ในด้านการผลิตและการตรวจสอบที่แม่นยำ ประสิทธิภาพการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของวัสดุเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ หินแกรนิตและเหล็กหล่อ ซึ่งเป็นวัสดุพื้นฐานทางอุตสาหกรรมที่นิยมใช้กันทั่วไป ได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากประสิทธิภาพที่แตกต่างกันในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เพื่อแสดงให้เห็นลักษณะการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของทั้งสองวัสดุอย่างชัดเจน เราได้ใช้เครื่องถ่ายภาพความร้อนระดับมืออาชีพเพื่อทำการทดสอบการทำงานอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 8 ชั่วโมงบนแพลตฟอร์มหินแกรนิตและเหล็กหล่อที่มีข้อกำหนดเดียวกัน ซึ่งเผยให้เห็นความแตกต่างที่แท้จริงผ่านข้อมูลและภาพถ่าย
การออกแบบเชิงทดลอง: จำลองสภาพการทำงานที่รุนแรงและจับความแตกต่างได้อย่างแม่นยำ
สำหรับการทดลองนี้ แท่นหินแกรนิตและเหล็กหล่อขนาด 1,000 มม. × 600 มม. × 100 มม. ได้รับการคัดเลือก ในสภาพแวดล้อมจำลองของโรงงานอุตสาหกรรม (อุณหภูมิ 25±1°C ความชื้น 50%±5%) แท่นทำงานอย่างต่อเนื่องด้วยกำลังไฟ 100 วัตต์ เป็นเวลา 8 ชั่วโมง โดยการกระจายความร้อนอย่างสม่ำเสมอบนพื้นผิวแท่น (จำลองการเกิดความร้อนระหว่างการทำงานของอุปกรณ์) มีการใช้กล้องถ่ายภาพความร้อน FLIR T1040 (ความละเอียดอุณหภูมิ 0.02°C) และเซ็นเซอร์วัดระยะด้วยเลเซอร์ความแม่นยำสูง (ความแม่นยำ ±0.1μm) เพื่อตรวจสอบการกระจายตัวของอุณหภูมิและการเสียรูปของพื้นผิวแท่นแบบเรียลไทม์ และบันทึกข้อมูลทุก 30 นาที
ผลการวัด: แสดงภาพความแตกต่างของอุณหภูมิและวัดช่องว่างการเสียรูป
ข้อมูลจากกล้องถ่ายภาพความร้อนแสดงให้เห็นว่าหลังจากแท่นเหล็กหล่อทำงานเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง อุณหภูมิพื้นผิวสูงสุดจะสูงถึง 42 องศาเซลเซียส ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิเริ่มต้น 17 องศาเซลเซียส แปดชั่วโมงต่อมา อุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 58 องศาเซลเซียส และเกิดการกระจายตัวของอุณหภูมิอย่างชัดเจน โดยมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างขอบและศูนย์กลาง 8 องศาเซลเซียส กระบวนการให้ความร้อนของแท่นหินแกรนิตมีความนุ่มนวลกว่า อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเพียง 28 องศาเซลเซียสหลังจากผ่านไป 1 ชั่วโมง และคงที่ที่ 32 องศาเซลเซียสหลังจากผ่านไป 8 ชั่วโมง ความแตกต่างของอุณหภูมิพื้นผิวถูกควบคุมให้อยู่ภายใน 2 องศาเซลเซียส
จากข้อมูลการเสียรูป ภายใน 8 ชั่วโมง การเสียรูปแนวตั้งที่บริเวณกึ่งกลางของแท่นเหล็กหล่อมีค่าถึง 0.18 มม. และค่าการเสียรูปบิดเบี้ยวที่ขอบมีค่า 0.07 มม. ในทางตรงกันข้าม การเสียรูปสูงสุดของแท่นหินแกรนิตมีค่าเพียง 0.02 มม. ซึ่งน้อยกว่า 1/9 ของแท่นเหล็กหล่อ เส้นโค้งแบบเรียลไทม์ของเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่ด้วยเลเซอร์ก็ยืนยันผลลัพธ์นี้เช่นกัน เส้นโค้งการเสียรูปของแท่นเหล็กหล่อมีความผันผวนอย่างมาก ในขณะที่เส้นโค้งของแท่นหินแกรนิตเกือบจะคงที่ แสดงให้เห็นถึงเสถียรภาพทางความร้อนที่แข็งแกร่งอย่างยิ่ง
การวิเคราะห์หลักการ: คุณสมบัติของวัสดุกำหนดความแตกต่างในการเสียรูปเนื่องจากความร้อน
สาเหตุของการเสียรูปทางความร้อนอย่างมีนัยสำคัญของเหล็กหล่ออยู่ที่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ค่อนข้างสูง (ประมาณ 10-12 ×10⁻⁶/℃) และการกระจายตัวของกราไฟต์ที่ไม่สม่ำเสมอภายใน ส่งผลให้ความเร็วในการนำความร้อนไม่สม่ำเสมอและเกิดการสะสมของความเค้นความร้อนเฉพาะที่ ในขณะเดียวกัน เหล็กหล่อมีความจุความร้อนจำเพาะค่อนข้างต่ำ และอุณหภูมิจะสูงขึ้นเร็วกว่าเมื่อดูดซับความร้อนในปริมาณที่เท่ากัน ในทางตรงกันข้าม ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของหินแกรนิตมีเพียง (4-8) ×10⁻⁶/℃ โครงสร้างผลึกมีความหนาแน่นและสม่ำเสมอ มีประสิทธิภาพการนำความร้อนต่ำและกระจายตัวสม่ำเสมอ ประกอบกับคุณสมบัติความจุความร้อนจำเพาะที่สูง จึงยังคงรักษาเสถียรภาพของมิติในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูงได้
การรู้แจ้งของแอปพลิเคชัน: การเลือกกำหนดความแม่นยำ ความเสถียรสร้างมูลค่า
ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องมือกลความแม่นยำสูงและเครื่องวัดสามพิกัด การเสียรูปเนื่องจากความร้อนของฐานเหล็กหล่ออาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการประมวลผลหรือการตรวจสอบ ซึ่งส่งผลกระทบต่อผลผลิตของผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการรับรองคุณภาพ ฐานหินแกรนิตซึ่งมีเสถียรภาพทางความร้อนที่โดดเด่น ช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์จะคงความแม่นยำสูงตลอดการใช้งานในระยะยาว หลังจากที่บริษัทผลิตชิ้นส่วนยานยนต์แห่งหนึ่งเปลี่ยนจากแท่นเหล็กหล่อเป็นแท่นหินแกรนิต อัตราความผิดพลาดเชิงมิติของชิ้นส่วนความแม่นยำลดลงจาก 3.2% เหลือ 0.8% และประสิทธิภาพการผลิตเพิ่มขึ้น 15%
ด้วยการนำเสนอที่ใช้งานง่ายและการวัดที่แม่นยำของกล้องถ่ายภาพความร้อน ทำให้เห็นความแตกต่างของการเสียรูปทางความร้อนระหว่างหินแกรนิตและเหล็กหล่อได้ทันที ในอุตสาหกรรมยุคใหม่ที่มุ่งเน้นความแม่นยำสูงสุด การเลือกวัสดุหินแกรนิตที่มีเสถียรภาพทางความร้อนสูงจึงเป็นทางเลือกที่ชาญฉลาดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์และรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์
เวลาโพสต์: 24 พฤษภาคม 2568