Эпоксидный гранит
Эпоксидный гранит , также известный как синтетический гранит , [1] представляет собой композит с полимерной матрицей и представляет собой смесь и эпоксидной смолы гранита , обычно используемую в качестве альтернативного материала для оснований станков . Эпоксидный гранит используется вместо чугуна и стали для улучшения гашения вибрации , увеличения срока службы инструмента и снижения затрат на сборку и, следовательно, улучшения свойств для стабилизации и размещения машин. [2] [3]
Станочная база
[ редактировать ]Статические и динамические характеристики станков и других высокоточных машин зависят от высокой жесткости, долговременной стабильности и превосходных демпфирующих характеристик основного материала. Наиболее широко используемые материалы для этих конструкций — чугун, сварные стальные конструкции и природный гранит. Из-за отсутствия долгосрочной стабильности и очень плохих демпфирующих свойств стальные конструкции редко используются там, где требуется высокая точность. Чугун хорошего качества, снятый под напряжением и отожженный, придает конструкции стабильность размеров, и ему можно отливать сложные формы, но для формирования прецизионных поверхностей после отливки требуется дорогостоящий процесс механической обработки. Натуральный гранит обладает более высокой демпфирующей способностью, чем чугун, но, как и чугун, его обработка и отделка могут быть трудоемкими и дорогими. Традиционный рынок эпоксидного гранита призван заменить железо и сталь в этих областях применения. [4]
Процесс
[ редактировать ]
Прецизионные гранитные отливки производятся путем смешивания гранитных заполнителей (которые измельчаются, промываются и высушиваются) с системой эпоксидной смолы при температуре окружающей среды (т.е. процесс холодного отверждения). В составе также может быть использован кварцевый заполнитель. Вибрационное уплотнение в процессе формования плотно уплотняет заполнитель. Механические и термомеханические свойства можно улучшить, если наряду с гранитом использовать волокно. [5] [6] Помимо эпоксидной смолы, вместо волокон можно также использовать другие смолы для улучшения таких свойств, как водопоглощение. [7] Если пористость контролируется, эффект демпфирования может быть дополнительно улучшен. [8] Резьбовые вставки, стальные пластины и трубы охлаждающей жидкости могут быть отлиты в процессе литья. Для достижения еще большей универсальности линейные направляющие, направляющие и опоры двигателя могут быть скопированы или залиты цементным раствором, что устраняет необходимость в какой-либо механической обработке после литья.
Другие определения
[ редактировать ]Эпоксидные смолы и гранит, особенно гранитная пыль, могут использоваться в других целях, например, в качестве напольных покрытий. Отходы гранитных опилок производятся в горнодобывающей промышленности, а низкая плотность означает, что они могут легко разноситься ветром и, таким образом, распространяться в окружающей среде. Ведутся исследования инновационных решений, таких как использование отходов гранитного порошка в эпоксидных смолах и разработка связующих для покрытий на их основе. [9]
Преимущества перед железом и его сплавами
[ редактировать ]Часто утверждается, что эпоксидный гранит по гашению вибрации превосходит демпфирование стали или чугуна. [10] Также хорошо известно, что железо, сталь и сплавы подвержены коррозии или ржавчине, тогда как для предотвращения коррозии часто используется эпоксидная смола . Так, коррозионная и общая химическая стойкость эпоксидного гранита к большинству распространенных растворителей, кислот, щелочей и смазочно-охлаждающих жидкостей превосходит сталь и сплавы и не требует постоянной покраски. [11] Эпоксидный гранитный материал имеет внутренний коэффициент демпфирования до десяти раз лучше, чем у чугуна, до трех раз лучше, чем у натурального гранита, и до тридцати раз лучше, чем у стальных конструкций. [12] Метод литья по сравнению со сталью позволяет легче включать вставки и т. д. и, таким образом, сокращает механическую обработку готовой отливки и сокращает время сборки за счет объединения нескольких компонентов в одну отливку. [13] Для производства полимерных литейных смол требуется очень мало энергии, а процесс литья осуществляется при комнатной температуре. [14]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Маккеун, П.; Морган, Г. (1979). «Эпоксидный гранит: конструкционный материал для прецизионных машин». Точное машиностроение . 1 (4): 227. дои : 10.1016/0141-6359(79)90104-1 .
- ^ Камат, Сандеш; Д'Мелло, Джоэл; Балакришна, С.С. (октябрь 2014 г.). «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРАСНЫХ ГРАНИТНО-ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИТОВ» (PDF) . Международный журнал исследований в области машиностроения и робототехники . 3 (4). ISSN 2278-0149 – через IJMERR.
