggressive Flüssigkeiten.
- Höhere Schwingungsdämpfung für längere Werkzeugstandzeiten: Unser Mineralguss erreicht bis zu 10x bessere Werte der Schwingungsdämpfung als Stahl oder Gusseisen.Dank dieser Eigenschaften wird eine extrem hohe dynamische Stabilität der Maschinenstruktur erreicht.Die Vorteile, die sich daraus für Werkzeugmaschinenhersteller und -anwender ergeben, liegen auf der Hand: eine bessere Oberflächengüte der bearbeiteten oder geschliffenen Bauteile und eine längere Werkzeugstandzeit, was zu geringeren Werkzeugkosten führt.
- Umwelt: Die Umweltbelastung bei der Herstellung wird reduziert.
Mineralgussrahmen vs. Gusseisenrahmen
Sehen Sie sich unten die Vorteile unseres neuen Mineralgussrahmens gegenüber dem zuvor verwendeten Gusseisenrahmen an:
| Mineralguss (Epoxidgranit) | Gusseisen | |
| Dämpfung | Hoch | Niedrig |
| Wärmeleistung | Geringe Wärmeleitfähigkeit und hochspezialisiert.Hitze Kapazität | Hohe Wärmeleitfähigkeit und niedrige Spezifikation.Wärmekapazität |
| Eingebettete Teile | Unbegrenztes Design und Einteilige Form und nahtlose Verbindung | Bearbeitung notwendig |
| Korrosionsbeständigkeit | Extra hoch | Niedrig |
| Umweltfreundlich Freundlichkeit | Niedriger Energieverbrauch | Hoher Energieverbrauch |
Abschluss
Mineralguss ist ideal für unsere CNC-Maschinenrahmenkonstruktionen.Es bietet klare technologische, wirtschaftliche und ökologische Vorteile.Die Mineralgusstechnologie bietet eine hervorragende Schwingungsdämpfung, eine hohe chemische Beständigkeit und erhebliche thermische Vorteile (Wärmeausdehnung ähnlich der von Stahl).Verbindungselemente, Kabel, Sensorik und Messsysteme können in die Baugruppe eingegossen werden.
Welche Vorteile bietet das Granitbett-Bearbeitungszentrum aus Mineralguss?
Mineralguss (künstlich hergestellter Granit, auch Harzbeton genannt) ist in der Werkzeugmaschinenindustrie seit über 30 Jahren als Konstruktionswerkstoff weit verbreitet.
Laut Statistik verwendet in Europa jede zehnte Werkzeugmaschine Mineralguss als Bett.Allerdings kann die Nutzung unangemessener Erfahrungen, unvollständiger oder falscher Informationen zu Misstrauen und Vorurteilen gegenüber Mineral Castings führen.Daher ist es bei der Herstellung neuer Geräte notwendig, die Vor- und Nachteile von Mineralguss zu analysieren und mit anderen Materialien zu vergleichen.
Die Basis von Baumaschinen wird im Allgemeinen in Gusseisen, Mineralguss (Polymer- und/oder Reaktionsharzbeton), Stahl/Schweißkonstruktion (Injektion/Nicht-Injektion) und Naturstein (z. B. Granit) unterteilt.Jedes Material hat seine eigenen Eigenschaften und es gibt kein perfektes Strukturmaterial.Erst durch die Prüfung der Vor- und Nachteile des Werkstoffes entsprechend der konkreten baulichen Anforderungen kann der ideale Bauwerkstoff ausgewählt werden.
Die beiden wichtigen Funktionen von Strukturmaterialien: Gewährleistung der Geometrie, Position und Energieaufnahme von Komponenten bzw. stellen Leistungsanforderungen (statische, dynamische und thermische Leistung) bzw. funktionale/strukturelle Anforderungen (Genauigkeit, Gewicht, Wandstärke, Leichtigkeit der Führungsschienen). für Materialinstallation, Medienkreislaufsystem, Logistik) und Kostenanforderungen (Preis, Menge, Verfügbarkeit, Systemeigenschaften).
I. Leistungsanforderungen an Baumaterialien
1. Statische Eigenschaften
Das Kriterium zur Messung der statischen Eigenschaften einer Unterlage ist in der Regel die Steifigkeit des Materials – also eine minimale Verformung unter Belastung und nicht eine hohe Festigkeit.Bei statischer elastischer Verformung kann man sich Mineralgussteile als isotrope homogene Materialien vorstellen, die dem Hookeschen Gesetz gehorchen.
