Në pajisjet e kontrollit numerik CNC, megjithëse vetitë fizike të granitit ofrojnë një bazë për përpunim me precizion të lartë, disavantazhet e tij të natyrshme mund të kenë ndikime shumëdimensionale në saktësinë e përpunimit, të cilat manifestohen konkretisht si më poshtë:
1. Defekte sipërfaqësore në përpunim të shkaktuara nga brishtësia e materialit
Natyra e brishtë e granitit (rezistencë e lartë ndaj shtypjes, por rezistencë e ulët në përkulje, zakonisht forca në përkulje është vetëm 1/10 deri në 1/20 e rezistencës në shtypje) e bën atë të prirur ndaj problemeve të tilla si çarje në skaje dhe mikroçarje sipërfaqësore gjatë përpunimit.
Defektet mikroskopike ndikojnë në transferimin preciz: Gjatë kryerjes së bluarjes ose frezimit me precizion të lartë, çarjet e vogla në pikat e kontaktit të mjetit mund të formojnë sipërfaqe të parregullta, duke shkaktuar zgjerimin e gabimeve të drejtimit të komponentëve kryesorë, siç janë shinat udhëzuese dhe tavolinat e punës (për shembull, sheshtësia përkeqësohet nga vlera ideale ±1μm/m në ±3~5μm/m). Këto defekte mikroskopike do të transmetohen drejtpërdrejt në pjesët e përpunuara, veçanërisht në skenarët e përpunimit, siç janë komponentët optikë precizë dhe bartësit e pllakave gjysmëpërçuese, të cilat mund të çojnë në një rritje të vrazhdësisë sipërfaqësore të copës së punës (vlera Ra rritet nga 0.1μm në mbi 0.5μm), duke ndikuar në performancën optike ose funksionalitetin e pajisjes.
Rreziku i thyerjes së papritur në përpunimin dinamik: Në skenarë të prerjes me shpejtësi të lartë (siç është shpejtësia e boshtit > 15,000 r/min) ose shpejtësia e furnizimit > 20m/min, përbërësit e granitit mund të përjetojnë fragmentim lokal për shkak të forcave të menjëhershme të impaktit. Për shembull, kur çifti i shinave udhëzuese ndryshon drejtimin me shpejtësi, çarja e skajit mund të shkaktojë devijimin e trajektores së lëvizjes nga trajektorja teorike, duke rezultuar në një rënie të papritur të saktësisë së pozicionimit (gabimi i pozicionimit zgjerohet nga ±2μm në më shumë se ±10μm), dhe madje duke çuar në përplasje dhe copëtim të mjeteve.
Së dyti, humbja dinamike e saktësisë e shkaktuar nga kontradikta midis peshës dhe ngurtësisë
Vetia e granitit me dendësi të lartë (me një dendësi prej afërsisht 2.6 deri në 3.0 g/cm³) mund të shtypë dridhjet, por sjell edhe problemet e mëposhtme:
Forca inerciale shkakton vonesë në reagimin e servo-së: Forca inerciale e gjeneruar nga shtresat e rënda të granitit (si shtresat e mëdha të makinave gantry që mund të peshojnë dhjetëra ton) gjatë përshpejtimit dhe ngadalësimit e detyron servo-motorin të prodhojë çift rrotullues më të madh, duke rezultuar në një rritje të gabimit të ndjekjes së lakut të pozicionit. Për shembull, në sistemet me shpejtësi të lartë të drejtuara nga motorë linearë, për çdo rritje prej 10% të peshës, saktësia e pozicionimit mund të ulet me 5% deri në 8%. Sidomos në skenarët e përpunimit në shkallë nano, kjo vonesë mund të çojë në gabime të përpunimit të konturit (siç është rritja e gabimit të rrumbullakësisë nga 50nm në 200nm gjatë interpolimit rrethor).
Ngurtësia e pamjaftueshme shkakton dridhje me frekuencë të ulët: Edhe pse graniti ka një amortizim të brendshëm relativisht të lartë, moduli i tij elastik (rreth 60 deri në 120GPa) është më i ulët se ai i gizës. Kur i nënshtrohet ngarkesave alternative (siç janë luhatjet në forcën e prerjes gjatë përpunimit të lidhjeve shumë-aksore), mund të ndodhë akumulim i mikro-deformimeve. Për shembull, në përbërësin e kokës lëkundëse të një qendre përpunimi me pesë akse, deformimi i lehtë elastik i bazës së granitit mund të shkaktojë devijim të saktësisë këndore të pozicionimit të boshtit të rrotullimit (siç është zgjerimi i gabimit të indeksimit nga ±5" në ±15"), duke ndikuar në saktësinë e përpunimit të sipërfaqeve komplekse të lakuara.
