Granit epoksi, juga dikenal sebagai granit sintetis, adalah campuran epoksi dan granit yang umumnya digunakan sebagai bahan alternatif untuk alas mesin perkakas. Granit epoksi digunakan sebagai pengganti besi cor dan baja untuk peredaman getaran yang lebih baik, masa pakai perkakas yang lebih lama, dan biaya perakitan yang lebih rendah.
Basis mesin perkakas
Mesin perkakas dan mesin presisi tinggi lainnya bergantung pada kekakuan tinggi, stabilitas jangka panjang, dan karakteristik peredaman yang sangat baik dari material dasar untuk kinerja statis dan dinamisnya. Material yang paling banyak digunakan untuk struktur ini adalah besi cor, fabrikasi baja las, dan granit alami. Karena kurangnya stabilitas jangka panjang dan sifat peredaman yang sangat buruk, struktur fabrikasi baja jarang digunakan di tempat yang membutuhkan presisi tinggi. Besi cor berkualitas baik yang telah dihilangkan tegangan dan dianil akan memberikan stabilitas dimensi pada struktur, dan dapat dicetak menjadi bentuk yang kompleks, tetapi membutuhkan proses pemesinan yang mahal untuk membentuk permukaan presisi setelah pengecoran.
Granit alami berkualitas baik semakin sulit ditemukan, tetapi memiliki kapasitas peredaman yang lebih tinggi daripada besi cor. Sekali lagi, seperti halnya besi cor, pengolahan granit alami membutuhkan banyak tenaga kerja dan mahal.
Pengecoran granit presisi diproduksi dengan mencampur agregat granit (yang dihancurkan, dicuci, dan dikeringkan) dengan sistem resin epoksi pada suhu ruangan (yaitu, proses pengeringan dingin). Pengisi agregat kuarsa juga dapat digunakan dalam komposisi tersebut. Pemadatan getaran selama proses pencetakan memadatkan agregat secara rapat.
Sisipan berulir, pelat baja, dan pipa pendingin dapat dicetak bersamaan dengan proses pengecoran. Untuk mencapai tingkat fleksibilitas yang lebih tinggi, rel linier, jalur geser yang dihaluskan, dan dudukan motor dapat direplikasi atau direkatkan, sehingga menghilangkan kebutuhan akan pengerjaan mesin pasca-pengecoran. Hasil akhir permukaan coran sama baiknya dengan permukaan cetakan.
Keuntungan dan kerugian
Keuntungannya meliputi:
■ Peredam getaran.
■ Fleksibilitas: jalur linier khusus, tangki cairan hidrolik, sisipan berulir, cairan pemotong, dan pipa saluran semuanya dapat diintegrasikan ke dalam basis polimer.
■ Penambahan sisipan, dll., memungkinkan pengurangan signifikan dalam proses pemesinan pada hasil pengecoran yang sudah jadi.
■ Waktu perakitan dikurangi dengan menggabungkan beberapa komponen ke dalam satu cetakan.
■ Tidak memerlukan ketebalan dinding yang seragam, sehingga memungkinkan fleksibilitas desain yang lebih besar pada alas Anda.
■ Ketahanan kimia terhadap sebagian besar pelarut, asam, alkali, dan cairan pemotong yang umum digunakan.
■ Tidak memerlukan pengecatan.
■Komposit memiliki kepadatan yang hampir sama dengan aluminium (tetapi potongannya lebih tebal untuk mencapai kekuatan yang setara).
■ Proses pengecoran beton polimer komposit menggunakan energi yang jauh lebih sedikit daripada pengecoran logam. Resin cor polimer membutuhkan energi yang sangat sedikit untuk diproduksi, dan proses pengecoran dilakukan pada suhu ruangan.
Material granit epoksi memiliki faktor redaman internal hingga sepuluh kali lebih baik daripada besi cor, hingga tiga kali lebih baik daripada granit alami, dan hingga tiga puluh kali lebih baik daripada struktur fabrikasi baja. Material ini tidak terpengaruh oleh cairan pendingin, memiliki stabilitas jangka panjang yang sangat baik, stabilitas termal yang lebih baik, kekakuan torsi dan dinamis yang tinggi, penyerapan kebisingan yang sangat baik, dan tegangan internal yang dapat diabaikan.
