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聚合物混凝土密度大、刚性高、尺寸和热稳定性好，耐水和化学物质，并且对于应力，不会发生扭曲或弯曲。
此外，这种材料还具有优良的振动阻尼性能。没有一个机械师或工程师会否认，在任何精密加工过程中，最大的挑战就是消除振动。
所以，很久前曾经被嘲笑是铸铁和焊接机床底座一种便宜替代品的聚合物混凝土，如今已经成为人们优选的机床底座，以确保机床的高刚性。
许多机床制造商现在增加了在其机床底座中采用某种形式的聚合物混凝土的比例。
Maier美国LLC公司 (www.maierusa.com)的产品经理，James Kucharski说，聚合物混凝土是机床底座的理想选择，特别是对瑞士型车床更是如此，因为这种混凝土效率高。
Kucharski注意到，机床中快速运动的数量正在因为机床转速及加速度提高、定位循环及换刀变快而不断增加。
他说，人们依赖机床底座来吸收这种不断提高的快速运动数量。
Maier仔细测量了振动吸收情况，并且发现聚合物混凝土比灰铸铁吸收振动的速度快8～10倍。而且很明显，振动被吸收的越多，在保持最高精度及更高刀具寿命的前提下，切削就越快，同时切深越深。
Kucharski 说，机床底座通常依据刚性统计数据进行考量，聚合物混凝土可以归类为一种具备各向同性的均质材料。由于这种材料密度高，且其截面非常结实，因此，机床底座的重量要远远超出典型铸造框架的重量。
例如，一个Maier聚合物混凝土底座重量可达8500磅。重量的增加保证了底座更加结实，从而进一步提高了振动阻尼。
但是，是否存在机床底座太重的问题？哈挺有限公司对这个问题的回答是肯定的。
哈挺(www.hardingeus.com)以其采用Harcrete（一种聚合物混凝土混合物）制成的高刚性机床底座而闻名。
但是，哈挺的一名应用工程师Don Thomason说，随着机床尺寸继续增加，哈挺发现对较大机床采用Harcrete底座会使机床太重。因此，对于尺寸较大的机床，哈挺开发了一个减少重量而刚性及阻尼性能与Harcrete相同的底座结构。
哈挺在其大型机床上依然采用Harcrete，但是它不是底座的唯一部件。公司开始用铸铁，然后用Harcrete填充和加强易振动的关键部位。公司进行了广泛的研究来确定底座中的关键振动部位。 （图片）
Harcrete加强式铸铁底座，提高了振动阻尼。替代整体式聚合物混凝土底座，
哈挺将铸铁底座的关键部位用其Harcrete聚合物混凝土混合物加强，
以降低机床重量。 哈挺的Harcrete是获得许可权的Granitan型式之一，Granitan是一种由磨床制造商Studer 有限公司 (www.grinding.com) 在20多年前推出、获得专利的聚合物混凝土混合物。如今Studer的所有磨床均采用名叫Granitan S103的更新的Granitan配方。
经过多年基于实践经验的基础开发，Studer 参与了一个由5个欧洲大学及4个其他工业机构组成的历时4年的研究项目。
Studer是该项目的主要工业合作伙伴。
该项目的目的在于以科学而系统的方式考察和优化聚合物混凝土的使用。配制聚合物混凝土的化学公司为该项目作出了贡献。所考察的应用领域包括聚合物混凝土在土木工程项目中的使用。
优化该材料的使用取决于聚合物在铺设及固化及其他生产变量过程中所处的条件，因此这些条件采用有限元分析法加以描述。研究者还采用计算机模拟来表示在聚合物浇注和固化过程中在机床床身上所发生的机械、热及化学过程。
一旦模拟出这些条件，硬化的机床底座模型就可以经受模拟的在磨削过程中出现并可能影响磨床性能的热及机械负荷。
所有这些研究以及多年对机床床身的观察都证明Granitan是一种非常稳定的材料。补充实验证明，这种材料甚至可以在回收聚合物混凝土的生产中用作骨料。
在这个研究项目结束后，Studer将其整个机床生产转向Granitan S103。这方面涉及混合物的一种新的配方，以及对公司浇注间的修改，从而使生产可以在明确定义的热条件下进行。（图片）
Studer在20多年前开发了自己的Granitan聚合物混凝土混合物，
