미네랄 캐스팅 대리석 베드 가공 센터의 장점은 무엇입니까?
광물 주조물(인조 화강암, 일명 수지 콘크리트)은 30년 이상 공작기계 산업에서 구조용 재료로 널리 수용되어 왔습니다.
통계에 따르면 유럽에서는 공작 기계 10대 중 1대가 미네랄 캐스팅을 베드(bed)로 사용합니다. 그러나 부적절한 경험, 불완전하거나 부정확한 정보는 미네랄 캐스팅에 대한 의심과 편견으로 이어질 수 있습니다. 따라서 새로운 장비를 제작할 때는 미네랄 캐스팅의 장단점을 분석하고 다른 소재와 비교하는 것이 중요합니다.
건설기계의 기본 구조는 일반적으로 주철, 미네랄 캐스팅(폴리머 및/또는 반응성 수지 콘크리트), 강철/용접 구조(그라우팅/비그라우팅), 그리고 천연석(예: 화강암)으로 구분됩니다. 각 재료는 고유한 특성을 가지고 있으며, 완벽한 구조재는 없습니다. 특정 구조적 요건에 따라 재료의 장단점을 검토해야만 이상적인 구조재를 선택할 수 있습니다.
구조재료의 두 가지 중요한 기능은 구성품의 기하학, 위치 및 에너지 흡수를 보장하는 것입니다. 이는 각각 성능 요구 사항(정적, 동적 및 열 성능), 기능/구조적 요구 사항(정확도, 무게, 벽 두께, 재료 설치를 위한 가이드 레일의 용이성, 미디어 순환 시스템, 물류) 및 비용 요구 사항(가격, 수량, 가용성, 시스템 특성)을 제시합니다.
I. 구조재료의 성능요구사항
1. 정적 특성
바닥의 정적 물성을 측정하는 기준은 일반적으로 재료의 강성, 즉 높은 강도보다는 하중 하에서 변형이 최소화되는 정도입니다. 정적 탄성 변형의 경우, 광물 주물은 후크의 법칙을 따르는 등방성 균질 재료로 간주될 수 있습니다.
미네랄 주물의 밀도와 탄성 계수는 각각 주철의 1/3입니다. 미네랄 주물과 주철은 동일한 비강성을 가지므로 동일한 무게에서 철 주물과 미네랄 주물의 강성은 형상의 영향을 고려하지 않아도 동일합니다. 많은 경우 미네랄 주물의 설계 벽 두께는 일반적으로 철 주물의 3배이며, 이 설계는 제품이나 주물의 기계적 특성 측면에서 문제를 일으키지 않습니다. 미네랄 주물은 압력을 받는 정적 환경(예: 베드, 지지대, 기둥)에서 작업하는 데 적합하며 얇은 벽 및/또는 작은 프레임(예: 테이블, 팔레트, 공구 교환기, 캐리지, 스핀들 지지대)에는 적합하지 않습니다. 구조 부품의 무게는 일반적으로 미네랄 주물 제조업체의 장비에 의해 제한되며 15톤 이상의 미네랄 주물 제품은 일반적으로 드뭅니다.
2. 동적 특성
샤프트의 회전 속도 및/또는 가속도가 높을수록 기계의 동적 성능이 더욱 중요해집니다. 빠른 위치 결정, 빠른 공구 교체, 그리고 고속 이송은 기계 구조 부품의 기계적 공진 및 동적 가진을 지속적으로 강화합니다. 부품의 치수 설계 외에도, 부품의 처짐, 질량 분포, 그리고 동적 강성은 재료의 감쇠 특성에 큰 영향을 받습니다.
미네랄 주물을 사용하면 이러한 문제에 대한 좋은 해결책을 얻을 수 있습니다. 미네랄 주물은 기존 주철보다 진동을 10배 더 잘 흡수하여 진폭과 고유 진동수를 크게 줄일 수 있습니다.
기계 가공과 같은 가공 작업에서 미네랄 캐스팅은 더 높은 정밀도, 더 나은 표면 품질, 그리고 더 긴 공구 수명을 가져올 수 있습니다. 동시에, 소음 영향 측면에서도 미네랄 캐스팅은 대형 엔진 및 원심분리기용 베이스, 변속기 캐스팅, 그리고 다양한 재질의 부속품들을 비교 및 검증하여 우수한 성능을 보였습니다. 충격음 분석 결과, 미네랄 캐스팅은 국부적으로 음압 레벨을 20%까지 감소시킬 수 있는 것으로 나타났습니다.
