Im Bereich Präzisionsmaschinen und Messgeräte ist die Verbindungstechnik zur Herstellung von ultragroßen Komponenten unverzichtbar, wenn ein einzelnes Granitbauteil die Anforderungen großer oder komplexer Strukturen nicht erfüllt. Die größte Herausforderung besteht darin, eine nahtlose Verbindung bei gleichzeitiger Gewährleistung der Gesamtpräzision zu erreichen. Dabei gilt es nicht nur, die Auswirkungen der Verbindungsnähte auf die strukturelle Stabilität zu eliminieren, sondern auch den Verbindungsfehler im Mikrometerbereich zu kontrollieren, um die strengen Anforderungen der Geräte an Ebenheit und Rechtwinkligkeit der Basis zu erfüllen.
1. Präzisionsbearbeitung von Verbindungsflächen: Die Grundlage für nahtlose Verbindungen
Die nahtlose Verbindung von Granitkomponenten beginnt mit der hochpräzisen Bearbeitung der Verbindungsflächen. Zunächst werden die Verbindungsflächen plangeschliffen. Mehrere Schleifdurchgänge werden mit Diamantschleifscheiben durchgeführt, wodurch die Oberflächenrauheit auf Ra0,02 μm und der Ebenheitsfehler auf maximal 3 μm/m kontrolliert werden können.
Bei rechteckigen Verbindungselementen wird die Rechtwinkligkeit der Verbindungsflächen mit einem Laserinterferometer kalibriert. Dadurch wird sichergestellt, dass der Winkelfehler benachbarter Flächen weniger als 5 Bogensekunden beträgt. Der wichtigste Schritt ist das „Matching Grinding“ der Verbindungsflächen: Zwei zu verbindende Granitkomponenten werden flächig aneinandergefügt, und die konvexen Punkte auf der Oberfläche werden durch gegenseitige Reibung entfernt, um eine komplementäre und konsistente Struktur auf Mikroebene zu bilden. Durch diese „spiegelähnliche Verbindung“ kann die Kontaktfläche der Verbindungsflächen mehr als 95 % erreichen und so eine gleichmäßige Kontaktbasis für das anschließende Auftragen von Klebstoffen schaffen.
2. Auswahl und Auftragung des Klebstoffs: Der Schlüssel zur Verbindungsstärke
Die Auswahl des Klebstoffs und sein Auftragungsverfahren wirken sich direkt auf die Verbindungsfestigkeit und Langzeitstabilität von Granitverbindungen aus. Industrieller Epoxidharzklebstoff ist in der Branche die gängige Wahl. Nach dem Mischen mit einem Härter in einem bestimmten Verhältnis wird er in eine Vakuumumgebung gebracht, um Luftblasen zu entfernen. Dieser Schritt ist entscheidend, da winzige Bläschen im Kolloid nach dem Aushärten Spannungskonzentrationen bilden, die die strukturelle Stabilität beeinträchtigen können.
Beim Auftragen des Klebstoffs wird die Klebstoffschichtdicke mittels Rakelverfahren zwischen 0,05 mm und 0,1 mm kontrolliert. Ist die Schicht zu dick, führt dies zu übermäßiger Aushärtungsschrumpfung; ist sie zu dünn, kann sie die Mikrospalte an den Verbindungsflächen nicht füllen. Für hochpräzise Verbindungen kann der Klebstoffschicht Quarzpulver mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten nahe dem von Granit hinzugefügt werden. Dies reduziert effektiv die durch Temperaturschwankungen verursachten inneren Spannungen und stellt sicher, dass die Komponenten in unterschiedlichen Arbeitsumgebungen stabil bleiben.
Der Aushärtungsprozess erfolgt schrittweise: Zunächst werden die Komponenten zwei Stunden lang einer Umgebungstemperatur von 25 °C ausgesetzt, dann wird die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 5 °C pro Stunde auf 60 °C erhöht. Nach vier Stunden Wärmespeicherung kühlen sie auf natürliche Weise ab. Diese langsame Aushärtung trägt dazu bei, die Bildung innerer Spannungen zu reduzieren.
