Durante o corte em alta velocidade, choques periódicos gerados pela rotação do fuso em alta velocidade e pelo corte intermitente de cavacos das ferramentas de corte produzem forças de excitação de alta frequência. Uma vez que a vibração continua a amplificar dentro da estrutura da máquina e a ressonância ocorre, marcas de trepidação aparecerão na superfície da peça, as ferramentas de corte sofrem desgaste acelerado e a precisão do posicionamento continua oscilando. Como base mecânica da máquina completa, a base da máquina-ferramenta de precisão compensa o choque vibratório não apenas aumentando a espessura e o peso, mas através de uma solução sistemática que combina amortecimento intrínseco do material, otimização da rigidez estrutural, isolamento de vibração limite e controle de precisão de todo o processo. O Grupo UNPARALLELED constrói um sistema antivibração integrado desde a seleção de materiais, processamento estrutural até verificação metrológica para resolver desafios de choque dinâmico em corte de alta velocidade.
A vibração no corte em alta velocidade se enquadra em duas categorias. Uma é a excitação interna gerada diretamente durante o corte e a outra é a perturbação ambiental externa transmitida pelos guindastes da oficina e equipamentos adjacentes. O projeto de redução de vibração da base precisa lidar com ambos os caminhos de transmissão de vibração simultaneamente.
A seleção do material serve como a primeira barreira de redução de vibração. Muitas máquinas-ferramentas tradicionais adotam bases de ferro fundido, que apresentam rigidez aceitável, mas baixo amortecimento. A energia da vibração decai lentamente e a oscilação sustentada ocorre facilmente durante a usinagem em alta velocidade. O granito preto UNPARALLELED® atinge uma densidade de 3100kg/m³. Sua densa estrutura mineral policristalina contém numerosos limites de grãos minerais. Quando as ondas de choque do corte em alta velocidade entram no substrato do granito, a energia vibratória cria microfricção em inúmeras interfaces de grãos minerais, convertendo a energia cinética mecânica em pequenas quantidades de calor para rápida dissipação e obtenção de amortecimento passivo natural. Ele oferece excelente desempenho de atenuação para microvibração de alta frequência provocada por corte em alta velocidade. Ao contrário de alguns fornecedores do mercado que disfarçam o mármore comum como granito, o mármore apresenta estrutura cristalina interna frouxa, amortecimento insuficiente e estabilidade a longo prazo. Sob choque de corte em alta velocidade, ele tende a deformar e amplificar a vibração, não atendendo aos requisitos de estabilidade de longo prazo das máquinas-ferramentas de ultraprecisão. Além do granito natural, opções multimateriais, incluindo peças fundidas minerais, UHPC e vigas de precisão de fibra de carbono, podem ser personalizadas de acordo com as condições de trabalho da máquina-ferramenta para combinar com os materiais para cortar choques de diferentes bandas de frequência.
O projeto estrutural atua como a segunda linha de defesa, dispersando as cargas de impacto de corte por meio do projeto estrutural otimizado da carroceria. A base não é apenas um bloco sólido de pedra. A simulação mecânica é realizada combinando o layout do fuso, as posições de montagem do trilho-guia e as direções da força de corte da máquina-ferramenta para otimizar as nervuras, aliviar as ranhuras e o layout dos pontos de apoio. Ao mesmo tempo que garante a rigidez geral, evita a sobreposição da frequência de ressonância natural da base com a força de excitação sob condições de trabalho de corte de alta velocidade para evitar a amplificação da ressonância. Para grandes bases de máquinas-ferramenta integradas, a usinagem de uma peça de monômeros superdimensionados está disponível para garantir a continuidade estrutural, eliminando o microdeslizamento da interface de estruturas emendadas sob choque de alta velocidade que introduziria vibração extra. Os pontos de apoio da base são calculados através de mecânica, combinados com componentes de nivelamento de precisão e isolamento de vibração para isolar a vibração vertical e horizontal do choque de corte, impedindo a transferência da vibração para o solo e impedindo que a vibração do solo retorne ao corpo da máquina.