3. 열적 특성
전문가들은 공작기계 편차의 약 80%가 열 효과에 의해 발생한다고 추정합니다. 내부 또는 외부 열원, 예열, 공작물 교체 등과 같은 공정 중단은 모두 열 변형의 원인입니다. 최적의 소재를 선택하려면 소재 요구 사항을 명확히 해야 합니다. 높은 비열과 낮은 열전도도 덕분에 광물 주물은 과도 온도 영향(예: 공작물 교체) 및 주변 온도 변동에 대해 우수한 열 관성을 갖습니다. 금속 베드처럼 빠른 예열이 필요하거나 베드 온도가 제한되는 경우, 가열 또는 냉각 장치를 광물 주물에 직접 주입하여 온도를 제어할 수 있습니다. 이러한 온도 보상 장치를 사용하면 온도 영향으로 인한 변형을 줄여 합리적인 비용으로 정확도를 향상시킬 수 있습니다.
II. 기능적 및 구조적 요구 사항
무결성은 미네랄 주물을 다른 소재와 구별하는 뚜렷한 특징입니다. 미네랄 주물의 최대 주조 온도는 45°C이며, 고정밀 금형 및 공구를 사용하여 부품과 미네랄 주물을 함께 주조할 수 있습니다.
고급 재주조 기술을 미네랄 캐스팅 블랭크에도 적용하여 가공 없이 정밀한 장착 및 레일 표면을 얻을 수 있습니다. 다른 모재와 마찬가지로 미네랄 캐스팅은 특정 구조 설계 규칙을 따릅니다. 벽 두께, 하중 지지 부속품, 리브 인서트, 적재 및 하역 방법은 모두 다른 재료와 어느 정도 다르므로 설계 단계에서 미리 고려해야 합니다.
III. 비용 요구 사항
기술적 관점에서도 중요하지만, 비용 효율성의 중요성이 점점 더 커지고 있습니다. 미네랄 캐스팅을 사용하면 엔지니어는 생산 및 운영 비용을 상당히 절감할 수 있습니다. 가공 비용 절감 외에도 주조, 최종 조립, 그리고 증가하는 물류 비용(창고 및 운송)이 모두 절감됩니다. 미네랄 캐스팅의 높은 기능을 고려할 때, 이는 하나의 프로젝트로 간주되어야 합니다. 실제로 베이스가 설치되거나 사전 설치된 상태에서 가격 비교를 하는 것이 더 합리적입니다. 비교적 높은 초기 비용은 미네랄 캐스팅 금형 및 툴링 비용이지만, 장기 사용(500~1,000개/강철 금형) 시 이 비용이 희석될 수 있으며, 연간 소비량은 약 10~15개입니다.
IV. 사용 범위
구조재로서 미네랄 캐스팅은 기존 구조재를 끊임없이 대체하고 있으며, 그 급속한 발전의 핵심은 미네랄 캐스팅, 주형, 그리고 안정적인 접합 구조에 있습니다. 현재 미네랄 캐스팅은 연삭기 및 고속 가공과 같은 다양한 공작기계 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 연삭기 제조업체들은 머신 베드에 미네랄 캐스팅을 사용하는 공작기계 분야의 선구자였습니다. 예를 들어, ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaut, Stude 등과 같은 세계적인 기업들은 미네랄 캐스팅의 뛰어난 감쇠력, 열 관성, 그리고 무결성을 활용하여 연삭 공정에서 높은 정밀도와 우수한 표면 품질을 확보해 왔습니다.
동적 하중이 계속 증가함에 따라, 공구 연삭기 분야의 세계적인 기업들이 미네랄 캐스팅 소재를 점점 더 선호하고 있습니다. 미네랄 캐스팅 베드는 뛰어난 강성을 갖추고 있어 리니어 모터의 가속으로 발생하는 힘을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 또한, 우수한 진동 흡수 성능과 리니어 모터의 유기적인 조합은 공작물의 표면 품질과 연삭 휠의 수명을 크게 향상시킬 수 있습니다.
게시 시간: 2022년 1월 18일