Mätteknik för granit – noggrannhet på mikrometernivå
Granit uppfyller kraven för modern mätteknik inom maskinteknik. Erfarenhet från tillverkning av mät- och testbänkar och koordinatmätmaskiner har visat att granit har tydliga fördelar jämfört med traditionella material. Anledningen är följande.
Utvecklingen av mätteknik under senare år och decennier är fortfarande spännande idag. I början var enkla mätmetoder som mätbrädor, mätbänkar, testbänkar etc. tillräckliga, men med tiden blev kraven på produktkvalitet och processsäkerhet allt högre. Mätnoggrannheten bestäms av den använda plåtens grundgeometri och mätosäkerheten för respektive prob. Mätuppgifter blir dock mer komplexa och dynamiska, och resultaten måste bli mer exakta. Detta förebådar gryningen för rumslig koordinatmetrologi.
Noggrannhet innebär att minimera bias
En 3D-koordinatmätmaskin består av ett positioneringssystem, ett högupplöst mätsystem, kopplings- eller mätsensorer, ett utvärderingssystem och mätprogramvara. För att uppnå hög mätnoggrannhet måste mätavvikelsen minimeras.
Mätfelet är skillnaden mellan det värde som visas av mätinstrumentet och det faktiska referensvärdet för den geometriska kvantiteten (kalibreringsstandard). Längdmätningsfelet E0 för moderna koordinatmätmaskiner (CMM) är 0,3+L/1000µm (L är den uppmätta längden). Utformningen av mätanordningen, proben, mätstrategin, arbetsstycket och användaren har en betydande inverkan på längdmätningsavvikelsen. Mekanisk design är den bästa och mest hållbara påverkande faktorn.
Användningen av granit inom mätteknik är en av de viktiga faktorerna som påverkar utformningen av mätmaskiner. Granit är ett utmärkt material för moderna behov eftersom det uppfyller fyra krav som gör resultaten mer exakta:
1. Hög inneboende stabilitet
Granit är en vulkanisk bergart som består av tre huvudkomponenter: kvarts, fältspat och glimmer, som bildas genom kristallisation av smält bergart i jordskorpan.
Efter tusentals år av "åldrande" har granit en jämn textur och ingen inre spänning. Till exempel är impalor cirka 1,4 miljoner år gamla.
Granit har hög hårdhet: 6 på Mohs-skalan och 10 på hårdhetsskalan.
2. Hög temperaturbeständighet
Jämfört med metalliska material har granit en lägre expansionskoefficient (ca 5 µm/m*K) och en lägre absolut expansionshastighet (t.ex. stål α = 12 µm/m*K).
Granitens låga värmeledningsförmåga (3 W/m*K) säkerställer en långsam respons på temperaturfluktuationer jämfört med stål (42–50 W/m*K).
3. Mycket bra vibrationsreducerande effekt
Tack vare den enhetliga strukturen har granit ingen kvarvarande spänning. Detta minskar vibrationer.
4. Trekoordinerad styrskena med hög precision
Granit, tillverkad av naturlig hårdsten, används som mätplatta och kan bearbetas mycket bra med diamantverktyg, vilket resulterar i maskindelar med hög grundläggande precision.
Genom manuell slipning kan styrskenornas noggrannhet optimeras till mikronnivå.
Under slipning kan lastberoende deformationer av delarna beaktas.
Detta resulterar i en mycket komprimerad yta, vilket möjliggör användning av luftlagerstyrningar. Luftlagerstyrningar är mycket exakta tack vare den höga ytkvaliteten och axelns beröringsfria rörelse.
avslutningsvis:
Styrskenans inneboende stabilitet, temperaturbeständighet, vibrationsdämpning och precision är de fyra viktigaste egenskaperna som gör granit till ett idealiskt material för CMM. Granit används i allt större utsträckning vid tillverkning av mät- och testbänkar, såväl som på CMM:er för mätbrädor, mätbord och mätutrustning. Granit används också inom andra industrier, såsom verktygsmaskiner, lasermaskiner och system, mikrobearbetningsmaskiner, tryckmaskiner, optiska maskiner, monteringsautomation, halvledarbearbetning etc., på grund av de ökande precisionskraven för maskiner och maskinkomponenter.
Publiceringstid: 18 januari 2022