Nors granitas dėl savo unikalių savybių tapo svarbia medžiaga CNC skaitmeninio valdymo įrangoje, jo trūkumai taip pat gali turėti tam tikros įtakos įrangos veikimui, apdorojimo efektyvumui ir priežiūros sąnaudoms. Toliau pateikiama konkretaus granito trūkumų poveikio analizė įvairiais aspektais:
Pirma, medžiaga yra labai trapi ir linkusi į lūžius bei pažeidimus.
Pagrindinis trūkumas: Granitas yra natūralus akmuo ir iš esmės trapi medžiaga, pasižyminti prastu smūginiu atsparumu (smūginio atsparumo vertė yra maždaug 1–3 J/cm², tai yra daug mažiau nei metalinių medžiagų 20–100 J/cm²).
Poveikis CNC įrangai:
Montavimo ir transportavimo rizika: Surinkimo ar tvarkymo metu, jei įranga susiduria ar nukrenta, granito komponentai (pvz., pagrindai ir kreipiančiosios bėgeliai) yra linkę įtrūkti arba nuskilti kampai, dėl to sumažėja tikslumas. Pavyzdžiui, jei trijų koordinačių matavimo mašinos granito platformoje dėl netinkamo naudojimo montavimo metu atsiranda paslėptų įtrūkimų, ilgalaikio naudojimo metu tai gali palaipsniui blogėti plokštumos lygumas, o tai turi įtakos matavimo rezultatams.
Paslėpti pavojai apdorojimo procese: CNC įrangai susidūrus su staigiu perkrovimu (pvz., įrankiui susidūrus su ruošiniu), granito kreipiančiosios bėgelės arba darbastaliai gali sulūžti dėl nesugebėjimo atlaikyti momentinės smūgio jėgos, dėl ko įranga išsijungia techninei priežiūrai ir netgi sukeliama tikslumo gedimų grandinė.
Antra, didelis apdorojimo sudėtingumas riboja sudėtingų konstrukcijų projektavimą
Pagrindiniai trūkumai: Granitas yra labai kietas (6–7 pagal Moso skalę), jį reikia šlifuoti ir apdirbti specialiais įrankiais, tokiais kaip deimantiniai šlifavimo diskai, todėl apdorojimo efektyvumas yra mažas (frezavimo efektyvumas yra tik 1/5–1/3 metalinių medžiagų efektyvumo), o sudėtingų išlenktų paviršių apdorojimo kaina yra didelė.
Poveikis CNC įrangai:
Konstrukcijų projektavimo apribojimai: Siekiant išvengti apdirbimo sunkumų, granito komponentai paprastai projektuojami paprastų geometrinių formų (pvz., plokščių, stačiakampių kreipiančiųjų bėgelių), todėl sunku pasiekti sudėtingas vidines ertmes, lengvas standinimo plokštes ir kitas konstrukcijas, kurias galima sukurti liejant/pjaustant metalines medžiagas. Dėl to granito pagrindo svoris dažnai būna per didelis (10–20 % sunkesnis už ketų, esant tam pačiam tūriui), o tai gali padidinti bendrą įrangos apkrovą ir paveikti dinaminį atsaką judėjimo dideliu greičiu metu.
Didelės priežiūros ir keitimo išlaidos: kai granito komponentai susidėvi arba yra pažeisti, juos sunku pataisyti tokiais būdais kaip suvirinimas ar pjovimas. Paprastai reikia pakeisti visą komponentą, o naujus komponentus reikia iš naujo šlifuoti ir kalibruoti, kad būtų tikslu, todėl pailgėja prastovos (vienas pakeitimas gali užtrukti 2–3 savaites) ir gerokai padidėja priežiūros išlaidos.
III. Natūralių tekstūrų ir vidinių defektų neapibrėžtumas
Pagrindinis trūkumas: granitas, kaip natūralus mineralas, turi nekontroliuojamų vidinių įtrūkimų, porų ar mineralinių priemaišų, o skirtingų gyslų medžiagos vienodumas labai skiriasi (tankio svyravimas gali siekti ±5 %, tamprumo modulio svyravimas ±8 %).