Kekurangannya meliputi kekuatan rendah pada bagian tipis (kurang dari 1 inci (25 mm)), kekuatan tarik rendah, dan ketahanan terhadap benturan rendah.
Pengantar tentang rangka pengecoran mineral
Pengecoran mineral adalah salah satu bahan konstruksi modern yang paling efisien. Produsen mesin presisi termasuk pelopor dalam penggunaan pengecoran mineral. Saat ini, penggunaannya pada mesin penggilingan CNC, mesin bor, mesin gerinda, dan mesin pemotong listrik semakin meningkat, dan keuntungannya tidak terbatas pada mesin berkecepatan tinggi.
Pengecoran mineral, yang juga disebut material granit epoksi, terdiri dari bahan pengisi mineral seperti kerikil, pasir kuarsa, tepung glasial, dan pengikat. Material dicampur sesuai spesifikasi yang tepat dan dituangkan dingin ke dalam cetakan. Fondasi yang kokoh adalah dasar kesuksesan!
Mesin perkakas canggih harus beroperasi semakin cepat dan memberikan presisi yang lebih tinggi dari sebelumnya. Namun, kecepatan gerak yang tinggi dan pemesinan tugas berat menghasilkan getaran yang tidak diinginkan pada rangka mesin. Getaran ini akan berdampak negatif pada permukaan benda kerja dan memperpendek umur pakai alat. Rangka berbahan coran mineral dengan cepat mengurangi getaran – sekitar 6 kali lebih cepat daripada rangka besi cor dan 10 kali lebih cepat daripada rangka baja.
Mesin perkakas dengan alas coran mineral, seperti mesin penggiling dan mesin gerinda, secara signifikan lebih akurat dan menghasilkan kualitas permukaan yang lebih baik. Selain itu, keausan alat berkurang secara signifikan dan masa pakainya lebih lama.
Rangka pengecoran mineral komposit (epoxy granite) menghadirkan beberapa keunggulan:
- Pembentukan dan kekuatan: Proses pengecoran mineral memberikan tingkat kebebasan yang luar biasa terkait bentuk komponen. Karakteristik spesifik material dan prosesnya menghasilkan kekuatan yang relatif tinggi dan bobot yang jauh lebih rendah.
- Integrasi infrastruktur: Proses pengecoran mineral memungkinkan integrasi sederhana dari struktur dan komponen tambahan seperti jalur pemandu, sisipan berulir, dan sambungan untuk layanan, selama proses pengecoran itu sendiri.
- Pembuatan struktur mesin yang kompleks: Apa yang tidak mungkin dilakukan dengan proses konvensional menjadi mungkin dengan pengecoran mineral: Beberapa bagian komponen dapat dirakit untuk membentuk struktur kompleks melalui sambungan yang direkatkan.
- Akurasi dimensi yang ekonomis: Dalam banyak kasus, komponen cor mineral dicor sesuai dimensi akhir karena praktis tidak terjadi penyusutan selama pengerasan. Dengan demikian, proses penyelesaian akhir yang mahal dapat dihilangkan.
- Presisi: Permukaan referensi atau pendukung yang sangat presisi dicapai melalui operasi penggerindaan, pembentukan, atau penggilingan lebih lanjut. Hasilnya, banyak konsep mesin dapat diimplementasikan secara elegan dan efisien.
- Stabilitas termal yang baik: Pengecoran mineral bereaksi sangat lambat terhadap perubahan suhu karena konduktivitas termalnya jauh lebih rendah daripada material logam. Karena alasan ini, perubahan suhu jangka pendek memiliki pengaruh yang jauh lebih kecil terhadap akurasi dimensi mesin perkakas. Stabilitas termal yang lebih baik pada alas mesin berarti geometri keseluruhan mesin lebih terjaga dan, sebagai hasilnya, kesalahan geometris diminimalkan.
- Tidak korosi: Komponen cor mineral tahan terhadap oli, cairan pendingin, dan cairan agresif lainnya.
- Peredaman getaran yang lebih baik untuk masa pakai alat yang lebih lama: pengecoran mineral kami mencapai nilai peredaman getaran hingga 10 kali lebih baik daripada baja atau besi cor. Berkat karakteristik ini, stabilitas dinamis struktur mesin yang sangat tinggi dapat diperoleh. Manfaat yang didapat bagi pembuat dan pengguna mesin perkakas sangat jelas: kualitas permukaan akhir komponen yang dikerjakan atau digerinda lebih baik dan masa pakai alat yang lebih lama sehingga menurunkan biaya perkakas.
