ในอุปกรณ์ควบคุมเชิงตัวเลข CNC แม้ว่าหินแกรนิตจะกลายเป็นวัสดุสำคัญเนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัวของมัน แต่ข้อเสียโดยธรรมชาติของหินแกรนิตก็อาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ประสิทธิภาพการประมวลผล และต้นทุนการบำรุงรักษาได้เช่นกัน ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์ผลกระทบเฉพาะที่เกิดจากข้อบกพร่องของหินแกรนิตในหลายมิติ:
ประการแรก วัสดุมีความเปราะบางและมีแนวโน้มที่จะแตกหักและเสียหายได้ง่าย
ข้อเสียหลัก: หินแกรนิตเป็นหินธรรมชาติและโดยพื้นฐานแล้วเป็นวัสดุเปราะที่มีความทนทานต่อแรงกระแทกต่ำ (ค่าความเหนียวต่อแรงกระแทกอยู่ที่ประมาณ 1-3J/cm² ซึ่งต่ำกว่า 20-100J/cm² ของวัสดุโลหะมาก)
ผลกระทบต่ออุปกรณ์ CNC:
ความเสี่ยงในการติดตั้งและการขนส่ง: ในระหว่างการประกอบหรือการจัดการอุปกรณ์ หากอุปกรณ์เกิดการกระแทกหรือตกหล่น ชิ้นส่วนหินแกรนิต (เช่น ฐานและรางนำ) มีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกหรือมุมบิ่น ซึ่งนำไปสู่ความผิดพลาดด้านความแม่นยำ ตัวอย่างเช่น หากแท่นหินแกรนิตของเครื่องวัดสามพิกัดเกิดรอยแตกที่มองไม่เห็นเนื่องจากการใช้งานที่ไม่ถูกต้องระหว่างการติดตั้ง อาจทำให้ความเรียบค่อยๆ เสื่อมลงเมื่อใช้งานในระยะยาว ซึ่งส่งผลกระทบต่อผลการวัด
อันตรายที่ซ่อนอยู่ในกระบวนการประมวลผล: เมื่ออุปกรณ์ CNC เผชิญกับการรับน้ำหนักเกินอย่างกะทันหัน (เช่น เครื่องมือชนกับชิ้นงาน) รางนำทางหินแกรนิตหรือโต๊ะทำงานอาจแตกหักได้เนื่องจากไม่สามารถทนต่อแรงกระแทกที่เกิดขึ้นในทันทีได้ ส่งผลให้ต้องปิดอุปกรณ์เพื่อการบำรุงรักษา และอาจก่อให้เกิดความล้มเหลวของความแม่นยำต่อเนื่องได้
ประการที่สอง ความยากในการประมวลผลที่สูงจำกัดการออกแบบโครงสร้างที่ซับซ้อน
ข้อเสียของแกนหลัก: หินแกรนิตมีความแข็งสูง (6-7 ตามมาตราโมห์ส) และจำเป็นต้องได้รับการบดและประมวลผลด้วยเครื่องมือพิเศษ เช่น ล้อเจียรเพชร ส่งผลให้ประสิทธิภาพการประมวลผลต่ำ (ประสิทธิภาพในการบดเพียง 1/5 ถึง 1/3 ของวัสดุโลหะ) และต้นทุนการประมวลผลพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อนก็สูง
ผลกระทบต่ออุปกรณ์ CNC:
ข้อจำกัดในการออกแบบโครงสร้าง: เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาในกระบวนการผลิต ส่วนประกอบของหินแกรนิตมักถูกออกแบบให้เป็นรูปทรงเรขาคณิตที่เรียบง่าย (เช่น แผ่น รางนำสี่เหลี่ยม) ทำให้ยากต่อการสร้างโพรงภายในที่ซับซ้อน แผ่นเสริมความแข็งแรงน้ำหนักเบา และโครงสร้างอื่นๆ ที่สามารถทำได้โดยการหล่อ/ตัดด้วยวัสดุโลหะ ซึ่งทำให้น้ำหนักของฐานหินแกรนิตมักจะมากเกินไป (หนักกว่าเหล็กหล่อ 10%-20% ในปริมาตรเดียวกัน) ซึ่งอาจเพิ่มภาระโดยรวมของอุปกรณ์และส่งผลต่อประสิทธิภาพการตอบสนองแบบไดนามิกในระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง
ค่าบำรุงรักษาและค่าเปลี่ยนอะไหล่สูง: เมื่อชิ้นส่วนหินแกรนิตเกิดการสึกหรอหรือเสียหายเฉพาะที่ การซ่อมแซมด้วยวิธีต่างๆ เช่น การเชื่อมหรือการตัดเป็นเรื่องยาก โดยทั่วไปแล้ว จำเป็นต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนทั้งหมด และชิ้นส่วนใหม่จะต้องได้รับการเจียรและปรับเทียบใหม่เพื่อความแม่นยำ ส่งผลให้ต้องหยุดทำงานนาน (การเปลี่ยนชิ้นส่วนเพียงครั้งเดียวอาจใช้เวลา 2-3 สัปดาห์) และต้นทุนการบำรุงรักษาก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก
III. ความไม่แน่นอนของเนื้อสัมผัสตามธรรมชาติและข้อบกพร่องภายใน
