Každý, kdo strávil čas na podlaze metrologické laboratoře, ví, že základna pod asouřadnicový měřicí strojzáleží stejně jako na hlavě senzoru na jejím vrcholu. Sonda ohodnocená na sub-mikrometrovou opakovatelnost je pouze tak dobrá, jak dobrý je povrch, na kterém je umístěna. Přesto je výběr základního materiálu často považován za dodatečný nápad, o kterém rozhoduje zvyk nebo cokoliv, co poslední dodavatel nabídl, spíše než skutečná fyzika aplikace.
Pro většinu přesných platforem jsou ve hře skutečně tři kandidáti: přírodní žula, litina a svařovaná nebo obráběná ocel. Každý má své legitimní místo v průmyslovém zařízení. Rozdíly se neprojevují v počtech titulků v technickém listu, ale v tom, jak se každý materiál chová, jakmile opustí továrnu a začne žít ve skutečné dílně.
Tepelné chování je místo, kde začínají rozdíly
Ocel a litina jsou kovy a kovy se pohybují. Ocelový svařenec s koeficientem tepelné roztažnosti kolem 11–12 µm/m· stupně se v obchodě, kde se teplota mezi ránem a odpolednem pohybuje i o několik stupňů, viditelně posune během jediného dne. U rámů dřevoobráběcích nebo obecných obráběcích strojů je tento posun irelevantní. U souřadnicového měřicího stroje s tolerancí desetin{5}}--mikrometrů je to rozdíl mezi procházejícím a odmítnutým dílem.
Koeficient tepelné roztažnosti žuly se pohybuje zhruba 5–8 µm/m· stupně v závislosti na konkrétním lomu a minerálním složení, a co je důležitější, žula má nízkou tepelnou vodivost. Pohlcuje a uvolňuje teplo pomalu, což znamená, že „necuká“ pokaždé, když se otevřou dveře nebo se spustí stroj ve vzdálenosti dva metry. V místnostech s klimatizací-na tom nezáleží, ale jen velmi málo výrobních podlaží je dokonale klimatizováno-24 hodin denně, a dokonce i v místnostech, které jsou, přechodné zdroje tepla (operátoři, osvětlení, sousední zařízení) stále vytvářejí místní gradienty, které kovová základna zaznamená téměř okamžitě.
Tlumení a vibrace
Litina má pověst dobrého tlumení vibrací a díky tomu, že - grafitové vločky v její mikrostruktuře účinně rozptylují energii, zůstává standardní volbou pro mnoho lůžek obráběcích strojů. Ale přírodní žula, která je spíše přirozeně konsolidovanou krystalickou strukturou než litou nebo svařovanou strukturou, obvykle vykazuje vnitřní tlumicí kapacitu několikrát vyšší než litina ve srovnatelných geometriích. To je část toho, proč se žulové povrchové desky staly výchozím referenčním standardem v metrologických laboratořích počínaje polovinou-20. století – nebyla to nostalgie, šlo o to, že žulová deska se po narušení rychleji usadí a zůstane tišší, když se provádějí měření.
Ocel, zejména svařovaná ocel, je zde nejslabší, pokud není silně žebrovaná nebo vyplněná tlumicí směsí, protože svařované spoje zavádějí vlastní rezonance a zbytkové napětí, které se může velmi pomalu uvolňovat během měsíců nebo let - přesně ten druh pomalého tečení rozměrů, který pod referenčním nástrojem nechcete.
Dlouhodobá-rozměrová stabilita
To je to, co překvapuje lidi, kteří nepracovali se všemi třemi materiály během více-letého životního cyklu zařízení. Litina i ocel podléhají postupnému uvolňování vnitřních pnutí z odlévání nebo svařování. Výrobci to zvládají žíháním a stárnutím na odstranění stresu- a dobře{4}}udělaný litinový podstavec může být velmi stabilní -, ale „dobře{6}}vyrobený“ vyžaduje pomalý, záměrný cyklus chlazení a stárnutí, který mnozí dodavatelé s nižšími-náklady vynechávají nebo zkracují, aby ušetřili čas.
Žula nemá tento problém stejným způsobem, protože vznikla geologicky po miliony let a nenese stejný druh vnitřního licího napětí. Potřebuje správné zacházení: správné opěrné body při broušení, řízenou vlhkost při lapování a dodavatele, který skutečně rozumí tomu, kde probíhá přirozené zrno desky. Žulová deska broušená bez ohledu na směr zrna se může v průběhu času stále mírně deformovat, jen z jiných metalurgických důvodů než kovová.
Slevy za cenu, hmotnost a praktické{0}}změny
Nic z toho neznamená, že žula vyhraje každou aplikaci. Žula je křehká -, nelíbí se jí nárazové zatížení nebo pád a nelze do ní na místě -klepat, vrtat ani svařovat jako ocel. Pro stěhování rámů strojů, portálů nebo čehokoli, co vyžaduje dodatečně přidané upevňovací body se závitem, je ocel nebo litina obvykle stále tím správným voláním. Žula je také hustší na jednotku tuhosti v některých geometriích, což může být výhodou (hmotnost pomáhá tlumení) nebo nevýhodou (těžší pohyb, vyšší náklady na dopravu) v závislosti na instalaci.
Praktické pravidlo, které používá většina metrologických inženýrů: pokud zařízení spíše měří, než se pohybuje, a pokud si potřebuje udržet referenční toleranci v průběhu let spíše než měsíců, žula obvykle stojí za zvláštní úsilí při nákupu. Pokud zařízení řeže, lisuje nebo vyžaduje úpravu na poli, zůstává rozumnější volbou litina nebo ocel.
Na co se zeptat dodavatele
Bez ohledu na to, který materiál skončí v nabídce, několik otázek má tendenci oddělovat seriózního dodavatele od toho, který není: Jaká je skutečná hustota použité žuly a může poskytnout osvědčení o zkoušce mlýna nebo lomu? Mramor někdy nahrazují žulu méně pečliví výrobci, protože je levnější a povrchně podobný -, ale mramor je měkčí, poréznější a rozměrově méně stabilní, takže na ověření hustoty a tvrdosti záleží. U kovových základů se zeptejte na proces odstraňování pnutí-a jak dlouho odlitek stárl před konečným opracováním. A u jakéhokoli základního materiálu se zeptejte, jaký kalibrační standard byl použit k ověření rovinnosti po dokončení - třída DIN 876, ASME B89.3.7 nebo JIS B7513 by měla být uvedena explicitně, nikoli pouze implicitně.
Ve společnosti UNPARALLELED jsou naše součásti žulové základny obráběny a lapovány v-vlastní laboratoři pomocí přístrojů, které lze sledovat u národních metrologických institutů, a každá deska je dodávána s kalibračním certifikátem. Ale bez ohledu na to, kdo dodává základnu, základní fyzika se nemění - a její pochopení je prvním krokem ke specifikaci zařízení, které si stále zachovává toleranci za pět let, nejen v den, kdy je instalováno.