據(jù)統(tǒng)計(jì)在歐洲每10臺(tái)機(jī)床就有一臺(tái)使用礦物鑄件機(jī)床，而在剛過去的CIMT2023北京國際機(jī)床展覽會(huì)上就有20個(gè)以上的展商推出了超過40多種不同類型的礦物鑄件機(jī)床。

      礦物鑄件作為一種新型的非金屬復(fù)合材料，是由環(huán)氧樹酯、固化劑等材料作為膠接料；以石英石、花崗石等礦物顆粒為骨料；經(jīng)過增強(qiáng)的纖維或納米顆粒強(qiáng)化，形成了一種新型復(fù)合材料。工業(yè)領(lǐng)域的礦物材料俗稱人造花崗石、聚合物混凝土、樹脂混凝土、超性能高性能混凝土等，其制品也被稱為礦物鑄件。而不同的配方和工藝所體現(xiàn)出礦物的性能差異是非常大的，要講清楚性能的差異，必須就對(duì)礦物質(zhì)的歷史發(fā)展進(jìn)程有所了解。

      由于一戰(zhàn)時(shí)期的鐵礦匱乏，1917年德國的schIesinger首先采用鋼筋混凝土制造車床床身。但由于導(dǎo)軌也采用混凝土，產(chǎn)生的摩擦阻力大，又缺乏潤滑，所以導(dǎo)軌很快損壞。這是全球第一次使用非金屬材料用于機(jī)床制造。上世紀(jì)30年代后期，采用鋼筋混凝土制作的小型圓形鐵板剪床和小型的鐵床支撐件獲得了一定的成功。1940年代鋼筋混凝土得到較大規(guī)模的應(yīng)用，制造了超過1000多臺(tái)專用機(jī)床。到了60年代初期，前蘇聯(lián)的機(jī)床廠為了節(jié)約鋼鐵和制造成本，開始在大型車床和龍門銑床的基礎(chǔ)件上采用鋼筋混凝土。同時(shí)如瑞士、英國、美國等國也開始對(duì)混凝土感興趣。

      在鋼筋混凝土的發(fā)展同時(shí)伴隨著礦物質(zhì)混凝土人造花崗巖的發(fā)展，這種人造花崗巖有很多較好的物理性能。從而激發(fā)了機(jī)床制造業(yè)的興趣，他們對(duì)這種材料寄予了很大的一個(gè)期望。

      1970年代，瑞士、德國、意大利的一些公司推出采用人造花崗巖為基體制造的機(jī)床產(chǎn)品，同時(shí)歐洲一些大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)也開展了對(duì)礦物鑄件的基礎(chǔ)配方和應(yīng)用研究，其應(yīng)用的目的是提高機(jī)床的性能，主要用于高精度機(jī)床和自動(dòng)化機(jī)床。瑞士的STUDER公司率先將人造花崗巖應(yīng)用在RA5磨床上，并在1979年歐洲國際機(jī)床展上展出。

      此后的十幾年，人造花崗巖在機(jī)床基礎(chǔ)應(yīng)用研究得到了快速的發(fā)展。目前人造花崗巖基礎(chǔ)件在全球工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，已進(jìn)入了商品化生產(chǎn)批量階段，許多機(jī)床制造廠建造了自己的人造花崗巖基礎(chǔ)件生產(chǎn)車間。

      1980年代德國TRICKES公司是較早研究生產(chǎn)礦物鑄件產(chǎn)品的公司，后被瑞士Gurit集團(tuán)收購。TRICKES公司擁有諸多礦物鑄件相關(guān)的理論研究經(jīng)驗(yàn)、應(yīng)用方案及專利技術(shù)，也被公認(rèn)為現(xiàn)代礦物鑄件主要技術(shù)來源。2007年瑞士施耐博格礦物鑄件部門與德國RAMPF(藍(lán)浦)公司在中國建立了生產(chǎn)基地，從事亞洲市場(chǎng)的人造花崗巖基礎(chǔ)件的生產(chǎn)和銷售。這是國外最早進(jìn)入中國國內(nèi)的礦物鑄件布局的跨國集團(tuán)。而中國國內(nèi)經(jīng)過多年與上述瑞士、德國企業(yè)的產(chǎn)品合作及技術(shù)轉(zhuǎn)化，已發(fā)展為有多家生產(chǎn)制造礦物鑄件的廠家。

      礦物鑄件具有什么樣的性能優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)？概況來說，礦物鑄件具有以下8大優(yōu)勢(shì)：

      第一點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：高精度。礦物鑄件的熱伸縮性很小，而且基本不存在局部收縮，比傳統(tǒng)鑄鐵的精度保持性要高很多。礦物鑄件采用了常溫鑄造，固化后不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，材料的靜態(tài)無變形。由于高性能熱固性，環(huán)氧分子和相鄰表面之間能產(chǎn)生電磁吸力，環(huán)氧基與介質(zhì)表面產(chǎn)生反應(yīng)，生成化學(xué)鍵故而粘結(jié)性好。另外其收縮力穩(wěn)定性很高，硬化后收縮率小于2%，機(jī)床各部件幾何的位置的精確固定，以及靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的扭矩吸收，因此可有效保障機(jī)床的較高精度。

