Durante il taglio ad alta-velocità, gli shock periodici generati dalla rotazione del mandrino ad alta-velocità e dal taglio intermittente dei trucioli degli utensili da taglio producono forze di eccitazione ad alta-frequenza. Quando le vibrazioni continuano ad amplificarsi all'interno della struttura della macchina e si verifica la risonanza, sulla superficie del pezzo appariranno segni di vibrazione, gli utensili da taglio subiranno un'usura accelerata e la precisione di posizionamento continuerà a spostarsi. In quanto fondamento meccanico della macchina completa, la base della macchina utensile di precisione compensa lo shock dovuto alle vibrazioni non semplicemente aumentando lo spessore e il peso, ma attraverso una soluzione sistematica che combina lo smorzamento intrinseco del materiale, l'ottimizzazione della rigidità strutturale, l'isolamento delle vibrazioni limite e il controllo di precisione del processo completo-. UNPARALLELED Group costruisce un sistema antivibrante integrato-dalla selezione dei materiali, dall'elaborazione strutturale alla verifica metrologica per risolvere le sfide legate agli shock dinamici nel taglio ad alta-velocità.
Le vibrazioni nel taglio ad alta-velocità rientrano in due categorie. Uno è l'eccitazione interna generata direttamente durante il taglio e l'altro è il disturbo ambientale esterno trasmesso dalle gru dell'officina e dalle attrezzature circostanti. Il design di riduzione delle vibrazioni della base deve far fronte contemporaneamente a entrambi i percorsi di trasmissione delle vibrazioni.
La selezione dei materiali funge da prima barriera per la riduzione delle vibrazioni. Molte macchine utensili tradizionali adottano basi in ghisa, che hanno una rigidità accettabile ma un basso smorzamento. L'energia delle vibrazioni decade lentamente e durante la lavorazione ad alta-velocità si verificano facilmente oscillazioni sostenute. Il granito nero UNPARALLELED® raggiunge una densità di 3100kg/m³. La sua densa struttura minerale policristallina contiene numerosi bordi di grani minerali. Quando le onde d'urto derivanti dal taglio ad alta-velocità entrano nel substrato di granito, l'energia di vibrazione crea micro-attrito attraverso innumerevoli interfacce di grani minerali, convertendo l'energia cinetica meccanica in piccole quantità di calore per una rapida dissipazione per ottenere uno smorzamento passivo naturale. Offre eccezionali prestazioni di attenuazione per le-microvibrazioni-ad alta frequenza causate dal taglio ad alta-velocità. A differenza di alcuni fornitori del mercato che mascherano il marmo comune da granito, il marmo presenta una struttura cristallina interna allentata, smorzamento insufficiente e stabilità-a lungo termine. Sotto shock da taglio ad alta-velocità, tende a deformarsi e ad amplificare le vibrazioni, non riuscendo a soddisfare i requisiti di stabilità a lungo termine-delle macchine utensili di ultra-precisione. Oltre al granito naturale, le opzioni multi-materiali tra cui getti minerali, UHPC e travi di precisione in fibra di carbonio possono essere personalizzate in base alle condizioni di lavoro della macchina utensile per abbinare i materiali per gli urti di taglio di diverse bande di frequenza.
La progettazione strutturale funge da seconda linea di difesa, disperdendo i carichi di impatto attraverso una progettazione strutturale ottimizzata della carrozzeria. La base non è semplicemente un solido blocco di pietra. La simulazione meccanica viene eseguita combinando la disposizione del mandrino, le posizioni di montaggio della rotaia di guida e le direzioni della forza di taglio della macchina utensile per ottimizzare le nervature, le scanalature di alleggerimento e la disposizione dei punti di supporto. Pur garantendo la rigidità complessiva, evita la sovrapposizione della frequenza di risonanza naturale della base con la forza di eccitazione in condizioni di lavoro di taglio ad alta-velocità per prevenire l'amplificazione della risonanza. Per le basi di macchine utensili integrate di grandi dimensioni, è disponibile la lavorazione in un unico pezzo di monomeri sovradimensionati per garantire la continuità strutturale, eliminando il micro-scorrimento dell'interfaccia delle strutture giuntate sotto shock ad alta-velocità che introdurrebbe vibrazioni aggiuntive. I punti di supporto della base sono calcolati tramite meccanica, abbinati a componenti di livellamento di precisione e di isolamento delle vibrazioni per isolare le vibrazioni verticali e orizzontali dagli urti da taglio, impedendo alle vibrazioni di trasferirsi al suolo e bloccando le vibrazioni del terreno dal ritorno al corpo della macchina.