- Lingkungan: Dampak lingkungan selama proses manufaktur dikurangi.
Rangka pengecoran mineral vs rangka besi cor
Lihat di bawah ini manfaat dari pengecoran mineral baru kami dibandingkan dengan rangka besi cor yang digunakan sebelumnya:
| Pengecoran Mineral (Granit Epoksi) | Besi cor | |
| Pembasahan | Tinggi | Rendah |
| Performa Panas | Konduktivitas panas rendah dan panas spesifikasi tinggi. kapasitas | Konduktivitas panas yang tinggi dan spesifikasi rendah kapasitas panas |
| Bagian Tertanam | Desain tak terbatas dan Cetakan satu bagian dan koneksi tanpa hambatan | Diperlukan pengerjaan mesin. |
| Ketahanan Korosi | Sangat tinggi | Rendah |
| Lingkungan Keramahan | Konsumsi energi rendah | Konsumsi energi tinggi |
Kesimpulan
Pengecoran mineral sangat ideal untuk struktur rangka mesin CNC kami. Teknologi ini menawarkan keunggulan teknologi, ekonomi, dan lingkungan yang jelas. Teknologi pengecoran mineral memberikan peredaman getaran yang sangat baik, ketahanan kimia yang tinggi, dan keunggulan termal yang signifikan (ekspansi termal mirip dengan baja). Elemen penghubung, kabel, sensor, dan sistem pengukuran semuanya dapat dicor ke dalam rakitan.
Apa saja manfaat dari pusat permesinan alas granit pengecoran mineral?
Pengecoran mineral (granit buatan manusia yang juga dikenal sebagai beton resin) telah diterima secara luas di industri perkakas mesin selama lebih dari 30 tahun sebagai material struktural.
Menurut statistik, di Eropa, satu dari setiap 10 mesin perkakas menggunakan coran mineral sebagai alasnya. Namun, penggunaan pengalaman yang tidak tepat, informasi yang tidak lengkap atau salah dapat menimbulkan kecurigaan dan prasangka terhadap coran mineral. Oleh karena itu, ketika membuat peralatan baru, perlu untuk menganalisis kelebihan dan kekurangan coran mineral dan membandingkannya dengan material lain.
Basis mesin konstruksi umumnya terbagi menjadi besi cor, pengecoran mineral (beton polimer dan/atau resin reaktif), struktur baja/las (dengan/tanpa pengisi celah), dan batu alam (seperti granit). Setiap material memiliki karakteristiknya masing-masing, dan tidak ada material struktural yang sempurna. Hanya dengan meneliti kelebihan dan kekurangan material sesuai dengan persyaratan struktural spesifik, barulah material struktural yang ideal dapat dipilih.
Dua fungsi penting dari material struktural—menjamin geometri, posisi, dan penyerapan energi komponen, masing-masing memunculkan persyaratan kinerja (kinerja statis, dinamis, dan termal), persyaratan fungsional/struktural (akurasi, berat, ketebalan dinding, kemudahan rel pemandu untuk instalasi material, sistem sirkulasi media, logistik) dan persyaratan biaya (harga, kuantitas, ketersediaan, karakteristik sistem).
I. Persyaratan kinerja untuk material struktural
1. Karakteristik statis
Kriteria untuk mengukur sifat statis suatu alas biasanya adalah kekakuan material—deformasi minimum di bawah beban, bukan kekuatan tinggi. Untuk deformasi elastis statis, coran mineral dapat dianggap sebagai material homogen isotropik yang mematuhi hukum Hooke.
Kepadatan dan modulus elastisitas coran mineral masing-masing adalah 1/3 dari besi cor. Karena coran mineral dan besi cor memiliki kekakuan spesifik yang sama, di bawah berat yang sama, kekakuan coran besi dan coran mineral sama tanpa mempertimbangkan pengaruh bentuk. Dalam banyak kasus, ketebalan dinding desain coran mineral biasanya 3 kali lipat dari coran besi, dan desain ini tidak akan menimbulkan masalah dalam hal sifat mekanik produk atau coran. Coran mineral cocok untuk bekerja di lingkungan statis yang menahan tekanan (misalnya tempat tidur, penyangga, kolom) dan tidak cocok sebagai rangka berdinding tipis dan/atau kecil (misalnya meja, palet, pengubah alat, kereta, penyangga spindel). Berat bagian struktural biasanya dibatasi oleh peralatan produsen coran mineral, dan produk coran mineral di atas 15 ton umumnya jarang ditemukan.
