Dalam bidang manufaktur dan inspeksi presisi, kinerja deformasi termal material merupakan faktor kunci yang menentukan akurasi dan keandalan peralatan. Granit dan besi cor, sebagai dua material dasar industri yang umum digunakan, telah menarik banyak perhatian karena perbedaan kinerjanya di lingkungan bersuhu tinggi. Untuk menampilkan karakteristik deformasi termal keduanya secara visual, kami menggunakan pencitra termal profesional untuk melakukan uji coba kerja berkelanjutan selama 8 jam pada platform granit dan besi cor dengan spesifikasi yang sama, yang menunjukkan perbedaan nyata melalui data dan gambar.
Desain eksperimen: Simulasikan kondisi kerja yang keras dan tangkap perbedaannya secara akurat
Untuk percobaan ini, platform granit dan besi cor dengan dimensi 1000mm×600mm×100mm dipilih. Dalam simulasi lingkungan bengkel industri (suhu 25±1℃, kelembapan 50%±5%), dengan mendistribusikan sumber panas secara merata di permukaan platform (mensimulasikan pembangkitan panas selama pengoperasian peralatan), platform beroperasi terus menerus dengan daya 100W selama 8 jam. Pencitra termal FLIR T1040 (dengan resolusi suhu 0,02℃) dan sensor perpindahan laser presisi tinggi (dengan akurasi ±0,1μm) digunakan untuk memantau distribusi suhu dan deformasi permukaan platform secara waktu nyata (real-time), dan data direkam setiap 30 menit.
Hasil pengukuran: Visualisasikan perbedaan suhu dan kuantifikasi celah deformasi
Data dari pencitra termal menunjukkan bahwa setelah platform besi cor beroperasi selama satu jam, suhu permukaan maksimum mencapai 42℃, yang 17℃ lebih tinggi dari suhu awal. Delapan jam kemudian, suhu naik menjadi 58℃, dan muncul distribusi gradien suhu yang jelas, dengan perbedaan suhu 8℃ antara tepi dan tengah. Proses pemanasan platform granit berlangsung lebih lembut. Suhu hanya naik menjadi 28℃ setelah 1 jam dan stabil di 32℃ setelah 8 jam. Perbedaan suhu permukaan terkontrol dalam rentang 2℃.
Berdasarkan data deformasi, dalam 8 jam, deformasi vertikal di area tengah platform besi cor mencapai 0,18 mm, dan deformasi lengkung di tepinya mencapai 0,07 mm. Sebaliknya, deformasi maksimum platform granit hanya 0,02 mm, kurang dari 1/9 deformasi platform besi cor. Kurva waktu nyata dari sensor perpindahan laser juga mengonfirmasi hasil ini: Kurva deformasi platform besi cor berfluktuasi tajam, sementara kurva platform granit hampir stabil, menunjukkan stabilitas termal yang sangat kuat.
Analisis prinsip: Sifat material menentukan perbedaan deformasi termal
Akar penyebab deformasi termal besi cor yang signifikan terletak pada koefisien muai termalnya yang relatif tinggi (sekitar 10-12 × 10⁻⁶/℃), dan distribusi grafit yang tidak merata di dalamnya, sehingga mengakibatkan kecepatan konduksi panas yang tidak konsisten dan terbentuknya konsentrasi tegangan termal lokal. Sementara itu, besi cor memiliki kapasitas kalor jenis yang relatif rendah, dan suhunya naik lebih cepat ketika menyerap jumlah kalor yang sama. Sebaliknya, koefisien muai termal granit hanya (4-8) × 10⁻⁶/℃. Struktur kristalnya padat dan seragam, dengan efisiensi konduksi panas yang rendah dan merata. Ditambah dengan karakteristik kapasitas kalor jenisnya yang tinggi, ia tetap dapat mempertahankan stabilitas dimensi di lingkungan bersuhu tinggi.
Pencerahan aplikasi: Pilihan menentukan ketepatan, stabilitas menciptakan nilai
Pada peralatan seperti mesin perkakas presisi dan mesin ukur tiga koordinat, deformasi termal alas besi cor dapat menyebabkan kesalahan pemrosesan atau inspeksi, yang memengaruhi hasil produk yang berkualitas. Alas granit, dengan stabilitas termalnya yang luar biasa, dapat memastikan presisi tinggi peralatan tetap terjaga selama operasi jangka panjang. Setelah sebuah perusahaan manufaktur suku cadang otomotif mengganti alas besi cor dengan alas granit, tingkat kesalahan dimensi suku cadang presisi menurun dari 3,2% menjadi 0,8%, dan efisiensi produksi meningkat sebesar 15%.
Melalui presentasi intuitif dan pengukuran presisi dari pencitra termal, perbedaan deformasi termal antara granit dan besi cor langsung terlihat. Dalam industri modern yang mengutamakan presisi tertinggi, memilih material granit dengan stabilitas termal yang lebih kuat tentu merupakan langkah bijak untuk meningkatkan kinerja peralatan dan memastikan kualitas produk.
Waktu posting: 24 Mei 2025