U CNC numeričkoj upravljačkoj opremi, iako je granit postao važan materijal zbog svojih jedinstvenih svojstava, njegovi inherentni nedostaci mogu također imati određeni utjecaj na performanse opreme, efikasnost obrade i troškove održavanja. Slijedi analiza specifičnih utjecaja koje nedostaci granita donose iz više dimenzija:
Prvo, materijal je vrlo krhak i sklon lomljenju i oštećenju
Osnovni nedostatak: Granit je prirodni kamen i u suštini je krhki materijal sa slabom udarnom žilavošću (vrijednost udarne žilavosti je približno 1-3 J/cm², što je mnogo niže od 20-100 J/cm² metalnih materijala).
Uticaj na CNC opremu:
Rizici prilikom instalacije i transporta: Tokom montaže ili rukovanja opremom, ako je izložena udaru ili padu, granitne komponente (kao što su baze i vodilice) sklone su pukotinama ili okrnjenim uglovima, što dovodi do gubitka tačnosti. Na primjer, ako granitna platforma trokoordinatne mjerne mašine razvije skrivene pukotine zbog nepravilnog rada tokom instalacije, to može dovesti do postepenog pogoršanja ravnosti tokom dugotrajne upotrebe, što utiče na rezultate mjerenja.
Skrivene opasnosti u procesu obrade: Kada CNC oprema naiđe na iznenadno preopterećenje (kao što je sudar alata s radnim komadom), granitne vodilice ili radni stolovi mogu se slomiti zbog nemogućnosti da izdrže trenutnu silu udara, što uzrokuje gašenje opreme radi održavanja, pa čak i pokretanje lanca preciznih kvarova.
Drugo, velika složenost obrade ograničava dizajn složenih struktura.
Glavni nedostaci: Granit ima visoku tvrdoću (6-7 na Mohsovoj skali), te ga je potrebno brusiti i obrađivati posebnim alatima poput dijamantskih brusnih ploča, što rezultira niskom efikasnošću obrade (efikasnost glodanja je samo 1/5 do 1/3 efikasnosti metalnih materijala), a troškovi obrade složenih zakrivljenih površina su visoki.
Uticaj na CNC opremu:
Ograničenja strukturnog dizajna: Kako bi se izbjegle poteškoće u obradi, granitne komponente se obično dizajniraju u jednostavnim geometrijskim oblicima (kao što su ploče, pravokutne vodilice), što otežava postizanje složenih unutrašnjih šupljina, laganih ukrućenih ploča i drugih struktura koje se mogu postići lijevanjem/rezanjem metalnih materijala. To dovodi do činjenice da je težina granitne baze često prevelika (10%-20% teža od lijevanog željeza za istu zapreminu), što može povećati ukupno opterećenje opreme i utjecati na dinamičke performanse odziva tokom kretanja velikom brzinom.
Visoki troškovi održavanja i zamjene: Kada dođe do lokalnog habanja ili oštećenja granitnih komponenti, teško ih je popraviti metodama poput zavarivanja ili rezanja. Obično je potrebno zamijeniti cijelu komponentu, a nove komponente ponovo izbrusiti i kalibrirati radi tačnosti, što rezultira produženim zastojem (jedna zamjena može trajati 2-3 sedmice) i značajnim povećanjem troškova održavanja.
Iii. Nesigurnost prirodnih tekstura i unutrašnjih defekata
Osnovni nedostatak: Kao prirodni mineral, granit ima nekontrolirane unutrašnje pukotine, pore ili mineralne nečistoće, a ujednačenost materijala različitih vena uveliko varira (fluktuacija gustoće može doseći ±5%, fluktuacija modula elastičnosti ±8%).
Uticaj na CNC opremu:
Rizik za stabilnost preciznosti: Ako se u području obrade komponente pojave unutrašnje pukotine, tokom dugotrajne upotrebe, pukotine se mogu proširiti zbog naprezanja, uzrokujući lokalnu deformaciju i utičući na tačnost opreme. Na primjer, ako granitne vodilice CNC brusilice imaju skrivene otvore za zrak, one se mogu postepeno urušiti pod utjecajem visokofrekventnih vibracija, što rezultira prekomjernom greškom u pravolinijosti vodilica.
Razlike u performansama šarži: Granitni materijali iz različitih šarži mogu iskusiti fluktuacije u ključnim pokazateljima kao što su koeficijent termičkog širenja i performanse prigušenja zbog razlika u mineralnom sastavu, što utiče na konzistentnost proizvodnje šarži pomoću opreme. Za automatizovane proizvodne linije koje zahtijevaju interakciju više uređaja, takve razlike mogu dovesti do povećanja disperzije tačnosti obrade.
Četvrto, teška je, što utiče na dinamičke performanse opreme
Osnovni nedostatak: Granit ima visoku gustoću (2,6-3,0 g/cm³), a njegova težina je otprilike 1,2 puta veća od težine lijevanog željeza i 2,5 puta veća od težine aluminijske legure pri istoj zapremini.
Uticaj na CNC opremu:
Kašnjenje odziva kretanja: U brzim obradnim centrima ili petoosnim mašinama, velika masa granitne baze će povećati inerciju opterećenja linearnog motora/vodećeg vijka, što će rezultirati kašnjenjem dinamičkog odziva tokom ubrzanja/usporavanja (što može povećati vrijeme pokretanja i zaustavljanja za 5% do 10%), utičući na efikasnost obrade.
Povećana potrošnja energije: Pogon teških granitnih komponenti zahtijeva snažnije servo motore, što povećava ukupnu potrošnju energije opreme (stvarna mjerenja pokazuju da je pod istim radnim uslovima potrošnja energije opreme od granitne baze 8%-12% veća od potrošnje energije opreme od livenog gvožđa). Dugotrajna upotreba će povećati troškove proizvodnje.
Peto, sposobnost odupiranja termičkom šoku je ograničena
Osnovni nedostatak: Iako granit ima nizak koeficijent toplotnog širenja, njegova toplotna provodljivost je slaba (sa toplotnom provodljivošću od samo 1,5-3,0 W/(m · K, približno 1/10 one kod lijevanog željeza), a nagle lokalne promjene temperature sklone su stvaranju toplotnog naprezanja.
Uticaj na CNC opremu:
Problem temperaturne razlike u području obrade: Ako tekućina za rezanje koncentrirano erodira lokalno područje granitnog radnog stola, može uzrokovati temperaturni gradijent (kao što je temperaturna razlika od 5-10℃) između ovog područja i okolnog područja, što dovodi do manjih termičkih deformacija (količina deformacije može doseći 1-3μm), što utječe na konzistentnost tačnosti precizne obrade (kao što je brušenje zupčanika na mikronskom nivou).
Rizik od dugoročnog termičkog zamora: U radioničkim okruženjima s čestim pokretanjima i gašenjima ili velikim temperaturnim razlikama između dana i noći, granitne komponente mogu razviti mikropukotine zbog ponovljenog termičkog širenja i skupljanja, postepeno slabeći strukturnu krutost.
Vrijeme objave: 24. maj 2025.