2. Karakteristik dinamis
Semakin besar kecepatan putaran dan/atau percepatan poros, semakin penting kinerja dinamis mesin tersebut. Pemosisian cepat, penggantian alat yang cepat, dan umpan kecepatan tinggi terus-menerus memperkuat resonansi mekanis dan eksitasi dinamis bagian struktural mesin. Selain desain dimensi komponen, defleksi, distribusi massa, dan kekakuan dinamis komponen sangat dipengaruhi oleh sifat redaman material.
Penggunaan pengecoran mineral menawarkan solusi yang baik untuk masalah ini. Karena menyerap getaran 10 kali lebih baik daripada besi cor tradisional, hal ini dapat sangat mengurangi amplitudo dan frekuensi alami.
Dalam operasi pemesinan seperti pemotongan, material ini dapat menghasilkan presisi yang lebih tinggi, kualitas permukaan yang lebih baik, dan masa pakai alat yang lebih lama. Pada saat yang sama, dalam hal dampak kebisingan, pengecoran mineral juga menunjukkan kinerja yang baik melalui perbandingan dan verifikasi basis, pengecoran transmisi, dan aksesori dari berbagai material untuk mesin besar dan sentrifugal. Menurut analisis suara benturan, pengecoran mineral dapat mencapai pengurangan tingkat tekanan suara lokal sebesar 20%.
3. Sifat termal
Para ahli memperkirakan bahwa sekitar 80% penyimpangan mesin perkakas disebabkan oleh efek termal. Gangguan proses seperti sumber panas internal atau eksternal, pemanasan awal, penggantian benda kerja, dan lain-lain, semuanya merupakan penyebab deformasi termal. Untuk dapat memilih material terbaik, perlu untuk mengklarifikasi persyaratan material. Panas spesifik yang tinggi dan konduktivitas termal yang rendah memungkinkan pengecoran mineral memiliki inersia termal yang baik terhadap pengaruh suhu transien (seperti penggantian benda kerja) dan fluktuasi suhu lingkungan. Jika pemanasan awal yang cepat diperlukan seperti pada alas logam atau suhu alas dilarang, perangkat pemanas atau pendingin dapat langsung dicor ke dalam pengecoran mineral untuk mengontrol suhu. Penggunaan perangkat kompensasi suhu semacam ini dapat mengurangi deformasi yang disebabkan oleh pengaruh suhu, yang membantu meningkatkan akurasi dengan biaya yang wajar.
II. Persyaratan fungsional dan struktural
Integritas adalah ciri khas yang membedakan coran mineral dari material lain. Suhu pengecoran maksimum untuk coran mineral adalah 45°C, dan dengan cetakan dan perkakas presisi tinggi, komponen dan coran mineral dapat dicor bersamaan.
Teknik pengecoran ulang tingkat lanjut juga dapat digunakan pada bahan cor mineral, menghasilkan permukaan pemasangan dan rel yang presisi tanpa memerlukan pemesinan. Seperti bahan dasar lainnya, cor mineral tunduk pada aturan desain struktural tertentu. Ketebalan dinding, aksesori penahan beban, sisipan rusuk, metode pemuatan dan pembongkaran semuanya berbeda dari bahan lain sampai batas tertentu, dan perlu dipertimbangkan terlebih dahulu selama proses desain.
III. Persyaratan biaya
Meskipun penting untuk dipertimbangkan dari sudut pandang teknis, efektivitas biaya semakin menunjukkan pentingnya. Penggunaan pengecoran mineral memungkinkan para insinyur untuk menghemat biaya produksi dan operasional secara signifikan. Selain menghemat biaya pemesinan, biaya pengecoran, perakitan akhir, dan peningkatan biaya logistik (pergudangan dan transportasi) semuanya berkurang. Mempertimbangkan fungsi tingkat tinggi dari pengecoran mineral, hal ini harus dilihat sebagai proyek keseluruhan. Bahkan, lebih masuk akal untuk melakukan perbandingan harga ketika basis telah dipasang atau pra-instal. Biaya awal yang relatif tinggi adalah biaya cetakan dan perkakas pengecoran mineral, tetapi biaya ini dapat diencerkan dalam penggunaan jangka panjang (500-1000 buah/cetakan baja), dan konsumsi tahunan sekitar 10-15 buah.