L'isolamento dalle vibrazioni ambientali della fondazione e dell'officina è fondamentale per eliminare le interferenze delle vibrazioni esterne. Anche con materiali e prestazioni strutturali superiori della base, le vibrazioni ambientali esterne possono comunque penetrare nella fondazione e sovrapporsi alle vibrazioni di taglio, minando la stabilità della lavorazione. Le officine di lavorazione ad ultra-precisione adottano uno strato di calcestruzzo ultra-spesso-per le fondazioni, circondate da trincee di isolamento dalle vibrazioni per interrompere il percorso di propagazione delle onde di vibrazione del terreno. Le gru silenziose vengono utilizzate all'interno delle officine per eliminare le vibrazioni da impatto improvviso derivanti dal funzionamento delle apparecchiature di sollevamento. Questo sistema di isolamento dalle vibrazioni della fondazione forma una protezione a doppio-strato insieme alla base in granito, controllando i disturbi esterni nell'intervallo dei nanometri, quindi la base deve gestire solo i carichi dinamici generati dal taglio ad alta-velocità della macchina.
I processi di lavorazione e metrologia determinano se la base può fornire costantemente le prestazioni teoriche del progetto di riduzione delle vibrazioni. "Se non puoi misurarlo, non puoi realizzarlo." Le prestazioni di riduzione delle vibrazioni della base non sono solo valori teorici di simulazione, ma devono essere misurate fisicamente. Dopo la lavorazione, ogni base della macchina utensile viene sottoposta a test modali, test di attenuazione delle vibrazioni e ispezione della planarità utilizzando apparecchiature metrologiche leader a livello mondiale-come interferometri laser e livelli elettronici ad alta-precisione. Tutti gli strumenti di ispezione sono riconducibili agli istituti metrologici nazionali. Artigiani con oltre 30 anni di esperienza nella lappatura manuale effettuano la calibrazione in base a numerosi standard metrologici internazionali per mantenere una precisione geometrica stabile della superficie di riferimento di base per l'installazione delle guide. Solo quando il profilo geometrico della superficie di riferimento di base rimane costante, la relazione di assemblaggio delle guide, del motore lineare e del sistema mandrino può evitare spostamenti dovuti a ripetuti shock da taglio, consentendo al sistema completo di riduzione delle vibrazioni della macchina di mantenere gli indicatori di progettazione per lungo tempo.
Negli scenari applicativi pratici, questa soluzione integrata di riduzione delle vibrazioni serve apparecchiature di fascia alta-tra cui apparecchiature per la lavorazione dei semiconduttori, lavorazione laser di precisione, perforazione di PCB e ispezione di nuove energie. In scenari estremamente sensibili alle micro-vibrazioni come la lavorazione laser a femtosecondi e picosecondi, il rivestimento in perovskite e la misurazione a coordinate, il movimento ad alta-velocità e lo shock da taglio istantaneo sono costantemente presenti. Le basi per macchine utensili in granito IMPAREGGIABILI® possono sopprimere rapidamente le vibrazioni di lavorazione, abbreviare i tempi di decadimento delle vibrazioni, ridurre i segni di vibrazioni, prolungare la durata utile degli utensili e garantire costantemente la precisione di lavorazione e ispezione a livello di micron e nanometro-.
Le basi delle macchine utensili di precisione contrastano le-vibrazioni e gli urti da taglio ad alta velocità essenzialmente attraverso una progettazione sistematica di smorzamento dei materiali, analisi modale strutturale, isolamento delle vibrazioni delle fondazioni e verifica metrologica di precisione. Affidarsi esclusivamente al peso morto del materiale non può risolvere i rischi di risonanza. Solo con il coordinamento di materiali, struttura, ambiente e misurazione è possibile assorbire continuamente lo shock istantaneo derivante dal taglio ad alta-velocità, limitare la trasmissione delle vibrazioni e fornire un punto di riferimento meccanico stabile per una produzione di ultra-precisione. Aderendo alla filosofia secondo cui nessun requisito è troppo rigido per l'ingegneria di precisione, UNPARALLELED Group sfrutta la sua capacità di produzione di componenti a-spettro ultra-precisione completa e il suo sistema di certificazione internazionale per fornire soluzioni anti-vibranti e stabili per macchine utensili per apparecchiature globali di fascia alta-.