Beim Hochgeschwindigkeitsschneiden entstehen durch die Hochgeschwindigkeitsspindelrotation und den wiederholten Aufprall von Werkzeugspänen kontinuierlich Vibrationen. Über den starken Lärm hinaus übertragen sich Vibrationen direkt auf die Bearbeitungszone und verursachen Rattermarken und Maßschwankungen an den Werkstücken, die die Oberflächengüte und Bearbeitungsgenauigkeit erheblich beeinträchtigen. Bei der Optimierung von Werkzeugmaschinenstrukturen versuchen viele Gerätehersteller verdickte Stahlplatten und verstärkte Rippenplatten. Herkömmliche Gusseisen- und geschweißte Stahlkonstruktionen weisen jedoch Einschränkungen bei der Dämpfung hochfrequenter Vibrationen auf und bieten unter Hochgeschwindigkeits-Arbeitsbedingungen eine unbefriedigende Vibrationsunterdrückung. UNPARALLELED®-Mineralguss-Maschinenbetten mit ihrer einzigartigen Verbundwerkstoffstruktur dienen als bevorzugte Lösung für Vibrationsprobleme bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.
Mineralguss ist ein Bettsubstrat, das durch Vakuumgießen unter Verwendung natürlicher Mineralzuschlagstoffe in Kombination mit Hochleistungs-Epoxidharz hergestellt wird. Im Vergleich zu Gusseisen weist es eine überlegene Dämpfungskapazität auf, seinen Hauptvorteil bei der Vibrationsunterdrückung. Wenn sich die Maschinenspindel mit hoher Geschwindigkeit dreht und beim Eingriff des Werkzeugs mit dem Werkstück Schnittstöße auftreten, absorbieren zahlreiche Grenzflächen zwischen Mineralaggregaten und der Harzmatrix im Mineralguss schnell Schwingungsenergie und wandeln kinetische Energie zur Ableitung in geringe Wärme um. Dies verhindert, dass sich Vibrationen über das Bett ausbreiten und mitschwingen. Herkömmliches Gusseisen weist eine geringe Dämpfung auf; Einmal erzeugte Schwingungen klingen langsam ab. Kleinere Erschütterungen häufen sich, verstärken sich und bilden schließlich Rattermarken des Werkzeugs auf bearbeiteten Oberflächen. UNVERGLEICHLICHE Maschinenbetten aus Mineralguss leiten Aufprallvibrationen schnell ab und stabilisieren das Schneidverhalten des Werkzeugs.
Neben einer hervorragenden Vibrationsdämpfung bieten Mineralgussbetten auch eine gute thermische Stabilität, die für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung geeignet ist. Bei längerem Hochgeschwindigkeitsschneiden überträgt sich die kontinuierliche Wärmeentwicklung von Spindeln und Motoren auf das Bett und löst strukturelle Verformungen aus. Gusseisen leitet Wärme schnell und reagiert schnell auf temperaturbedingte Verformungen. Mineralguss hat einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten, was zu einer geringeren Gesamtverformung bei Temperaturänderungen führt. Es reduziert Störungen durch thermische Drift bei Bearbeitungskoordinaten. Während einer langen kontinuierlichen Hochgeschwindigkeitsbearbeitung behält das Bett eine stabile Geometrie bei, wodurch Verbindungsfehler, die durch überlagerte Vibrationen verursacht werden, weiter verringert werden und die Maschine über längere Zeiträume stabil arbeitet.
Es sollte objektiv festgestellt werden, dass Mineralgussbetten keine Komplettlösung zur Eliminierung von Vibrationen darstellen. Maschinenvibrationen sind ein systematisches Problem, das von der Spindelpräzision, der Führungsbahnstruktur, der Spindelbaugruppe und der Fundamentstabilität beeinflusst wird. Selbst bei UNVERGLEICHLICHEN Mineralgussbetten treten deutliche Vibrationen auf, wenn die Spindellager abgenutzt sind oder die Fußauflagen nicht nivelliert sind. Der Wert von Mineralguss liegt in der erheblichen Verbesserung der strukturellen Dämpfung, der Abschwächung der durch Schnittstöße erzeugten Vibrationsübertragung und der Verringerung des Resonanzrisikos bei einer angemessen konzipierten Gesamtmaschine, anstatt alle Vibrationsquellen allein durch das Bett selbst zu eliminieren.
Bei der Präzisionsbearbeitung bestimmt die Vibrationskontrolle direkt die Produktausbeute. Anwendungen wie das Hochgeschwindigkeitsfräsen von Formen, die Bearbeitung optischer Komponenten und die Präzisionsbearbeitung von Graphit erfordern eine extrem hohe Oberflächentextur und Maßhaltigkeit. Schon kleinste Vibrationen können zum Ausschuss von Werkstücken führen. UNVERGLEICHLICHE Mineralgussbetten sind integral gegossen und weisen eine minimale innere Porosität und Eigenspannung auf, wodurch die bei Gusseisen erforderliche langwierige Spannungsarmalterung entfällt. Wenn sie in Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungszentren, Schleifmaschinen und kundenspezifischen Präzisionsgeräten eingebaut werden, unterdrücken sie wirksam Schnittvibrationen, reduzieren Rattermarken auf Werkstücken, verlängern die Werkzeuglebensdauer und reduzieren sekundäre Prozesse wie das Polieren nach der Bearbeitung.
Versteckte Kosten, die durch Vibrationen entstehen, werden während des gesamten Lebenszyklus von Werkzeugmaschinen leicht übersehen. Anhaltende Vibrationen beschleunigen den Verschleiß der beweglichen Paare, einschließlich Spindeln, Führungsbahnen und Leitspindeln, verkürzen die Lebensdauer der Kernkomponenten und erhöhen die Ausfallzeiten für Wartungsarbeiten. Der Einsatz UNVERGLEICHLICHER Mineralgussbetten nutzt die inhärente hohe Dämpfung des Materials, um die Vibrationsübertragung auf Präzisionsgetriebeteile zu reduzieren. Es schützt Kernkomponenten der Maschine und stabilisiert gleichzeitig die Bearbeitungsqualität. Für Hersteller, die eine hervorragende Oberflächenqualität und eine lange kontinuierliche Hochgeschwindigkeitsbearbeitung anstreben, bieten Maschinenbetten aus Mineralguss eine zuverlässige Option zur Optimierung der dynamischen Leistung der Maschine und zur Minderung von Vibrationen während der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.