Die Dichte und der Elastizitätsmodul von Mineralguss betragen jeweils 1/3 von denen von Gusseisen.Da Mineralguss und Gusseisen bei gleichem Gewicht die gleiche spezifische Steifigkeit aufweisen, ist die Steifigkeit von Eisenguss und Mineralguss ohne Berücksichtigung des Formeinflusses gleich.In vielen Fällen ist die geplante Wandstärke von Mineralguss in der Regel dreimal so hoch wie die von Eisenguss, und diese Konstruktion verursacht keine Probleme hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften des Produkts oder des Gussstücks.Mineralguss eignet sich für Arbeiten in statischen, drucktragenden Umgebungen (z. B. Betten, Stützen, Säulen) und nicht als dünnwandige und/oder kleine Gestelle (z. B. Tische, Paletten, Werkzeugwechsler, Schlitten, Spindelträger).Das Gewicht von Strukturteilen wird in der Regel durch die Ausrüstung der Mineralgusshersteller begrenzt, und Mineralgussprodukte über 15 Tonnen sind in der Regel selten.
2. Dynamische Eigenschaften
Je größer die Drehzahl bzw. Beschleunigung der Welle ist, desto wichtiger ist die dynamische Leistung der Maschine.Schnelle Positionierung, schneller Werkzeugwechsel und Hochgeschwindigkeitsvorschub verstärken kontinuierlich die mechanische Resonanz und dynamische Anregung von Maschinenstrukturteilen.Neben der dimensionalen Gestaltung des Bauteils werden die Durchbiegung, die Massenverteilung und die dynamische Steifigkeit des Bauteils maßgeblich von den Dämpfungseigenschaften des Materials beeinflusst.
Eine gute Lösung dieser Probleme bietet der Einsatz von Mineralguss.Da es Vibrationen zehnmal besser absorbiert als herkömmliches Gusseisen, kann es die Amplitude und Eigenfrequenz erheblich reduzieren.
Bei Bearbeitungsvorgängen wie der maschinellen Bearbeitung kann es zu höherer Präzision, besserer Oberflächenqualität und längerer Werkzeuglebensdauer führen.Gleichzeitig schnitten die Mineralgussteile im Hinblick auf die Lärmbelastung auch durch den Vergleich und die Überprüfung der Sockel, Getriebegussteile und Zubehörteile aus verschiedenen Materialien für Großmotoren und Zentrifugen gut ab.Laut Trittschallanalyse kann durch den Mineralguss eine lokale Reduzierung des Schalldruckpegels um 20 % erreicht werden.
3. Thermische Eigenschaften
Experten schätzen, dass etwa 80 % der Abweichungen von Werkzeugmaschinen auf thermische Effekte zurückzuführen sind.Prozessunterbrechungen wie interne oder externe Wärmequellen, Vorwärmen, Werkstückwechsel etc. sind Ursachen für thermische Verformungen.Um das beste Material auswählen zu können, ist es notwendig, die Materialanforderungen zu klären.Die hohe spezifische Wärme und die geringe Wärmeleitfähigkeit ermöglichen Mineralguss eine gute thermische Trägheit gegenüber transienten Temperatureinflüssen (z. B. wechselnden Werkstücken) und Umgebungstemperaturschwankungen.Wenn wie bei einem Metallbett ein schnelles Vorheizen erforderlich ist oder die Betttemperatur nicht zulässig ist, können Heiz- oder Kühlvorrichtungen direkt in den Mineralguss eingegossen werden, um die Temperatur zu steuern.Der Einsatz einer solchen Temperaturkompensationseinrichtung kann die durch den Temperatureinfluss verursachte Verformung reduzieren und so die Genauigkeit zu vertretbaren Kosten verbessern.
II.Funktionale und strukturelle Anforderungen
Integrität ist ein Unterscheidungsmerkmal, das Mineralguss von anderen Materialien unterscheidet.Die maximale Gießtemperatur für Mineralguss beträgt 45 °C und zusammen mit hochpräzisen Formen und Werkzeugen können Teile und Mineralguss zusammen gegossen werden.
Fortschrittliche Nachgusstechniken können auch bei Mineralgussrohlingen eingesetzt werden, was zu präzisen Montage- und Schienenoberflächen führt, die keiner Bearbeitung bedürfen.Mineralguss unterliegt wie andere Grundwerkstoffe besonderen konstruktiven Gestaltungsregeln.Wandstärke, tragendes Zubehör, Rippeneinsätze, Be- und Entlademethoden unterscheiden sich alle bis zu einem gewissen Grad von anderen Materialien und müssen im Voraus bei der Konstruktion berücksichtigt werden.
