Nové trendy ve výrobě nosných dílů vedou k využití nových alternativních materiálů ve stavbě obráběcích strojů. Polymerbeton je znám již řadu let. V současnosti se spíše zlepšily jeho vlastnosti a technologie výroby. I přes růst aplikací minerální litiny v oblasti obráběcích strojů se stále objevuje "obava" při využití tohoto moderního materiálu. Navržené koncepce struktur z minerální litiny vyžadují znalosti vlastností materiálů, výrobního postupu a technologie lití. Minerální litina se neliší jen hmotností od konvenčních materiálů, ale má i různé hodnoty z hlediska statického, dynamického a tepelného chování. Oproti oceli a litině má řádově vyšší tlumicí vlastnosti a podstatně nižší tepelnou vodivost a vyšší tepelnou kapacitu. Těmito vlastnostmi je zajištěna odolnost proti vibracím a celková geometrie stroje při rychlých teplotních změnách v okolí stroje nebo přímo na stroji.
Složení polymerbetonu
Polymerbeton se skládá z plnicího materiálu, kterým bývá většinou anorganická látka, basalt, granit, různé minerály, a ze spojovacího činidla na epoxidové bázi, které zaručí dokonalé provázání, vytvrzení materiálu a chová se chemicky neutrálně. Po vytvrzení se díly brousí.
Vlastnosti
Vlastnosti minerální litiny jsou závislé na technologii výroby, na spojovacím činidle a na plnicím materiálu:
hustota 2,3 kg.m-3; modul pružnosti 40 - 45 kN.mm-2;součinitel teplotní délkové roztažnosti 11,5 - 14 . 10-6 K-1;měrné teplo 1000 - 1200 J.kg.K-1;tepelná vodivost 1 - 2 W.m.K-1;poměrné tlumení (log. dekrement) 0,02 - 0,03;pevnost v tahu 15 - 20 MPa;chemická stálost, nezatěžuje životní prostředí;je zde i možnost přímé montáže komponentů. Technologie zpracování
Jako každá jiná výrobní technologie, tak i zpracování minerální litiny vyžaduje dodržení specifických výrobních postupů, aby se využily výhody tohoto materiálu. Minerální litinu můžeme odlévat do ocelových, dřevěných nebo kombinovaných forem.
Technologie zabudování přesných vodicích ploch
V prvním kroku se tvar dílů odlije v přesné ocelové formě, ve druhém se pak prostřednictvím přesných šablon a speciálních zařízení vyformují montážní plochy pro vodicí lišty. Následně se uskuteční montáž vodicích lišt, stolu, suportu a spojení jednotlivých částí. Nutné přesnosti se dodrží pomocí vyformování příslušných šablon do tvaru výrobku. Při návrhu struktury je možné integrovat do lože stroje vedení pro různá média, např. hydrauliku, chlazení, odpad atd. Vytvrzovací proces minerálního litého betonu nevyžaduje žádný přívod energie. Při výrobě nevznikají téměř žádné emise, okolí není zatěžováno hlukem, prachem nebo kouřem. Odpady jsou velmi malé a využívají se ve stavebnictví. Lití se provádí za studena. Nevýhodou je častá údržba formy a nutné čištění po každém lití.
Zabudování přesných vodicích ploch
Pro výrobu vodicích lišt se aplikují následující následující tři způsoby:
Zalití celých vodících lišt - ocelové vodicí lišty se zalijí přímo do minerální litiny. Po zalití je nutné ještě přesné frézování nebo broušení. Vhodné při menším počtu kusů.
Broušení minerální litiny - funkční dosedací plochy z minerální litiny je možno přímo brousit, a tím se získají přesné plochy pro vodicí lišty, které se již dále neopracovávají. Brousí se pomocí speciálních brousicích kotoučů.
Přesné odformování - tzv. odformování (Abformen) je technologie přesného odlití. Dosedací plochy pro vodicí lišty se odlijí za pomocí přesných šablon. Na lože nad funkční dosedací plochu se přišroubuje šablona, která je přesně broušená a má inverzní tvar k dosedací ploše lišty. Do prostoru mezi touto šablonou a dosedací plochou se nalije minerální litina s lepšími vlastnostmi. Tím se vytvoří přesná plocha pro montáž vodicí lišty. Na kompletním tvaru stroje se dosáhnou odchylky přímosti a rovinnosti vedení do 0,005 mm na 1,5 m. Při eliminování dokončovacích operací (frézování a broušení) se cena redukuje. Při více než 15 vyrobených kusech za rok se výroba zlevní i přes velice náročnou operaci pomocí formovacích šablon. V oblasti nad 40 strojů ročně jsou náklady o 30 % menší než při výrobě z konvenčních materiálů.