Kompozitová traverza
Written by Humphrey Carter on 15 května, 2019 in Novinky

Když se před většinou inženýrů zmíníte o kompozitních materiálech, začnou si představovat konstrukce vesmírných raket nebo vozů formule jedna. A přitom si tyto všestranné materiály postupně nacházejí cestu k průmyslovým aplikacích všech myslitelných druhů. A to i v oblastech, v nichž se jako tradiční materiály volily vždy ocel nebo hliník.
Až dosud se využívání kompozitních materiálů omezovalo na výše uvedené oblasti, aplikace, kde rozhodovala nízká hmotnost, a specializované strojní či automatizační systémy. Bylo to zapříčiněno částečně cenou, která může být vyšší než u oceli nebo hliníku. Častější příčinou ale bylo, že konstruktéři a technologové výroby neznali skutečné výhody které kompozitní materiály do návrhu a konstrukce mnohem širší škály strojních systémů přinášejí.

Fyzikální a mechanické výhody

Kompozitové nosníky používané například v automatizaci a v systémech pro manipulaci s materiálem nabízejí oproti svým ocelovým nebo hliníkovým dvojníkům významné fyzikální a mechanické výhody. Kompozitní konstrukce jsou lehčí, tužší a dají se vytvářet tak, aby lépe tlumily vibrace, díky čemuž je možno strojní systémy provozovat při mnohem vyšších rychlostech a s vyšší přesností a opakovatelností.

Výrobci obráběcích strojů jsou pod tlakem zvyšovat výrobní výkon a kvalitu svých strojů. Už zjišťují, že součásti z kompozitu vyztuženého uhlíkovými vlákny se dají navrhovat tak, aby měly dvakrát vyšší tuhost než ocel, a to při čtvrtinové hmotnosti. K tomu přinášejí navíc útlum vibrací dvacetkrát vyšší než u oceli, a co je důležité, nulovou tepelnou roztažnost v kterékoliv dané ose.

Výhody v oblasti nákladů

Při srovnávání nákladů na součástku z oceli nebo hliníku a z kompozitu je důležité vzít v potaz celkový obraz.

Zaprvé, moderní výrobní techniky komponentů produkují přesné díly s minimálními požadavky na následné operace či úpravy. Toto zkrácení času pro přípravu dílu k montáži do stroje výrazně snižuje rozdíl v nákladech.

Zadruhé, snížení hmotnosti velkých pohyblivých součástí umožňuje konstruktérům volit menší ložiska, motory a další pohybové komponenty. Poté, co se stroj uvede do provozu, nižší náklady na energie způsobené snížením hmotnosti mohou v průběhu životnosti stroje bez problémů splatit veškeré vyšší počáteční náklady.

Eagle zdvojnásobil přesnost laserového řezu

Výhody kompozitních prvků lze doložit na nedávném projektu, který jsme uskutečnili pro firmu Eagle, výrobce laserových strojů. Tato firma se snažila snížit hmotnost a průhyb 3,1 m dlouhého příčného nosníku (ve směru osy Y) používaného v jednom modelu laserové řezačky. Stávající ocelový díl jsme nahradili tenkostěnným kompozitním prvkem s pěnovým jádrem, což snížilo jeho hmotnost o celých 44 % při současném zvýšení tuhosti.

Firma Eagle těchto výhod ihned využila a akceleraci nosníku zdvojnásobila ze 3g na 6g, což zkrátilo čas potřebný k uříznutí jednoho kusu materiálu až o 30 %. Vyšší tuhost dílu a schopnost lépe tlumit vibrace navíc přinesla zvýšení přesnosti až o 50 %.

Chcete-li zjistit, jak by vám CompoTech mohl pomoci s vaším projektem, neváhejte a kontaktujte nás.

Podrobnější informace získáte, pokud si stáhnete náš vysvětlující dokument nebo kontaktujte CompoTech prostřednictvím naší kontaktní stránky.