IV. Lingkup penggunaan
Sebagai material struktural, pengecoran mineral terus menggantikan material struktural tradisional, dan kunci perkembangan pesatnya terletak pada pengecoran mineral, cetakan, dan struktur ikatan yang stabil. Saat ini, pengecoran mineral telah banyak digunakan di berbagai bidang mesin perkakas seperti mesin gerinda dan permesinan kecepatan tinggi. Produsen mesin gerinda telah menjadi pelopor di sektor mesin perkakas yang menggunakan pengecoran mineral untuk rangka mesin. Misalnya, perusahaan-perusahaan terkenal di dunia seperti ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude, dll. selalu mendapatkan manfaat dari peredaman, inersia termal, dan integritas pengecoran mineral untuk memperoleh presisi tinggi dan kualitas permukaan yang sangat baik dalam proses penggerindaan.
Dengan beban dinamis yang terus meningkat, alas coran mineral juga semakin disukai oleh perusahaan-perusahaan terkemuka dunia di bidang mesin gerinda perkakas. Alas coran mineral memiliki kekakuan yang sangat baik dan dapat menghilangkan gaya yang disebabkan oleh percepatan motor linier dengan baik. Pada saat yang sama, kombinasi organik antara kinerja penyerapan getaran yang baik dan motor linier dapat sangat meningkatkan kualitas permukaan benda kerja dan masa pakai roda gerinda.
Sedangkan untuk bagian tunggal, panjang hingga 10.000 mm mudah bagi kami.
Berapakah ketebalan dinding minimum?
Secara umum, ketebalan penampang minimum alas mesin setidaknya harus 60 mm. Penampang yang lebih tipis (misalnya setebal 10 mm) dapat dicetak dengan ukuran dan formulasi agregat halus.
Tingkat penyusutan setelah pengecoran sekitar 0,1-0,3 mm per 1000 mm. Jika diperlukan komponen mekanis pengecoran mineral yang lebih presisi, toleransi dapat dicapai dengan penggerindaan CNC sekunder, penggosokan tangan, atau proses pemesinan lainnya.
Bahan pengecoran mineral kami menggunakan granit hitam Jinan alami. Sebagian besar perusahaan hanya memilih granit alami biasa atau batu biasa dalam konstruksi bangunan.
• Bahan baku: menggunakan partikel Granit Hitam Jinan (juga disebut granit 'JinanQing') yang unik sebagai agregat, yang terkenal di dunia karena kekuatan tinggi, kekakuan tinggi, dan ketahanan aus yang tinggi;
• Formula: dengan resin epoksi dan aditif yang diperkuat secara unik, berbagai komponen menggunakan formulasi yang berbeda untuk memastikan kinerja komprehensif yang optimal;
• Sifat mekanis: penyerapan getaran sekitar 10 kali lipat dari besi cor, sifat statis dan dinamis yang baik;
• Sifat fisik: densitas sekitar 1/3 dari besi cor, sifat penghalang termal lebih tinggi daripada logam, tidak higroskopis, stabilitas termal yang baik;
• Sifat kimia: ketahanan korosi lebih tinggi daripada logam, ramah lingkungan;
• Akurasi dimensi: penyusutan linier setelah pengecoran sekitar 0,1-0,3㎜/m, akurasi bentuk dan kontur yang sangat tinggi di semua bidang;
• Integritas struktural: struktur yang sangat kompleks dapat dicetak, sedangkan penggunaan granit alami biasanya memerlukan perakitan, penyambungan, dan pengikatan;
· Reaksi termal lambat: bereaksi terhadap perubahan suhu jangka pendek jauh lebih lambat dan jauh lebih sedikit;
• Sisipan tertanam: pengencang, pipa, kabel, dan ruang dapat ditanamkan ke dalam struktur, bahan sisipan termasuk logam, batu, keramik, dan plastik, dll.