CNC sayısal kontrol ekipmanlarında, granitin fiziksel özellikleri yüksek hassasiyetli işleme için bir temel oluşturmasına rağmen, kendi içinde barındırdığı dezavantajların işleme hassasiyeti üzerinde çok boyutlu etkileri olabilir; bunlar özellikle aşağıdaki şekilde ortaya çıkmaktadır:
1. Malzemenin kırılganlığından kaynaklanan işleme sırasında oluşan yüzey kusurları
Granitin kırılgan yapısı (yüksek basınç dayanımı ancak düşük eğilme dayanımı, genellikle eğilme dayanımı basınç dayanımının sadece 1/10 ila 1/20'si kadardır) işleme sırasında kenar çatlaması ve yüzey mikro çatlakları gibi sorunlara yatkın olmasına neden olur.
Mikroskobik kusurlar hassas aktarımı etkiler: Yüksek hassasiyetli taşlama veya frezeleme yaparken, takım temas noktalarındaki küçük çatlaklar düzensiz yüzeyler oluşturabilir ve kılavuz raylar ve çalışma masaları gibi temel bileşenlerin doğruluk hatalarının genişlemesine neden olabilir (örneğin, düzlük ideal ±1μm/m'den ±3~5μm/m'ye bozulur). Bu mikroskobik kusurlar, özellikle hassas optik bileşenler ve yarı iletken yonga taşıyıcıları gibi işleme senaryolarında doğrudan işlenmiş parçalara iletilir ve bu da iş parçasının yüzey pürüzlülüğünde artışa (Ra değeri 0,1μm'den 0,5μm'nin üzerine çıkar) yol açabilir ve optik performansı veya cihaz işlevselliğini etkiler.
Dinamik işlemede ani kırılma riski: Yüksek hızlı kesme (örneğin mil hızı > 15.000 r/dak) veya ilerleme hızı > 20m/dak senaryolarında, granit bileşenler anlık darbe kuvvetleri nedeniyle yerel parçalanma yaşayabilir. Örneğin, kılavuz ray çifti hızla yön değiştirdiğinde, kenar çatlaması hareket yörüngesinin teorik yoldan sapmasına neden olabilir ve bu da konumlandırma doğruluğunda ani bir düşüşe (konumlandırma hatası ±2μm'den ±10μm'nin üzerine çıkar) ve hatta takımın çarpışmasına ve hurdaya çıkmasına yol açabilir.
İkincisi, ağırlık ve rijitlik arasındaki çelişkiden kaynaklanan dinamik doğruluk kaybı
Granitin yüksek yoğunluk özelliği (yaklaşık 2,6 ila 3,0 g/cm³ yoğunlukta) titreşimi bastırabilir, ancak aynı zamanda aşağıdaki sorunları da beraberinde getirir:
Eylemsizlik kuvveti servo tepki gecikmesine neden olur: Ağır granit yatakların (onlarca ton ağırlığında olabilen büyük gantry makine yatakları gibi) hızlanma ve yavaşlama sırasında oluşturduğu eylemsizlik kuvveti, servo motorun daha fazla tork üretmesini zorlar ve bu da konum döngüsü izleme hatasında artışa neden olur. Örneğin, doğrusal motorlarla çalıştırılan yüksek hızlı sistemlerde, ağırlıkta her %10 artış için konumlandırma doğruluğu %5 ila %8 oranında azalabilir. Özellikle nanoölçekli işleme senaryolarında, bu gecikme kontur işleme hatalarına (dairesel enterpolasyon sırasında yuvarlaklık hatasının 50 nm'den 200 nm'ye çıkması gibi) yol açabilir.
Yetersiz rijitlik düşük frekanslı titreşime neden olur: Granitin nispeten yüksek bir doğal sönümlemesi olmasına rağmen, elastik modülü (yaklaşık 60 ila 120 GPa) dökme demirden daha düşüktür. Alternatif yüklere maruz kaldığında (çok eksenli bağlantı işleme sırasında kesme kuvveti dalgalanmaları gibi), mikro deformasyon birikimi meydana gelebilir. Örneğin, beş eksenli bir işleme merkezinin salınım başlığı bileşeninde, granit tabanının hafif elastik deformasyonu, dönüş ekseninin açısal konumlandırma doğruluğunun kaymasına neden olabilir (örneğin, endeksleme hatası ±5"ten ±15"e genişleyerek) karmaşık kavisli yüzeylerin işleme doğruluğunu etkileyebilir.