ข้อเสียของแกน: เนื่องจากเป็นแร่ธรรมชาติ หินแกรนิตจึงมีรอยแตกภายใน รูพรุน หรือสิ่งเจือปนแร่ธาตุที่ควบคุมไม่ได้ และความสม่ำเสมอของวัสดุในแต่ละเส้นก็แตกต่างกันอย่างมาก (ความหนาแน่นอาจผันผวนได้ถึง ±5% โมดูลัสของความยืดหยุ่นอาจผันผวน ±8%)
ผลกระทบต่ออุปกรณ์ CNC:
ความเสี่ยงต่อเสถียรภาพความแม่นยำ: หากพื้นที่การประมวลผลของส่วนประกอบมีรอยแตกร้าวภายใน ในระหว่างการใช้งานเป็นเวลานาน รอยแตกร้าวอาจขยายตัวเนื่องจากแรงเค้น ทำให้เกิดการเสียรูปเฉพาะจุดและส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น หากรางนำหินแกรนิตของเครื่องเจียร CNC มีรูอากาศซ่อนอยู่ รางนำอาจค่อยๆ ยุบตัวลงภายใต้การสั่นสะเทือนความถี่สูง ส่งผลให้ความตรงของรางนำคลาดเคลื่อนมากเกินไป
ความแตกต่างของประสิทธิภาพการผลิตแบบแบตช์: วัตถุดิบหินแกรนิตจากแบตช์ที่แตกต่างกันอาจมีความผันผวนในตัวบ่งชี้สำคัญ เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนและประสิทธิภาพการหน่วง เนื่องจากความแตกต่างขององค์ประกอบแร่ ซึ่งส่งผลต่อความสม่ำเสมอของการผลิตแบบแบตช์โดยอุปกรณ์ต่างๆ สำหรับสายการผลิตอัตโนมัติที่ต้องใช้อุปกรณ์หลายตัวทำงานร่วมกัน ความแตกต่างดังกล่าวอาจนำไปสู่การกระจายตัวของความแม่นยำในการประมวลผลที่เพิ่มขึ้น
ประการที่สี่ มันหนัก ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์แบบไดนามิก
ข้อเสียของแกนกลาง: หินแกรนิตมีความหนาแน่นสูง (2.6-3.0g/cm³) และมีน้ำหนักประมาณ 1.2 เท่าของเหล็กหล่อและ 2.5 เท่าของโลหะผสมอลูมิเนียมภายใต้ปริมาตรเดียวกัน
ผลกระทบต่ออุปกรณ์ CNC:
ความล่าช้าในการตอบสนองของการเคลื่อนไหว: ในศูนย์การกลึงความเร็วสูงหรือเครื่องจักรห้าแกน มวลขนาดใหญ่ของฐานหินแกรนิตจะเพิ่มแรงเฉื่อยของโหลดของมอเตอร์เชิงเส้น/สกรูลีด ส่งผลให้เกิดความล่าช้าในการตอบสนองแบบไดนามิกในระหว่างการเร่งความเร็ว/ลดความเร็ว (ซึ่งอาจเพิ่มเวลาเริ่ม-หยุดประมาณ 5% ถึง 10%) ส่งผลต่อประสิทธิภาพการประมวลผล
การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น: การขับเคลื่อนชิ้นส่วนหินแกรนิตที่มีน้ำหนักมากจำเป็นต้องใช้มอเตอร์เซอร์โวที่ทรงพลังมากขึ้น ซึ่งทำให้การใช้พลังงานโดยรวมของอุปกรณ์เพิ่มขึ้น (จากการวัดจริงพบว่าภายใต้สภาวะการทำงานเดียวกัน การใช้พลังงานของอุปกรณ์ฐานหินแกรนิตสูงกว่าอุปกรณ์เหล็กหล่อ 8%-12%) การใช้งานในระยะยาวจะเพิ่มต้นทุนการผลิต
ห้า ความสามารถในการต้านทานการช็อกจากความร้อนมีจำกัด
ข้อเสียของแกนกลาง: แม้ว่าหินแกรนิตจะมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ แต่มีค่าการนำความร้อนต่ำ (มีค่าการนำความร้อนเพียง 1.5-3.0W/(m · K) ประมาณ 1/10 ของเหล็กหล่อ) และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในบริเวณนั้นอย่างกะทันหันอาจทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนได้
ผลกระทบต่ออุปกรณ์ CNC:
ปัญหาความแตกต่างของอุณหภูมิในพื้นที่การประมวลผล: หากของเหลวตัดกัดกร่อนพื้นที่เฉพาะของโต๊ะทำงานหินแกรนิตอย่างเข้มข้น อาจทำให้เกิดการไล่ระดับอุณหภูมิ (เช่น ความแตกต่างของอุณหภูมิ 5-10℃) ระหว่างพื้นที่นี้กับบริเวณโดยรอบ ทำให้เกิดการเสียรูปเนื่องจากความร้อนเพียงเล็กน้อย (ปริมาณการเสียรูปอาจสูงถึง 1-3μm) ซึ่งส่งผลต่อความสม่ำเสมอของความแม่นยำในการประมวลผลที่แม่นยำ (เช่น การเจียรเฟืองระดับไมครอน)
ความเสี่ยงจากความเมื่อยล้าจากความร้อนในระยะยาว: ในสภาพแวดล้อมของโรงงานที่มีการสตาร์ทและปิดเครื่องบ่อยครั้ง หรือมีอุณหภูมิแตกต่างกันมากระหว่างกลางวันและกลางคืน ส่วนประกอบของหินแกรนิตอาจเกิดรอยแตกร้าวเล็กๆ ได้เนื่องจากการขยายตัวและหดตัวจากความร้อนซ้ำๆ ส่งผลให้ความแข็งแกร่งของโครงสร้างลดลงเรื่อยๆ
เวลาโพสต์: 24 พฤษภาคม 2568