从此改良了如今命名为Granitan S103的材料。 Studer说，其近无应力式生产过程及其他因素保证了Granitan S103非常高的刚度（弹性模量）、更低的热膨胀及优异的长期性能。这种混合物采用最少量的环氧树脂量制造，降低了该化合物的有毒添加物，并使硬化剂的使用量达到最低。聚合是通过一个特殊过程控制完成的，结果是形成了一种更加符合生态要求的聚合物机床底座。
机床制造商从聚合物混凝土受益
Sunnen产品公司对其新型SV-1000立式CNC模块化珩磨机为什么采用聚合物混凝土底座列出了若干原因。
在支付了模具的初始成本后，这种底座降低了生产成本，提供了优异的产品一致性，因为铸造过程复制了在模具中所加工的特征，并且底座与钢的热膨胀及铝的密度非常一致。此外，这种底座还比钢具有更高的振动阻尼。
Sunnen (www.sunnen.com) 还说，采用聚合物混凝土，可以缩短机床制造和交货周期，因为底座在铸造完后不需要加工。插件及成品表面都铸进了单件式底座中。
模块化使Sunnen可以将SV-1000 系列机床从单主轴型扩展到用于超精内孔光整及精加工的全自动多主轴系统。（图片）
Sunnen将其SV-1000模块化珩磨系统建造在聚合物混凝土底座上。 该公司从底座开始设计基本的单主轴机型，以适应将来的自动化需要。对于直通式零件处理，机床的侧面封闭板可以拆卸下来。
适合特定要求的底座
Drake制造服务公司 (www.drakemfg.com) 公司的总裁 James Vosmik说，该公司从20世纪90年代初以来，一直采用铸造聚合物混凝土机床底座，并取得了非常好的效果。（图片）
在Drake制造服务公司，浇注到一个6 mm厚焊接钢壳中的带石英填充物的铸造聚合物
底座包括模铸在其中的铲车叉插入口及电线路径。该底座是为喷漆和精加工准备的。
注意浇注到顶部的螺纹插件。它们将用于将铸铁底板栓接及浆砌（采用环氧树脂）到位。 （图片）
附上底板、喷好漆、准备在机床上使用的底座。管接头用于床身清洗。 （图片）
同一底座， 显示了可以看得见的冷却液及切屑排出流道。 Vosmik解释道：“尽管聚合物的振动阻尼及热稳定性是非常吸引人的特性，但我们却具备可以对自己的机床量身定做而满足客户的零件制造要求之能力，而不是迫使客户接受某个碰巧‘适合’某个预先设计、预先浇注及预先老化处理的铸铁机床底座式解决方案，这种能力才是我们的优点。”
聚合物混凝土由若干物质组成，这些物质使其成为一种高效、可靠而经济的材料。这些物质包括矿物填充物、石英砾、石粉、百分比含量比较低的环氧树脂粘接剂及多种添加剂。
为了形成最佳晶粒混合，粒度范围对于石粉为小于0.003～大于0.1英寸，对石英砾为0.070～0.620英寸及更高。
Maier采用环氧树脂作为粘接剂，它具有较高的弹性、较低的内部张力、最低的立体收缩及良好的寿命。环氧树脂与硬化剂发生反应而不分裂三维网络的低分子连接。此外，还包含有其他添加剂来改善聚合物混凝土的工艺、粘附力及排气性能。（图片）
一种Maier聚合物混凝土底座重大约8500磅，消除了振动。 Maier在木质、钢质或塑料模具中测量、混合、浇注、捣固所有这些组分。化合物在模具中固化。
为了获得可重现的材料特性，粘接剂的所有组分— 聚合物树脂及硬化剂— 及填充物混合物必须采用正确的比例。
Maier采用一系列计量螺杆及加料泵来确保填充物的重量比占成品化合物的90-93%，粘接剂占7-10%。
混合过程包括两个连续的阶段。首先，Maier混合各种粒径的组分及粘接剂，以满足成品分级曲线要求。接着，公司通过对填充物用环氧树脂粘接剂完全浸湿而形成聚合物混凝土材料的最佳连接。
在浇注机床底座时，混合物从机床或浇包中直接浇到模具中。处理效率很关键，因为可以处理混合物的时间量是有限的。对于环氧树脂基聚合物混凝土系统，处理时间（即活化寿命）为5-6小时。
在浇注过程中，模具不断振动以压缩和消除混合物中的气泡。采用70次循环/秒的频率及2.5G的加速度可以形成一个整体聚合物混凝土机床底座。
在硬化过程中出现113。F的热（固化过程为放热反应）表明环氧树脂与粘接剂发生了反应，底座开始固化。Kucharski 说，若该过程中热量超出113。F，则对机床底座具有负面影响，因为这种热在后阶段会形成冷却和收缩的应力。毛坯机床底座需要12小时从模具加以证实，因此，一般地，每天可以生产一个底座。
11/29/2008
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