      第二點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：吸震性優(yōu)（動(dòng)態(tài)特性）。運(yùn)動(dòng)部件的移動(dòng)速度越快或加速度越大，機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能就越顯重要，因?yàn)榭焖俣ㄎ?、快速換刀、高速主軸旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作造成的震動(dòng)在不斷影響機(jī)床的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。礦物鑄件的阻尼比是灰鑄鐵的6倍以上。釆用礦物鑄件床身后，機(jī)床主要部件上的絕對(duì)振動(dòng)速度和振動(dòng)幅值都有所降低，整機(jī)的動(dòng)態(tài)特性有明顯改善。因此在實(shí)際切削加工中，可以帶來更高的精度、更好的表面質(zhì)量、更長的工具使用壽命。同時(shí)，在噪音影響方面，采用礦物鑄件可以使局部聲壓級(jí)別減弱20%。

      第三點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：熱穩(wěn)定性優(yōu)。礦物鑄件對(duì)溫度的變化不敏感，熱傳導(dǎo)比金屬要低很多，有效的把機(jī)床因受熱而引起的幾何誤差控制在最小，從而保證了機(jī)床的精度。礦物鑄件的熱容量是灰鑄鐵的2倍，熱傳導(dǎo)率是灰鑄鐵的不到5%，在遇到短時(shí)內(nèi)外界溫度變化時(shí)，溫度恒定時(shí)間要長3倍，而溫度影響的反應(yīng)振幅只有1/3。影響機(jī)床精度的因素中約有80%由熱影響引起。機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件機(jī)械摩擦發(fā)熱、外部環(huán)境溫度變化、更換工件、加工中斷及其它因素都會(huì)對(duì)機(jī)床熱穩(wěn)定產(chǎn)生影響。礦物鑄件對(duì)短暫的溫度影響和周邊溫度波動(dòng)有良好的熱慣性，有助于高精度機(jī)床在加工過程中的精度保持與加工尺寸一致性。

      第四點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：剛性強(qiáng)（靜態(tài)特性）。衡量底座靜態(tài)特性的標(biāo)準(zhǔn)通常是材料的剛性承載下的最小變形，對(duì)于靜態(tài)彈性變形，可以把礦物鑄件看作是符合福克定律的各項(xiàng)同性均質(zhì)材質(zhì)，礦物質(zhì)密度和彈性的模量分別是鑄鐵的1/3，和鑄鐵有相同的比剛度，即同等重量下鑄鐵件和礦物鑄件的剛度是相同的。而礦物鑄件的設(shè)計(jì)壁厚通常是鑄鐵的三倍以上，甚至采用實(shí)心結(jié)構(gòu)，合風(fēng)加工中心大部分采用實(shí)心結(jié)構(gòu)，在產(chǎn)品的力學(xué)性能上有極大優(yōu)勢(shì)，從而同規(guī)格加工中心相比于鑄鐵機(jī)型能承受更高強(qiáng)度的重切。

      第五點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：復(fù)雜的外型的成型能力和整合性能力，由于不同傳統(tǒng)的鑄鐵工藝流程和材料性能，礦物質(zhì)鑄件通常采用低于45℃的常溫鑄造，可以用礦物質(zhì)材料澆鑄各種傳統(tǒng)鑄鐵無法鑄造的復(fù)雜外形，如合風(fēng)加工中心的L型整體床身結(jié)構(gòu)，更進(jìn)一步提高機(jī)床性能。

      第六點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：耐腐蝕性。礦物質(zhì)鑄件由于特殊的復(fù)合材質(zhì)與切削液、潤滑油等液體沒有反應(yīng)，所以有很強(qiáng)的耐腐蝕性，這是普通鑄鐵床身所無法比擬的優(yōu)勢(shì)。正是因?yàn)榈V物質(zhì)有極強(qiáng)的耐腐蝕性，所以在機(jī)床的基座中可以直接預(yù)留礦物質(zhì)鑄件的腔體用于儲(chǔ)藏液體，從而省略了腔體的裝配過程，大大地提高了生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益豐富了設(shè)計(jì)為復(fù)雜的機(jī)床設(shè)計(jì)提供了更多的選擇。

      第七點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：出色的絕緣性。由于礦物鑄件中的粘結(jié)劑與填料均為非金屬材料，也就是說它具有天生的絕緣性，尤其是采用直驅(qū)技術(shù)的高精度機(jī)床，絕緣性是考慮非常重要的一部分。

      第八點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：快速交付能力。礦物質(zhì)鑄件毛坯固化時(shí)間為八小時(shí)，脫模清理之后再次以40度的溫度保持24小時(shí)即可安排精加工，基本上可以做到每天一件，這樣一套金屬模具的生產(chǎn)效率可以達(dá)到30件每月。用戶也可以根據(jù)自己的采購訂單來定制開金屬模具的數(shù)量，以保證機(jī)床能夠及時(shí)的交付給客戶，這是傳統(tǒng)的鑄件工藝甚至長時(shí)間時(shí)效所無法做到。

      合風(fēng)機(jī)床把礦物鑄件的諸多性能優(yōu)勢(shì)與先進(jìn)的機(jī)床生產(chǎn)制造工藝相結(jié)合，推出了多款具有高速、高精、高品質(zhì)的礦物鑄件加工中心，贏得了廣大客戶的一致好評(píng)，并收獲了諸多礦物鑄件加工中心的忠實(shí)用戶。