Tiksliosios gamybos ir tikrinimo srityje medžiagų terminės deformacijos charakteristikos yra pagrindinis veiksnys, lemiantis įrangos tikslumą ir patikimumą. Granitas ir ketus, kaip dvi dažniausiai naudojamos pramoninės pagrindinės medžiagos, sulaukė daug dėmesio dėl savo charakteristikų skirtumų aukštoje temperatūroje. Norėdami vizualiai parodyti abiejų medžiagų terminės deformacijos charakteristikas, naudojome profesionalų termovizorių, kuris atliko nepertraukiamus 8 valandų darbo bandymus su tos pačios specifikacijos granito ir ketaus platformomis, atskleisdamas tikruosius skirtumus per duomenis ir vaizdus.
Eksperimentinis dizainas: imituokite atšiaurias darbo sąlygas ir tiksliai užfiksuokite skirtumus
Šiam eksperimentui buvo pasirinktos granito ir ketaus platformos, kurių matmenys yra 1000 mm × 600 mm × 100 mm. Imituotoje pramoninių dirbtuvių aplinkoje (temperatūra 25 ± 1 ℃, drėgmė 50 % ± 5 %), tolygiai paskirstant šilumos šaltinius ant platformos paviršiaus (imituojant šilumos susidarymą įrangos veikimo metu), platforma nepertraukiamai veikė 100 W galia 8 valandas. Platformos paviršiaus temperatūros pasiskirstymui ir deformacijai realiuoju laiku stebėti buvo naudojamas FLIR T1040 terminis vaizdo ieškiklis (temperatūros skiriamoji geba 0,02 ℃) ir didelio tikslumo lazerinis poslinkio jutiklis (± 0,1 μm tikslumas), o duomenys buvo registruojami kas 30 minučių.
Išmatuoti rezultatai: vizualizuokite temperatūros skirtumą ir kiekybiškai įvertinkite deformacijos tarpą
Terminio vaizdo kameros duomenys rodo, kad po valandos ketaus platformos veikimo maksimali paviršiaus temperatūra pasiekė 42 ℃, tai yra 17 ℃ daugiau nei pradinė temperatūra. Po aštuonių valandų temperatūra pakilo iki 58 ℃ ir išryškėjo ryškus temperatūros gradiento pasiskirstymas, kai temperatūros skirtumas tarp krašto ir centro yra 8 ℃. Granito platformos kaitinimo procesas yra švelnesnis. Temperatūra pakyla tik iki 28 ℃ po 1 valandos ir stabilizuojasi ties 32 ℃ po 8 valandų. Paviršiaus temperatūros skirtumas kontroliuojamas 2 ℃ ribose.
Remiantis deformacijos duomenimis, per 8 valandas vertikali deformacija ketaus platformos centrinėje srityje pasiekė 0,18 mm, o deformacijos krašte – 0,07 mm. Tuo tarpu granito platformos maksimali deformacija yra tik 0,02 mm, tai yra mažiau nei 1/9 ketaus platformos deformacijos. Lazerinio poslinkio jutiklio realaus laiko kreivė taip pat patvirtina šį rezultatą: ketaus platformos deformacijos kreivė smarkiai svyruoja, o granito platformos kreivė yra beveik stabili, o tai rodo itin didelį terminį stabilumą.
Principinė analizė: medžiagos savybės lemia terminės deformacijos skirtumus
Pagrindinė ketaus reikšmingos terminės deformacijos priežastis yra santykinai didelis jo šiluminio plėtimosi koeficientas (maždaug 10⁻⁶ × 10⁻⁶/℃) ir netolygus grafito pasiskirstymas viduje, dėl kurio šilumos laidumo greičiai yra nepastovūs ir susidaro vietinė šiluminio įtempio koncentracija. Tuo tarpu ketaus savitoji šilumos talpa yra santykinai maža, o jo temperatūra kyla greičiau, sugeriant tą patį šilumos kiekį. Priešingai, granito šiluminio plėtimosi koeficientas yra tik (4–8) × 10⁻⁶/℃. Jo kristalinė struktūra yra tanki ir vienoda, o šilumos laidumo efektyvumas mažas ir tolygiai paskirstytas. Kartu su didele savitąja šilumos talpa jis vis tiek gali išlaikyti matmenų stabilumą aukštoje temperatūroje.
Taikymo nušvitimas: pasirinkimas lemia tikslumą, stabilumas kuria vertę
Tokioje įrangoje kaip tiksliosios staklės ir trijų koordinačių matavimo mašinos, ketaus pagrindų terminė deformacija gali sukelti apdorojimo ar tikrinimo klaidas, turinčias įtakos kvalifikuotų gaminių išeigai. Granito pagrindas, pasižymintis išskirtiniu terminiu stabilumu, gali užtikrinti, kad įranga išlaikytų aukštą tikslumą ilgalaikio eksploatavimo metu. Po to, kai tam tikra automobilių dalių gamybos įmonė pakeitė ketaus platformą granito platforma, tiksliųjų dalių matmenų paklaidos lygis sumažėjo nuo 3,2 % iki 0,8 %, o gamybos efektyvumas padidėjo 15 %.
Dėl intuityvaus pateikimo ir tikslių termovizoriaus matavimų iš karto pastebimas granito ir ketaus terminės deformacijos skirtumas. Šiuolaikinėje pramonėje, siekiančioje maksimalaus tikslumo, granito medžiagų, pasižyminčių didesniu terminiu stabilumu, pasirinkimas neabejotinai yra išmintingas žingsnis siekiant pagerinti įrangos našumą ir užtikrinti produkto kokybę.
Įrašo laikas: 2025 m. gegužės 24 d.