ในสาขาการผลิตและการตรวจสอบที่แม่นยำ ประสิทธิภาพการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนของวัสดุเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ หินแกรนิตและเหล็กหล่อซึ่งเป็นวัสดุพื้นฐานทางอุตสาหกรรมที่ใช้กันทั่วไปได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากความแตกต่างด้านประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เพื่อนำเสนอลักษณะการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนของทั้งสองแบบในเชิงภาพ เราใช้เครื่องถ่ายภาพความร้อนระดับมืออาชีพเพื่อทำการทดสอบการทำงานต่อเนื่อง 8 ชั่วโมงบนแพลตฟอร์มหินแกรนิตและเหล็กหล่อที่มีคุณสมบัติเดียวกัน โดยเปิดเผยความแตกต่างที่แท้จริงผ่านข้อมูลและภาพถ่าย
การออกแบบการทดลอง: จำลองสภาพการทำงานที่รุนแรงและจับภาพความแตกต่างได้อย่างแม่นยำ
สำหรับการทดลองนี้ แพลตฟอร์มหินแกรนิตและเหล็กหล่อที่มีขนาด 1,000 มม. × 600 มม. × 100 มม. ได้รับการคัดเลือก ในสภาพแวดล้อมเวิร์กช็อปอุตสาหกรรมจำลอง (อุณหภูมิ 25±1℃ ความชื้น 50%±5%) โดยการกระจายแหล่งความร้อนอย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิวแพลตฟอร์ม (จำลองการเกิดความร้อนระหว่างการทำงานของอุปกรณ์) แพลตฟอร์มจะทำงานอย่างต่อเนื่องที่กำลังไฟ 100W เป็นเวลา 8 ชั่วโมง ใช้เครื่องถ่ายภาพความร้อน FLIR T1040 (ที่มีความละเอียดอุณหภูมิ 0.02℃) และเซ็นเซอร์การเคลื่อนที่ด้วยเลเซอร์ที่มีความแม่นยำสูง (ที่มีความแม่นยำ ±0.1μm) เพื่อตรวจสอบการกระจายอุณหภูมิและการเสียรูปของพื้นผิวแพลตฟอร์มแบบเรียลไทม์ และบันทึกข้อมูลทุก ๆ 30 นาที
ผลการวัด: แสดงภาพความแตกต่างของอุณหภูมิและระบุช่องว่างการเสียรูป
ข้อมูลจากเครื่องถ่ายภาพความร้อนแสดงให้เห็นว่าหลังจากที่แพลตฟอร์มเหล็กหล่อทำงานเป็นเวลา 1 ชั่วโมง อุณหภูมิพื้นผิวสูงสุดจะถึง 42℃ ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิเริ่มต้น 17℃ แปดชั่วโมงต่อมา อุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 58℃ และเกิดการกระจายของอุณหภูมิที่ชัดเจน โดยมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างขอบและศูนย์กลาง 8℃ กระบวนการให้ความร้อนของแพลตฟอร์มหินแกรนิตมีความอ่อนโยนมากขึ้น อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเพียง 28℃ หลังจาก 1 ชั่วโมงและคงที่ที่ 32℃ หลังจาก 8 ชั่วโมง ความแตกต่างของอุณหภูมิพื้นผิวถูกควบคุมภายใน 2℃
ตามข้อมูลการเปลี่ยนรูป ภายใน 8 ชั่วโมง การเปลี่ยนรูปแนวตั้งในพื้นที่ตรงกลางของแพลตฟอร์มเหล็กหล่อถึง 0.18 มม. และการเปลี่ยนรูปบิดเบี้ยวที่ขอบคือ 0.07 มม. ในทางตรงกันข้าม การเปลี่ยนรูปสูงสุดของแพลตฟอร์มหินแกรนิตคือ 0.02 มม. น้อยกว่า 1/9 ของแพลตฟอร์มเหล็กหล่อ เส้นโค้งแบบเรียลไทม์ของเซนเซอร์การเคลื่อนที่ด้วยเลเซอร์ยังยืนยันผลลัพธ์นี้: เส้นโค้งการเปลี่ยนรูปของแพลตฟอร์มเหล็กหล่อผันผวนอย่างรวดเร็ว ในขณะที่เส้นโค้งของแพลตฟอร์มหินแกรนิตเกือบจะเสถียร แสดงให้เห็นถึงเสถียรภาพทางความร้อนที่แข็งแกร่งมาก
การวิเคราะห์หลักการ: คุณสมบัติของวัสดุจะกำหนดความแตกต่างในการเสียรูปเนื่องจากความร้อน
สาเหตุหลักของการเสียรูปทางความร้อนอย่างมีนัยสำคัญของเหล็กหล่ออยู่ที่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ค่อนข้างสูง (ประมาณ 10-12 ×10⁻⁶/℃) และการกระจายตัวของกราไฟต์ที่ไม่สม่ำเสมอภายใน ส่งผลให้ความเร็วในการนำความร้อนไม่สม่ำเสมอและเกิดการสะสมของความเค้นความร้อนในพื้นที่ ในขณะเดียวกัน เหล็กหล่อมีความจุความร้อนจำเพาะที่ค่อนข้างต่ำ และอุณหภูมิจะสูงขึ้นเร็วกว่าเมื่อดูดซับความร้อนในปริมาณเท่ากัน ในทางตรงกันข้าม ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของหินแกรนิตอยู่ที่ (4-8) ×10⁻⁶/℃ เท่านั้น โครงสร้างผลึกมีความหนาแน่นและสม่ำเสมอ โดยมีประสิทธิภาพการนำความร้อนต่ำและกระจายสม่ำเสมอ เมื่อรวมกับคุณสมบัติความจุความร้อนจำเพาะที่สูง จึงยังคงรักษาเสถียรภาพของมิติได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง
การให้ความรู้เกี่ยวกับการใช้งาน: การเลือกกำหนดความแม่นยำ ความเสถียรสร้างมูลค่า
ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องมือเครื่องจักรที่มีความแม่นยำและเครื่องวัดสามพิกัด การเสียรูปเนื่องจากความร้อนของฐานเหล็กหล่ออาจนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการประมวลผลหรือการตรวจสอบ ซึ่งส่งผลกระทบต่อผลผลิตของผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติ ฐานหินแกรนิตซึ่งมีเสถียรภาพทางความร้อนที่โดดเด่นสามารถรับประกันได้ว่าอุปกรณ์จะรักษาความแม่นยำสูงระหว่างการทำงานในระยะยาว หลังจากที่บริษัทผลิตชิ้นส่วนยานยนต์แห่งหนึ่งเปลี่ยนแท่นเหล็กหล่อเป็นแท่นหินแกรนิต อัตราข้อผิดพลาดของมิติของชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำลดลงจาก 3.2% เหลือ 0.8% และประสิทธิภาพการผลิตเพิ่มขึ้น 15%
ด้วยการนำเสนอที่ใช้งานง่ายและการวัดที่แม่นยำของกล้องถ่ายภาพความร้อน ทำให้เห็นความแตกต่างของการเสียรูปจากความร้อนระหว่างหินแกรนิตและเหล็กหล่อได้ทันที ในอุตสาหกรรมยุคใหม่ที่มุ่งเน้นความแม่นยำสูงสุด การเลือกใช้หินแกรนิตที่มีเสถียรภาพทางความร้อนสูงกว่าถือเป็นแนวทางที่ชาญฉลาดเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์และรับรองคุณภาพของผลิตภัณฑ์
เวลาโพสต์ : 24 พ.ค. 2568