III. Kufizimet e Stabilitetit Termik dhe Ndjeshmërisë Mjedisore
Edhe pse koeficienti i zgjerimit termik të granitit (afërsisht 5 deri në 9×10⁻⁶/℃) është më i ulët se ai i gizës, ai prapëseprapë mund të shkaktojë gabime në përpunimin preciz:
Gradientët e temperaturës shkaktojnë deformim strukturor: Kur pajisjet funksionojnë vazhdimisht për një kohë të gjatë, burimet e nxehtësisë, siç është motori i boshtit kryesor dhe sistemi i lubrifikimit të shinave udhëzuese, mund të shkaktojnë gradiente të temperaturës në përbërësit e granitit. Për shembull, kur ndryshimi i temperaturës midis sipërfaqeve të sipërme dhe të poshtme të tryezës së punës është 2℃, kjo mund të shkaktojë deformim mesatar konveks ose mesatar konkav (devijimi mund të arrijë 10 deri në 20μm), duke çuar në dështimin e rrafshësisë së shtrëngimit të copës së punës dhe duke ndikuar në saktësinë e paralelizmit të frezimit ose bluarjes (siç është toleranca e trashësisë së pjesëve të sheshta të pllakës që tejkalon ±5μm deri në ±20μm).
Lagështia mjedisore shkakton zgjerim të lehtë: Edhe pse shkalla e thithjes së ujit nga graniti (0.1% deri në 0.5%) është e ulët, kur përdoret për një kohë të gjatë në një mjedis me lagështi të lartë, një sasi e vogël e thithjes së ujit mund të çojë në zgjerimin e rrjetës, e cila nga ana tjetër shkakton ndryshime në hapësirën e përshtatjes së çiftit të shinave udhëzuese. Për shembull, kur lagështia rritet nga 40% RH në 70% RH, dimensioni linear i shinave udhëzuese të granitit mund të rritet me 0.005 deri në 0.01 mm/m, duke rezultuar në një ulje të lëvizjes së lëmuar të shinave udhëzuese rrëshqitëse dhe shfaqjen e një fenomeni "zvarritjeje", i cili ndikon në saktësinë e furnizimit në nivel mikroni.
IV. Efektet Kumulative të Gabimeve të Përpunimit dhe Montimit
Vështirësia e përpunimit të granitit është e lartë (kërkon mjete speciale diamanti, dhe efikasiteti i përpunimit është vetëm 1/3 deri në 1/2 e asaj të materialeve metalike), gjë që mund të çojë në humbjen e saktësisë në procesin e montimit:
Transmetimi i gabimit të përpunimit të sipërfaqeve të çiftëzimit: Nëse ka devijime të përpunimit (si p.sh. sheshtësia > 5μm, gabimi i hapësirës së vrimave > 10μm) në pjesë kyçe si sipërfaqja e instalimit të shinës udhëzuese dhe vrimat mbështetëse të vidës së plumbit, kjo do të shkaktojë shtrembërim të shinës udhëzuese lineare pas instalimit, parangarkesë të pabarabartë të vidës së topit dhe në fund të fundit do të çojë në përkeqësim të saktësisë së lëvizjes. Për shembull, gjatë përpunimit të lidhjes me tre akse, gabimi i vertikalitetit i shkaktuar nga shtrembërimi i shinës udhëzuese mund ta zgjerojë gabimin e gjatësisë diagonale të kubit nga ±10μm në ±50μm.
Hapësira ndërfaqësore e strukturës së bashkuar: Komponentët e granitit të pajisjeve të mëdha shpesh përdorin teknika bashkimi (si bashkimi me shumë seksione). Nëse ka gabime të vogla këndore (> 10") ose vrazhdësi sipërfaqësore > Ra0.8μm në sipërfaqen e bashkuar, mund të ndodhë përqendrim i stresit ose boshllëqe pas montimit. Nën ngarkesën afatgjatë, kjo mund të çojë në relaksim strukturor dhe të shkaktojë devijim të saktësisë (siç është një rënie prej 2 deri në 5μm në saktësinë e pozicionimit çdo vit).
Përmbledhje dhe frymëzime për përballimin
Disavantazhet e granitit kanë një ndikim të fshehtë, kumulativ dhe të ndjeshëm ndaj mjedisit në saktësinë e pajisjeve CNC, dhe duhet të adresohen sistematikisht përmes mjeteve të tilla si modifikimi i materialit (siç është impregnimi i rrëshirës për të rritur fortësinë), optimizimi strukturor (siç janë kornizat kompozite metal-granit), teknologjia e kontrollit termik (siç është ftohja me ujë me mikrokanale) dhe kompensimi dinamik (siç është kalibrimi në kohë reale me një interferometër lazer). Në fushën e përpunimit preciz në shkallë nano, është edhe më e nevojshme të kryhet kontroll i plotë zinxhir nga përzgjedhja e materialit, teknologjia e përpunimit deri te i gjithë sistemi i makinës për të shfrytëzuar plotësisht avantazhet e performancës së granitit, duke shmangur defektet e tij të natyrshme.
Koha e postimit: 24 maj 2025