Dalam peralatan kontrol numerik CNC, meskipun granit telah menjadi material penting karena sifatnya yang unik, kekurangannya juga dapat berdampak pada kinerja peralatan, efisiensi pemrosesan, dan biaya perawatan. Berikut ini adalah analisis dampak spesifik yang ditimbulkan oleh kekurangan granit dari berbagai dimensi:
Pertama, materialnya sangat rapuh dan rentan terhadap kerusakan dan patah.
Kelemahan utama: Granit adalah batu alam dan pada hakikatnya merupakan material yang rapuh dengan ketahanan benturan yang buruk (nilai ketahanan benturan sekitar 1-3J/cm², yang jauh lebih rendah dibandingkan 20-100J/cm² pada material logam).
Dampak pada peralatan CNC:
Risiko pemasangan dan transportasi: Selama perakitan atau penanganan peralatan, jika terkena benturan atau jatuh, komponen granit (seperti alas dan rel pemandu) rentan retak atau terkelupas, yang mengakibatkan kegagalan akurasi. Misalnya, jika platform granit pada mesin pengukur tiga koordinat mengalami retakan tersembunyi akibat pengoperasian yang tidak tepat selama pemasangan, hal ini dapat menyebabkan penurunan kerataan secara bertahap seiring penggunaan jangka panjang, yang memengaruhi hasil pengukuran.
Bahaya tersembunyi dalam proses pemrosesan: Saat peralatan CNC mengalami kelebihan beban mendadak (seperti alat bertabrakan dengan benda kerja), rel pemandu granit atau meja kerja dapat patah karena tidak mampu menahan gaya benturan sesaat, yang menyebabkan peralatan mati untuk pemeliharaan, dan bahkan memicu serangkaian kegagalan presisi.
Kedua, kesulitan pemrosesan yang tinggi membatasi desain struktur yang kompleks
Kelemahan utama: Granit memiliki kekerasan yang tinggi (6-7 pada skala Mohs), dan perlu digiling dan diproses dengan alat khusus seperti roda gerinda berlian, sehingga menghasilkan efisiensi pemrosesan yang rendah (efisiensi penggilingan hanya 1/5 hingga 1/3 dari bahan logam), dan biaya pemrosesan permukaan lengkung yang kompleks tinggi.
Dampak pada peralatan CNC:
Keterbatasan desain struktural: Untuk menghindari kesulitan pemrosesan, komponen granit biasanya dirancang dalam bentuk geometris sederhana (seperti pelat, rel pemandu persegi panjang), sehingga sulit untuk mencapai rongga internal yang kompleks, pelat pengaku ringan, dan struktur lain yang dapat dicapai dengan pengecoran/pemotongan menggunakan material logam. Hal ini menyebabkan berat dasar granit seringkali terlalu besar (10%-20% lebih berat daripada besi cor untuk volume yang sama), yang dapat meningkatkan beban keseluruhan peralatan dan memengaruhi kinerja respons dinamis selama pergerakan berkecepatan tinggi.
Biaya perawatan dan penggantian yang tinggi: Ketika terjadi keausan atau kerusakan lokal pada komponen granit, sulit untuk memperbaikinya dengan metode seperti pengelasan atau pemotongan. Biasanya, seluruh komponen perlu diganti, dan komponen baru perlu digerinda ulang dan dikalibrasi untuk akurasi, yang mengakibatkan waktu henti yang lama (satu kali penggantian dapat memakan waktu 2-3 minggu), dan peningkatan biaya perawatan yang signifikan.
III. Ketidakpastian Tekstur Alami dan Cacat Internal
Kelemahan utama: Sebagai mineral alami, granit mempunyai retakan internal, pori-pori atau ketidakmurnian mineral yang tidak dapat dikendalikan, dan keseragaman material pada urat-urat yang berbeda sangat bervariasi (fluktuasi densitas dapat mencapai ±5%, fluktuasi modulus elastisitas ±8%).
Dampak pada peralatan CNC:
Risiko stabilitas presisi: Jika area pemrosesan komponen mengandung retakan internal, selama penggunaan jangka panjang, retakan tersebut dapat meluas karena tekanan, menyebabkan deformasi lokal dan memengaruhi akurasi peralatan. Misalnya, jika rel pemandu granit pada mesin gerinda CNC memiliki lubang udara tersembunyi, lubang tersebut dapat runtuh secara bertahap akibat getaran frekuensi tinggi, yang mengakibatkan kesalahan kelurusan rel pemandu yang berlebihan.
Perbedaan kinerja batch: Material granit dari batch yang berbeda dapat mengalami fluktuasi pada indikator utama seperti koefisien ekspansi termal dan kinerja redaman akibat perbedaan komposisi mineral, yang memengaruhi konsistensi produksi batch oleh peralatan. Untuk lini produksi otomatis yang memerlukan interaksi beberapa perangkat, perbedaan tersebut dapat menyebabkan peningkatan dispersi akurasi pemrosesan.
Keempat, beratnya yang mempengaruhi kinerja dinamis peralatan
Kelemahan utama: Granit memiliki kepadatan tinggi (2,6-3,0g/cm³), dan beratnya sekitar 1,2 kali lipat berat besi cor dan 2,5 kali lipat berat paduan aluminium dalam volume yang sama.
Dampak pada peralatan CNC:
Kelambatan respons gerak: Pada pusat permesinan berkecepatan tinggi atau mesin lima sumbu, massa dasar granit yang besar akan meningkatkan inersia beban motor linear/sekrup utama, sehingga mengakibatkan keterlambatan respons dinamis selama akselerasi/deselerasi (yang dapat meningkatkan waktu mulai-berhenti sebesar 5% hingga 10%), yang memengaruhi efisiensi pemrosesan.
Peningkatan konsumsi energi: Penggerak komponen granit yang berat membutuhkan motor servo yang lebih bertenaga, sehingga meningkatkan konsumsi energi peralatan secara keseluruhan (pengukuran aktual menunjukkan bahwa dalam kondisi kerja yang sama, konsumsi energi peralatan berbahan granit 8%-12% lebih tinggi daripada peralatan berbahan besi cor). Penggunaan jangka panjang akan meningkatkan biaya produksi.
Lima, kemampuan menahan guncangan termal terbatas
Kelemahan utama: Meskipun granit memiliki koefisien muai panas yang rendah, konduktivitas termalnya buruk (dengan konduktivitas termal hanya 1,5-3,0W/(m · K), sekitar 1/10 dari besi cor), dan perubahan suhu lokal yang tiba-tiba rentan menimbulkan tekanan termal.
Dampak pada peralatan CNC:
Masalah perbedaan suhu di area pemrosesan: Jika cairan pemotongan secara terkonsentrasi mengikis area lokal meja kerja granit, hal itu dapat menyebabkan gradien suhu (seperti perbedaan suhu 5-10℃) antara area ini dan area sekitarnya, yang mengakibatkan deformasi termal minor (jumlah deformasi dapat mencapai 1-3μm), yang memengaruhi konsistensi akurasi pemrosesan presisi (seperti penggerindaan roda gigi tingkat mikron).
Risiko kelelahan termal jangka panjang: Di lingkungan bengkel dengan seringnya menyalakan dan mematikan mesin atau perbedaan suhu besar antara siang dan malam, komponen granit dapat mengalami retakan mikro karena pemuaian dan penyusutan termal yang berulang, yang secara bertahap melemahkan kekakuan struktural.
Waktu posting: 24 Mei 2025