3. Positionierungs- und Kalibrierungssystem: Kern der umfassenden Präzisionssicherung
Um die Gesamtpräzision der gespleißten Granitkomponenten zu gewährleisten, ist ein professionelles Positionierungs- und Kalibrierungssystem unerlässlich. Beim Spleißen wird die „Dreipunkt-Positionierungsmethode“ verwendet: Drei hochpräzise Positionierungsstiftlöcher werden am Rand der Spleißfläche angebracht, und für die anfängliche Positionierung werden Keramik-Positionierungsstifte verwendet, die den Positionierungsfehler auf 0,01 mm begrenzen können.
Anschließend wird ein Lasertracker eingesetzt, um die Gesamtebenheit der verbundenen Komponenten in Echtzeit zu überwachen. Mithilfe von Hebern wird die Höhe der Komponenten so weit feinjustiert, bis der Ebenheitsfehler weniger als 0,005 mm/m beträgt. Bei sehr langen Komponenten (z. B. Führungsbasen über 5 Meter) erfolgt die horizontale Kalibrierung abschnittsweise. Alle 10 Meter wird ein Messpunkt gesetzt, und mithilfe von Computersoftware wird die Gesamtgeradheitskurve angepasst, um sicherzustellen, dass die Abweichung des gesamten Abschnitts 0,01 mm nicht überschreitet.
Nach der Kalibrierung werden an den Verbindungsstellen zusätzliche Verstärkungsteile wie Edelstahl-Zugstangen oder Winkelhalterungen installiert, um eine relative Verschiebung der Verbindungsflächen zusätzlich zu verhindern.
4. Stressabbau & Alterungsbehandlung: Garantie für langfristige Stabilität
Spannungsabbau und Alterungsbehandlung sind entscheidende Faktoren für die langfristige Stabilität von gespleißten Granitkomponenten. Nach dem Spleißen müssen die Komponenten einer natürlichen Alterungsbehandlung unterzogen werden. Sie werden 30 Tage lang einer Umgebung mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit ausgesetzt, damit die inneren Spannungen langsam abgebaut werden können.
Für anspruchsvolle Anwendungen kann die Vibrationsalterungstechnologie eingesetzt werden: Ein Vibrationsgerät beaufschlagt die Komponenten mit niederfrequenten Schwingungen von 50–100 Hz und beschleunigt so den Spannungsabbau. Die Behandlungsdauer hängt von der Qualität der Komponenten ab und beträgt in der Regel 2–4 Stunden. Nach der Alterungsbehandlung muss die Gesamtpräzision der Komponenten erneut geprüft werden. Überschreitet die Abweichung den zulässigen Wert, wird dies durch Präzisionsschleifen korrigiert. Dadurch wird sichergestellt, dass die Präzisionsabnahmerate der verbundenen Granitkomponenten bei langfristiger Nutzung 0,002 mm/m pro Jahr nicht überschreitet.
Warum sollten Sie sich für die Granit-Verbindungslösungen von ZHHIMG entscheiden?
Mit dieser systematischen Verbindungstechnologie können die Granitkomponenten von ZHHIMG nicht nur die Größenbeschränkungen eines einzelnen Materialstücks durchbrechen, sondern auch das gleiche Präzisionsniveau wie integral verarbeitete Komponenten beibehalten. Ob für große Präzisionsinstrumente, Hochleistungswerkzeugmaschinen oder hochpräzise Messplattformen – wir bieten stabile und zuverlässige Basiskomponentenlösungen.
Wenn Sie hochpräzise, großformatige Granitkomponenten für Ihre Industrieprojekte benötigen, kontaktieren Sie ZHHIMG noch heute. Unser professionelles Team bietet Ihnen maßgeschneiderte Verbindungslösungen und detaillierten technischen Support, um die Leistung und Stabilität Ihrer Anlagen zu verbessern.
Veröffentlichungszeit: 27. August 2025