Messtechnik für Granit – mikrometergenau
Granit erfüllt die Anforderungen moderner Messtechnik im Maschinenbau.Erfahrungen im Bau von Mess- und Prüfständen sowie Koordinatenmessgeräten haben gezeigt, dass Granit gegenüber herkömmlichen Materialien deutliche Vorteile hat.Der Grund ist wie folgt.
Die Entwicklung der Messtechnik in den letzten Jahren und Jahrzehnten ist auch heute noch spannend.Genügten anfangs noch einfache Messmethoden wie Messtafeln, Messbänke, Prüfstände etc., wurden mit der Zeit die Anforderungen an Produktqualität und Prozesssicherheit immer höher.Die Messgenauigkeit wird durch die Grundgeometrie des verwendeten Blechs und die Messunsicherheit der jeweiligen Sonde bestimmt.Allerdings werden Messaufgaben immer komplexer und dynamischer und die Ergebnisse müssen präziser werden.Dies läutet den Beginn der räumlichen Koordinatenmesstechnik ein.
Genauigkeit bedeutet, Voreingenommenheit zu minimieren
Ein 3D-Koordinatenmessgerät besteht aus einem Positioniersystem, einem hochauflösenden Messsystem, Schalt- oder Messsensoren, einem Auswertesystem und einer Messsoftware.Um eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen, muss die Messabweichung minimiert werden.
Der Messfehler ist die Differenz zwischen dem vom Messgerät angezeigten Wert und dem tatsächlichen Referenzwert der geometrischen Größe (Kalibrierstandard).Der Längenmessfehler E0 moderner Koordinatenmessgeräte (KMGs) beträgt 0,3+L/1000µm (L ist die gemessene Länge).Die Konstruktion von Messgerät, Messtaster, Messstrategie, Werkstück und Anwender hat einen wesentlichen Einfluss auf die Längenmessabweichung.Das mechanische Design ist der beste und nachhaltigste Einflussfaktor.
Der Einsatz von Granit in der Messtechnik ist einer der wichtigen Faktoren, die die Konstruktion von Messgeräten beeinflussen.Granit ist ein hervorragendes Material für moderne Anforderungen, da es vier Anforderungen erfüllt, die die Ergebnisse genauer machen:
1. Hohe Eigenstabilität
Granit ist ein Vulkangestein, das aus drei Hauptbestandteilen besteht: Quarz, Feldspat und Glimmer, die durch die Kristallisation von Gesteinsschmelzen in der Erdkruste entstehen.
Nach Tausenden von Jahren des „Alterns“ weist Granit eine gleichmäßige Textur und keine inneren Spannungen auf.Impalas beispielsweise sind etwa 1,4 Millionen Jahre alt.
Granit hat eine große Härte: 6 auf der Mohs-Skala und 10 auf der Härteskala.
2. Hohe Temperaturbeständigkeit
Im Vergleich zu metallischen Werkstoffen hat Granit einen geringeren Ausdehnungskoeffizienten (ca. 5µm/m*K) und eine geringere absolute Ausdehnungsgeschwindigkeit (z. B. Stahl α = 12µm/m*K).
Die geringe Wärmeleitfähigkeit von Granit (3 W/m*K) sorgt im Vergleich zu Stahl (42-50 W/m*K) für eine langsame Reaktion auf Temperaturschwankungen.
3. Sehr gute Vibrationsreduzierungswirkung
Aufgrund der gleichmäßigen Struktur weist Granit keine Eigenspannungen auf.Dadurch werden Vibrationen reduziert.
4. Drei-Koordinaten-Führungsschiene mit hoher Präzision
Granit, aus natürlichem Hartgestein, wird als Messplatte verwendet und lässt sich mit Diamantwerkzeugen sehr gut bearbeiten, wodurch Maschinenteile mit hoher Grundpräzision entstehen.
Durch manuelles Schleifen kann die Genauigkeit der Führungsschienen auf den Mikrometerbereich optimiert werden.
Beim Schleifen können belastungsabhängige Bauteilverformungen berücksichtigt werden.
Dadurch entsteht eine stark verdichtete Oberfläche, die den Einsatz von Luftlagerführungen ermöglicht.Durch die hohe Oberflächengüte und die berührungslose Bewegung der Welle sind Luftlagerführungen äußerst präzise.
abschließend:
Die Eigenstabilität, Temperaturbeständigkeit, Schwingungsdämpfung und Präzision der Führungsschiene sind die vier Haupteigenschaften, die Granit zum idealen Werkstoff für KMG machen.Granit wird zunehmend bei der Herstellung von Mess- und Prüfständen sowie auf KMGs für Messtafeln, Messtische und Messgeräte eingesetzt.Aufgrund der steigenden Präzisionsanforderungen an Maschinen und Maschinenkomponenten wird Granit auch in anderen Branchen eingesetzt, beispielsweise in Werkzeugmaschinen, Lasermaschinen und -systemen, Mikrobearbeitungsmaschinen, Druckmaschinen, optischen Maschinen, Montageautomatisierung, Halbleiterverarbeitung usw.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18.01.2022