在追求亞微米級精度的過程中,現代製造業正面臨物理瓶頸。儘管控制軟體和主軸轉速呈指數級增長,但工具機的根本——底座——卻往往仍沿用19世紀的材料。在ZHHIMG,我們目睹了全球製造商正從鑄鐵和焊接鋼轉向物理性能更優越的礦物鑄造工藝,這已成為一種趨勢。
工程基礎:超越鑄鐵和鋼鐵
幾十年來,鑄鐵一直是工具機底座無可爭議的王者。其石墨片提供了良好的減震性能,其剛性也足以滿足當時的加工精度要求。然而,鑄鐵的生產過程耗能巨大,對環境造成嚴重破壞,並且需要數月的「老化」處理才能消除內部應力。
焊接鋼材為客製化機械零件提供了更快捷的替代方案。雖然鋼材具有很高的彈性模量,但它在精密加工上有一個致命缺陷:阻尼低。鋼結構在受到衝擊或高速切削後容易產生「振鈴」現象,長時間振動,不可避免地會導致顫紋和刀具壽命縮短。
礦物鑄造(合成花崗岩)代表了第三代數控工具機底座設計。透過將高純度礦物與先進的環氧樹脂結合,中海金屬機械製造有限公司(ZHHIMG)創造出一種複合材料,它兼具石材和金屬的最佳特性,同時又克服了二者各自的缺點。
振動阻尼的物理學
高速加工(HSM)中最關鍵的因素是阻尼比。振動是必須耗散的能量。在ZHHIMG礦物鑄造基體中,樹脂和礦物骨材的多層分子結構起到了微觀減震器的作用。
研究表明,礦物鑄造的阻尼能力比灰鑄鐵高 6 到 10 倍。當數控工具機以高頻運轉時,礦物鑄造床身幾乎可以瞬間吸收動能。對於製造商而言,這意味著:
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表面光潔度顯著提高。
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減少昂貴的鑽石或硬質合金刀具的磨損。
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能夠在不影響精度的前提下,以更高的進給速度運轉。
熱穩定性:管理微米
機器運轉時會產生熱。在傳統的金屬底座中,高導熱性會導致快速的熱脹冷縮。即使車間溫度僅變化1攝氏度,也會導致大型鑄鐵工作台發生幾微米的偏移——這種誤差在半導體或航空製造中是不可接受的。
礦物鑄造是一種“熱惰性”材料。其低導熱性意味著它對環境變化的反應非常緩慢,從而為數小時連續高精度運行提供穩定的平台。這種熱惰性是全球花崗岩機床床身製造商越來越多地轉向使用礦物複合材料製造坐標測量機 (CMM) 和超精密磨床的關鍵原因。
設計自由和整合組件
與ZHHIMG合作的最大優勢之一是其靈活性。CNC工具機底座設計與傳統的實心金屬塊機械加工不同,礦物鑄造是一種「冷澆注」工藝。這使我們能夠集成客製化機械部件在澆鑄階段直接注入基體。
我們可以進行以下操作:
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精密對準的鋼製安裝板。
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用於主動散熱的冷卻管道。
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電線管道和液體儲存槽。
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線性導軌用螺紋嵌件。
透過從一開始就整合這些功能,我們消除了昂貴的二次加工需求,並縮短了客戶的總組裝時間,從而創造了一個更精簡、更具成本效益的供應鏈。
ESG優勢:永續製造
歐洲和北美市場越來越重視設備對環境的影響。中興鋼鐵廠(ZHHIMG)礦物鑄造底座的碳足跡遠低於同等規格的鑄鐵底座。
礦物鑄造的生產過程屬於“冷加工”,與煉鐵煉鋼所使用的煉鐵高爐相比,所需的能源極少。此外,這種材料在其生命週期結束時可100%回收利用,通常被粉碎後用於道路建設或新的礦物鑄造混合物。選擇中興國際金屬冶金技術有限公司(ZHHIMG)不僅是技術升級,更是對永續工業發展的承諾。
建立在堅實基礎上的未來
展望2026年及以後,對工具機製造商的要求只會越來越高。人工智慧驅動的加工和奈米級精度的融合需要一個靜音、穩定且可持續的基礎。
在ZHHIMG,我們不僅製造底座,更致力於打造您機器成功背後的默默夥伴。透過充分利用礦物鑄造的獨特性能,我們協助合作夥伴突破精密製造的極限。
發佈時間:2026年1月26日