Poveikis CNC įrangai:
Tikslumo stabilumo rizika: jei komponento apdirbimo srityje atsiranda vidinių įtrūkimų, ilgalaikio naudojimo metu dėl įtempio įtrūkimai gali išsiplėsti, sukeldami vietinę deformaciją ir paveikdami įrangos tikslumą. Pavyzdžiui, jei CNC šlifavimo staklių granito kreipiančiosiose yra paslėptų oro skylių, jos gali palaipsniui sugriūti dėl aukšto dažnio vibracijos, todėl kreipiančiosiose gali atsirasti per didelė tiesumo paklaida.
Partijų našumo skirtumai: granito medžiagų iš skirtingų partijų pagrindiniai rodikliai, tokie kaip šiluminio plėtimosi koeficientas ir slopinimo charakteristikos, gali svyruoti dėl mineralinės sudėties skirtumų, o tai turi įtakos įrangos gaminamos partijos nuoseklumui. Automatizuotose gamybos linijose, kurioms reikalinga kelių įrenginių sąveika, tokie skirtumai gali padidinti apdorojimo tikslumo sklaidą.
Ketvirta, jis yra sunkus, o tai turi įtakos įrangos dinaminiam veikimui
Pagrindinis trūkumas: Granitas turi didelį tankį (2,6–3,0 g/cm³), o jo svoris yra maždaug 1,2 karto didesnis nei ketaus ir 2,5 karto didesnis nei aliuminio lydinio, esant tokiam pačiam tūriui.
Poveikis CNC įrangai:
Judesio reakcijos vėlavimas: greitaeigiuose apdirbimo centruose arba penkių ašių staklėse didelė granito pagrindo masė padidins tiesinio variklio / švino sraigto apkrovos inerciją, todėl greitėjimo / lėtėjimo metu atsiras dinaminis reakcijos vėlavimas (dėl kurio paleidimo ir stabdymo laikas gali padidėti 5–10 %), o tai turi įtakos apdorojimo efektyvumui.
Padidėjusios energijos sąnaudos: sunkiems granito komponentams valdyti reikalingi galingesni servo varikliai, todėl padidėja bendros įrangos energijos sąnaudos (faktiniai matavimai rodo, kad esant toms pačioms darbo sąlygoms granito pagrindo įrangos energijos sąnaudos yra 8–12 % didesnės nei ketaus įrangos). Ilgalaikis naudojimas padidins gamybos sąnaudas.
Penkta, gebėjimas atsispirti terminiam šokui yra ribotas
Pagrindinis trūkumas: nors granito šiluminio plėtimosi koeficientas yra mažas, jo šilumos laidumas yra prastas (šilumos laidumas siekia tik 1,5–3,0 W/(m·K), maždaug 1/10 ketaus), o staigūs vietiniai temperatūros pokyčiai yra linkę sukelti šiluminį įtempį.
Poveikis CNC įrangai:
Temperatūros skirtumo problema apdorojimo srityje: jei pjovimo skystis koncentruotai ardo tam tikrą granito darbo stalo plotą, tarp šio ploto ir aplinkinio ploto gali atsirasti temperatūros gradientas (pvz., 5–10 ℃ temperatūros skirtumas), dėl kurio gali atsirasti nedidelė terminė deformacija (deformacijos dydis gali siekti 1–3 μm), o tai turi įtakos tikslaus apdorojimo (pvz., mikronų lygio krumpliaračių šlifavimo) tikslumo nuoseklumui.
Ilgalaikio šiluminio nuovargio rizika: Dirbtuvių aplinkoje, kurioje dažnai paleidžiami ir išjungiami įrenginiai arba yra dideli dienos ir nakties temperatūrų skirtumai, granito komponentai dėl pasikartojančio šiluminio plėtimosi ir susitraukimo gali sukelti mikroįtrūkimus, kurie palaipsniui silpnina konstrukcijos tvirtumą.
Įrašo laikas: 2025 m. gegužės 24 d.