O isolamento de vibração ambiental da fundação e da oficina é fundamental para eliminar a interferência de vibração externa. Mesmo com material superior e desempenho estrutural da base, a vibração ambiental externa ainda pode penetrar na fundação e sobrepor-se à vibração de corte, prejudicando a estabilidade da usinagem. As oficinas de usinagem de ultraprecisão adotam o vazamento de concreto de camada espessa ultraduro para fundações, cercado por trincheiras de isolamento de vibração para cortar o caminho de propagação das ondas de vibração do solo. Guindastes silenciosos são implantados dentro de oficinas para eliminar vibrações de impacto repentino da operação de equipamentos de elevação. Este sistema de isolamento de vibração da fundação forma uma proteção de camada dupla junto com a base de granito, controlando perturbações externas dentro da faixa nanométrica, de modo que a base só precise lidar com cargas dinâmicas geradas pelo corte em alta velocidade da própria máquina.
Os processos de usinagem e metrologia determinam se a base pode fornecer de forma constante o desempenho teórico do projeto de redução de vibração. "Se você não pode medir, você não pode fazer." O desempenho de redução de vibração da base não é apenas um valor de simulação teórica, mas deve ser medido fisicamente. Após a usinagem, cada base de máquina-ferramenta passa por testes modais, testes de atenuação de vibração e inspeção de planicidade usando equipamentos de metrologia líderes mundiais, como interferômetros a laser e níveis eletrônicos de alta precisão. Todos os instrumentos de inspeção são rastreáveis às instituições nacionais de metrologia. Artesãos com mais de 30 anos de experiência em lapidação manual calibram de acordo com vários padrões internacionais de metrologia para manter a precisão geométrica estável da superfície de referência base para instalação de trilho-guia. Somente quando o perfil geométrico da superfície de referência de base permanece constante a relação de montagem dos trilhos-guia, motor linear e sistema de fuso evita deslocamentos sob choques de corte repetidos, permitindo que o sistema completo de redução de vibração da máquina mantenha os indicadores de projeto por um longo tempo.
Em cenários de aplicação prática, esta solução integrada de redução de vibração atende equipamentos de última geração, incluindo equipamentos de processamento de semicondutores, usinagem a laser de precisão, perfuração de PCB e inspeção de novas energias. Em cenários extremamente sensíveis à microvibração, como processamento a laser de femtosegundo e picossegundo, revestimento de perovskita e medição de coordenadas, movimento em alta velocidade e choque de corte instantâneo existem constantemente. As bases de máquinas-ferramenta de granito UNPARALLELED® podem suprimir rapidamente vibrações de usinagem, reduzir o tempo de redução da vibração, reduzir marcas de vibração, prolongar a vida útil da ferramenta e garantir consistentemente usinagem em nível de mícron a nanômetro e precisão de inspeção.
As bases de máquinas-ferramenta de precisão neutralizam vibrações e choques de corte em alta velocidade, essencialmente por meio de uma engenharia sistemática de amortecimento de materiais, análise modal estrutural, isolamento de vibração de fundação e verificação metrológica de precisão. Depender apenas do peso morto do material não pode resolver os riscos de ressonância. Somente com a coordenação de materiais, estrutura, ambiente e medição o choque instantâneo do corte em alta velocidade pode ser continuamente absorvido, a transmissão de vibração restringida e uma referência mecânica estável fornecida para fabricação de ultraprecisão. Aderindo à filosofia de que nenhum requisito é muito rigoroso para a engenharia de precisão, o Grupo UNPARALLELED aproveita sua capacidade de fabricação de componentes de ultraprecisão de espectro completo e sistema de certificação internacional para fornecer soluções de base de máquinas-ferramenta estáveis e antivibração para equipamentos globais de alta qualidade.