Iii. Isıl Kararlılık ve Çevresel Duyarlılığın Sınırlamaları
Granitin termal genleşme katsayısı (yaklaşık 5 ila 9×10⁻⁶/℃) dökme demirden daha düşük olmasına rağmen hassas işlemede hatalara neden olabilir:
Sıcaklık gradyanları yapısal deformasyona neden olur: Ekipman uzun süre sürekli çalıştığında, ana şaft motoru ve kılavuz ray yağlama sistemi gibi ısı kaynakları granit bileşenlerde sıcaklık gradyanlarına neden olabilir. Örneğin, çalışma tezgahının üst ve alt yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkı 2℃ olduğunda, orta dışbükey veya orta içbükey deformasyona neden olabilir (sapma 10 ila 20μm'ye ulaşabilir), iş parçası sıkıştırmasının düzlüğünün bozulmasına ve frezeleme veya taşlamanın paralellik doğruluğunun etkilenmesine yol açabilir (düz plaka parçalarının kalınlık toleransının ±5μm ila ±20μm'yi aşması gibi).
Çevresel nem hafif genleşmeye neden olur: Granitin su emme oranı (%0,1 ila %0,5) düşük olsa da, yüksek nemli bir ortamda uzun süre kullanıldığında, eser miktarda su emme kafes genleşmesine yol açabilir ve bu da kılavuz ray çiftinin uyum boşluğunda değişikliklere neden olur. Örneğin, nem %40 RH'den %70 RH'ye yükseldiğinde, granit kılavuz rayının doğrusal boyutu 0,005 ila 0,01 mm/m artabilir ve bu da kayan kılavuz rayının hareketinin düzgünlüğünde bir azalmaya ve mikron düzeyindeki besleme doğruluğunu etkileyen bir "sürünme" olayının oluşmasına neden olabilir.
IV. İşleme ve Montaj Hatalarının Toplam Etkileri
Granitin işleme zorluğu yüksektir (özel elmas takımlar gerektirir ve işleme verimliliği metal malzemelerin yalnızca 1/3 ila 1/2'si kadardır), bu da montaj sürecinde hassasiyet kaybına yol açabilir:
Çiftleşme yüzeylerinin iletiminde işleme hatası: Kılavuz ray montaj yüzeyi ve vida destek delikleri gibi önemli parçalarda işleme sapmaları (düzlük > 5μm, delik aralığı hatası > 10μm gibi) varsa, bu, montajdan sonra doğrusal kılavuz rayın bozulmasına, bilyalı vidanın eşit olmayan ön yüklenmesine ve nihayetinde hareket doğruluğunun bozulmasına neden olur. Örneğin, üç eksenli bağlantı işleme sırasında, kılavuz rayın bozulmasından kaynaklanan dikeylik hatası, küpün diyagonal uzunluk hatasını ±10μm'den ±50μm'ye çıkarabilir.
Eklemeli yapının arayüz boşluğu: Büyük ekipmanların granit bileşenleri genellikle ekleme tekniklerini (çok bölümlü yatak ekleme gibi) benimser. Ekleme yüzeyinde küçük açısal hatalar (> 10") veya yüzey pürüzlülüğü > Ra0.8μm ise, montajdan sonra gerilim yoğunlaşması veya boşluklar oluşabilir. Uzun vadeli yük altında, yapısal gevşemeye yol açabilir ve doğruluk kaymasına neden olabilir (her yıl konumlandırma doğruluğunda 2 ila 5μm azalma gibi).
Özet ve başa çıkma ilhamları
Granitin dezavantajları, CNC ekipmanlarının doğruluğu üzerinde gizli, kümülatif ve çevresel olarak hassas bir etkiye sahiptir ve malzeme modifikasyonu (sertliği artırmak için reçine emdirme gibi), yapısal optimizasyon (metal-granit kompozit çerçeveler gibi), termal kontrol teknolojisi (mikro kanallı su soğutma gibi) ve dinamik kompanzasyon (lazer interferometresi ile gerçek zamanlı kalibrasyon gibi) gibi yollarla sistematik olarak ele alınması gerekir. Nanoölçekli hassas işleme alanında, granitin performans avantajlarından tam olarak yararlanırken içsel kusurlarından kaçınmak için malzeme seçiminden, işleme teknolojisinden tüm makine sistemine kadar tam zincir kontrolü yürütmek daha da gereklidir.
Gönderi zamanı: 24-Mayıs-2025