- ^ Шанмугам, К; Тайла, PR; Кумар, Н. Махиндра; Рабик, С. Джон; Кришна, Р. Рагав; Кумар, С. Вивин (2017). «Экспериментальные исследования механических свойств эпоксидного гранита для конструкции станков с использованием планирования экспериментов» . Азиатский журнал исследований в области социальных и гуманитарных наук . 7 (3): 1333. дои : 10.5958/2249-7315.2017.00246.5 . ISSN 2249-7315 .
- ^ Венугопал, Прабху Раджа; Дханабал, П; Тайла, Пр; Моханрадж, С; Натарадж, Махендракумар; Раму, М; Сонаване, Харшад (март 2020 г.). «Проектирование и анализ основания вертикального обрабатывающего центра из эпоксидного гранита для улучшения статических и динамических характеристик» . Труды Института инженеров-механиков, Часть L: Журнал материалов: проектирование и применение . 234 (3): 481–495. дои : 10.1177/1464420719890892 . ISSN 1464-4207 .
- ^ Павар, MJ; Патнаик, Амар; Нагар, Равиндра (апрель 2017 г.). «Исследование механических и термомеханических свойств обработанного джутовым волокном эпоксидного композита, наполненного гранитным порошком» . Полимерные композиты . 38 (4): 736–748. дои : 10.1002/шт.23633 .
- ^ Гонсалвеш, Хорхе Антониу Виейра; Кампос, Диего Адальберто Телес; Оливейра, Жислен де Хесус; Роза, Мария де Лурдес да Силва; Маседо, Марсело Андраде (август 2014 г.). «Механические свойства эпоксидной смолы на основе гранитного каменного порошка из складчато-упорных ленточных композитов Сержипи» . Исследование материалов . 17 : 878–887. дои : 10.1590/S1516-14392014005000100 . ISSN 1516-1439 .
- ^ Рамакришна, Х.В.; Рай, СК (январь 2006 г.). «Влияние на механические свойства и водопоглощение гранитных порошковых композитов на упрочнение эпоксидной смолы с ненасыщенным полиэфиром и ненасыщенного полиэстера с эпоксидной смолой» . Журнал армированных пластмасс и композитов . 25 (1): 17–32. дои : 10.1177/0731684406055450 . ISSN 0731-6844 .
- ^ Наллусами, С.; Нарайанан, М. Раджарам; Суджата, К.; Рекха, Р. Сугантини (2021). «Экспериментальное исследование механических свойств и влияния пористости на эпоксидный гранитный композит» . Форум по материаловедению . 1042 : 123–129. doi : 10.4028/www.scientific.net/MSF.1042.123 . ISSN 1662-9752 .
- ^ Кампа, Лукаш; Хованец, Агнешка; Кролицка, Александра; Садовский, Лукаш (01 сентября 2022 г.). «Адгезионные свойства связующего вещества на основе эпоксидной смолы, модифицированного отходами гранитного порошка» . Журнал технологий и исследований покрытий . 19 (5): 1303–1316. дои : 10.1007/s11998-022-00620-2 . ISSN 1935-3804 .
- ^ Убале, Дипак (2021). «Жесткость и демпфирование эпоксидного гранита» . Международный журнал инженерии и передовых технологий . 9 .
- ^ «Коррозия стали» . www.corrosion-doctors.org . Проверено 25 октября 2022 г.
- ^ МакКаун, Пенсильвания; Морган, GH (1 октября 1979 г.). «Эпоксидный гранит: конструкционный материал для прецизионных станков» . Точное машиностроение . 1 (4): 227–229. дои : 10.1016/0141-6359(79)90104-1 . ISSN 0141-6359 .
- ^ АрунРамнатх, Р.; Тайла, PR (01.06.2022). «Измерение и оптимизация многоатрибутных характеристик при фрезеровании эпоксидно-гранитных композитов с использованием рсм и комбинированного ахп-топсиса» . Топография поверхности: метрология и свойства . 10 (2): 025023. doi : 10.1088/2051-672X/ac4566 . ISSN 2051-672X .
- ^ Горбани, Сиамак; Крисостомо, Алехандро Велис Агуайо; Рогов Владимир Александрович; Полушин, Николай Иванович (01.01.2018). «Экспериментальные и теоретические исследования по сверлению эпоксидного гранита твердосплавными спиральными сверлами с покрытием и без покрытия» . Международный журнал механических наук . 135 : 240–252. дои : 10.1016/j.ijmecsci.2017.11.025 . ISSN 0020-7403 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Терри Капуано. «Полимерные отливки принимают металлы». Машиностроение 2006. [1]
- КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ:ТЕХНИКА И НАУКА Мэтьюз, Флорида; Роулингс, Риз. КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ: ТЕХНИКА И НАУКА (1-е изд.). ЧЭПМАН И ХОЛЛ. ISBN 9780412559709 .