III.Kostenanforderungen
Während die Betrachtung aus technischer Sicht wichtig ist, spielt die Kosteneffizienz zunehmend eine Rolle.Durch den Einsatz von Mineralguss können Ingenieure erhebliche Produktions- und Betriebskosten einsparen.Neben der Einsparung von Bearbeitungskosten werden auch Guss- und Endmontagekosten sowie steigende Logistikkosten (Lagerung und Transport) entsprechend reduziert.Angesichts der hohen Funktion von Mineralguss sollte es als Gesamtprojekt betrachtet werden.Tatsächlich ist es sinnvoller, einen Preisvergleich durchzuführen, wenn die Basis installiert oder vorinstalliert ist.Die relativ hohen Anschaffungskosten sind die Kosten für Mineralgussformen und -werkzeuge, aber diese Kosten können bei langfristiger Nutzung (500–1000 Stück/Stahlform) verwässert werden, und der jährliche Verbrauch beträgt etwa 10–15 Stück.
IV.Anwendungsbereich
Mineralguss ersetzt als Konstruktionswerkstoff immer wieder herkömmliche Konstruktionswerkstoffe und der Schlüssel zu seiner rasanten Entwicklung liegt in Mineralguss, Formen und stabilen Verbundstrukturen.Heutzutage werden Mineralgussteile in vielen Werkzeugmaschinenbereichen wie Schleifmaschinen und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung weit verbreitet eingesetzt.Schleifmaschinenhersteller waren Vorreiter im Werkzeugmaschinenbereich und verwendeten Mineralguss für Maschinenbetten.So profitieren beispielsweise weltbekannte Unternehmen wie ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude usw. seit jeher von der Dämpfung, thermischen Trägheit und Integrität von Mineralguss, um im Schleifprozess eine hohe Präzision und hervorragende Oberflächenqualität zu erzielen .
Bei immer höheren dynamischen Belastungen werden Mineralgussteile auch von weltweit führenden Unternehmen im Bereich Werkzeugschleifmaschinen zunehmend favorisiert.Das Mineralgussbett weist eine hervorragende Steifigkeit auf und kann die durch die Beschleunigung des Linearmotors verursachte Kraft gut eliminieren.Gleichzeitig kann die organische Kombination aus guter Vibrationsabsorptionsleistung und Linearmotor die Oberflächenqualität des Werkstücks und die Lebensdauer der Schleifscheibe erheblich verbessern.
Was den einzelnen Teil betrifft.Innerhalb von 10000 mm Länge ist das für uns kein Problem.
Was ist die Mindestwandstärke?
Generell sollte die Mindestprofildicke des Maschinenfußes mindestens 60 mm betragen.Dünnere Abschnitte (z. B. 10 mm dick) können mit feinen Aggregatgrößen und -formulierungen gegossen werden.
Die Schrumpfrate nach dem Gießen beträgt etwa 0,1–0,3 mm pro 1000 mm.Wenn präzisere mechanische Teile aus Mineralguss erforderlich sind, können Toleranzen durch sekundäres CNC-Schleifen, Handläppen oder andere Bearbeitungsprozesse erreicht werden.
Unser Mineralgussmaterial ist der Natur-Granit Jinan Black.Die meisten Unternehmen entscheiden sich im Hochbau einfach für normalen Naturgranit oder normalen Stein.
· Rohstoffe: mit den einzigartigen Partikeln aus schwarzem Jinan-Granit (auch „JinanQing“-Granit genannt) als Zuschlagstoff, der weltberühmt für seine hohe Festigkeit, hohe Steifigkeit und hohe Verschleißfestigkeit ist;
· Formel: mit den einzigartigen verstärkten Epoxidharzen und Additiven, verschiedenen Komponenten mit unterschiedlichen Formulierungen, um eine optimale Gesamtleistung zu gewährleisten;
· Mechanische Eigenschaften: Die Vibrationsabsorption ist etwa zehnmal so hoch wie die von Gusseisen, gute statische und dynamische Eigenschaften;
· Physikalische Eigenschaften: Die Dichte beträgt etwa 1/3 der von Gusseisen, höhere Wärmedämmeigenschaften als Metalle, nicht hygroskopisch, gute thermische Stabilität;
· Chemische Eigenschaften: höhere Korrosionsbeständigkeit als Metalle, umweltfreundlich;
· Maßgenauigkeit: Die lineare Kontraktion nach dem Gießen beträgt etwa 0,1–0,3 m²/m, extrem hohe Form- und Kontergenauigkeit in allen Ebenen;
· Strukturelle Integrität: Es können sehr komplexe Strukturen gegossen werden, während die Verwendung von Naturgranit in der Regel Montage, Verbindung und Verklebung erfordert;
· Langsame thermische Reaktion: reagiert viel langsamer und viel weniger auf kurzfristige Temperaturänderungen;
· Eingebettete Einsätze: Befestigungselemente, Rohre, Kabel und Kammern können in die Struktur eingebettet werden, Einsatzmaterialien wie Metall, Stein, Keramik und Kunststoff usw.