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Granito epoxi

Fundición mineral

El granito epóxico , también conocido como granito sintético , [1] es un compuesto de matriz polimérica y es una mezcla de epóxico y granito que se utiliza comúnmente como material alternativo para bases de máquinas herramienta . El granito epóxico se utiliza en lugar de hierro fundido y acero para una mejor amortiguación de vibraciones , una mayor vida útil de la herramienta y un menor costo de ensamblaje, y por lo tanto mejores propiedades para estabilizar y alojar máquinas. [2] [3]

Base de máquina herramienta

Las máquinas herramienta y otras máquinas de alta precisión dependen de una alta rigidez, estabilidad a largo plazo y excelentes características de amortiguación del material base para su rendimiento estático y dinámico. Los materiales más utilizados para estas estructuras son el hierro fundido, las fabricaciones de acero soldado y el granito natural. Debido a la falta de estabilidad a largo plazo y las propiedades de amortiguación muy pobres, las estructuras fabricadas con acero rara vez se utilizan donde se requiere alta precisión. El hierro fundido de buena calidad que se alivia de tensiones y se recoce le dará a la estructura estabilidad dimensional y se puede fundir en formas complejas, pero necesita un proceso de mecanizado costoso para formar superficies de precisión después de la fundición. El granito natural tiene una mayor capacidad de amortiguación que el hierro fundido, pero de manera similar al hierro fundido puede requerir mucha mano de obra y ser costoso de mecanizar y terminar. El mercado tradicional para el granito epoxi es reemplazar el hierro y el acero en estas aplicaciones. [4]

Proceso

Agregado de granito epoxi

Las piezas fundidas de granito de precisión se producen mezclando agregados de granito (que se trituran, se lavan y se secan) con un sistema de resina epoxi a temperatura ambiente (es decir, proceso de curado en frío). También se puede utilizar un relleno de agregado de cuarzo en la composición. La compactación vibratoria durante el proceso de moldeo compacta firmemente el agregado. Las propiedades mecánicas y termomecánicas se pueden mejorar aún más si se utiliza fibra además del granito. [5] [6] También se pueden utilizar otras resinas además del epoxi en lugar de fibras para mejorar propiedades como la absorción de agua. [7] Si se controla la porosidad, se pueden mejorar aún más los efectos de amortiguación. [8] Se pueden fundir insertos roscados, placas de acero y tuberías de refrigerante durante el proceso de fundición. Para lograr un grado aún mayor de versatilidad, se pueden replicar o inyectar rieles lineales, guías de deslizamiento rectificadas y soportes de motor, eliminando así la necesidad de cualquier mecanizado posterior a la fundición.

Otras definiciones

Las resinas epoxi y el granito, en concreto el polvo de granito residual, se pueden utilizar en otras aplicaciones, como revestimientos de suelos. Las limaduras de granito residual se producen en la industria minera y, debido a su baja densidad, pueden dispersarse fácilmente por el viento y, por tanto, distribuirse en el medio ambiente. Se están realizando investigaciones sobre soluciones innovadoras, como el uso de polvos de granito residual en resinas epoxi y el diseño de aglutinantes para revestimientos basados ​​en ellos. [9]

Ventajas sobre el hierro y sus aleaciones

A menudo se afirma que la amortiguación de vibraciones del granito epoxi es superior a la del acero o el hierro fundido [10]. También es bien sabido que el hierro, el acero y las aleaciones se corroen u oxidan, mientras que el epoxi se usa a menudo para prevenir la corrosión . Por lo tanto, la corrosión y la resistencia química general del granito epoxi a los solventes, ácidos, álcalis y fluidos de corte más comunes es superior al acero y las aleaciones y no requiere pintura constante. [11] El material de granito epoxi tiene un factor de amortiguación interno hasta diez veces mejor que el hierro fundido, hasta tres veces mejor que el granito natural y hasta treinta veces mejor que la estructura fabricada de acero. [12] El método de fundición en comparación con el acero permite una inclusión más fácil de insertos, etc. y, por lo tanto, reduce el mecanizado de la fundición terminada y reduce el tiempo de ensamblaje al incorporar múltiples componentes en una fundición. [13] Las resinas fundidas de polímero utilizan muy poca energía para producirse y el proceso de fundición se realiza a temperatura ambiente. [14]

Referencias

  1. ^ McKeown, P.; Morgan, G. (1979). "Granito epoxi: un material estructural para máquinas de precisión". Ingeniería de precisión . 1 (4): 227. doi :10.1016/0141-6359(79)90104-1.
  2. ^ Kamath, Sandesh; D'Mello, Joel; Balakrishna, SS (octubre de 2014). "ESTUDIO EXPERIMENTAL SOBRE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS COMPOSITES DE GRANITO ROJO Y PARTÍCULAS EPOXI" (PDF) . Revista internacional de investigación en ingeniería mecánica y robótica . 3 (4). ISSN  2278-0149 – vía IJMERR.
  3. ^ Shanmugam, C; Thyla, PR; Kumar, N Mahindra; Rabik, S John; Krishna, R Ragav; Kumar, S Vivin (2017). "Estudios experimentales sobre propiedades mecánicas de granito epoxi para la estructura de máquinas herramienta mediante el diseño de experimentos". Revista asiática de investigación en ciencias sociales y humanidades . 7 (3): 1333. doi :10.5958/2249-7315.2017.00246.5. ISSN  2249-7315.
  4. ^ Venugopal, Prabhu Raja; Dhanabal, P; Thyla, Pr; Mohanraj, S; Nataraj, Mahendrakumar; Ramu, M; Sonawane, Harshad (marzo de 2020). "Diseño y análisis de la base del centro de mecanizado vertical de granito epoxi para mejorar las características estáticas y dinámicas". Actas de la Institución de Ingenieros Mecánicos, Parte L: Revista de materiales: diseño y aplicaciones . 234 (3): 481–495. doi :10.1177/1464420719890892. ISSN  1464-4207.
  5. ^ Pawar, MJ; Patnaik, Amar; Nagar, Ravindra (abril de 2017). "Investigación sobre las propiedades mecánicas y termomecánicas de un compuesto de epoxi reforzado con fibra de yute tratado y relleno con polvo de granito". Polymer Composites . 38 (4): 736–748. doi :10.1002/pc.23633.
  6. ^ Gonçalves, Jorge Antônio Vieira; Campos, Diego Adalberto Teles; Oliveira, Gislane de Jesús; Rosa, María de Lourdes da Silva; Macêdo, Marcelo Andrade (agosto de 2014). "Propiedades mecánicas de la resina epoxi a base de polvo de piedra de granito de los composites de cinta plegada y empujada de Sergipe". Investigación de Materiales . 17 : 878–887. doi : 10.1590/S1516-14392014005000100 . ISSN  1516-1439.
  7. ^ Ramakrishna, HV; Rai, SK (enero de 2006). "Efecto sobre las propiedades mecánicas y la absorción de agua de los compuestos de polvo de granito en el endurecimiento de resina epoxi con poliéster insaturado y poliéster insaturado con resina epoxi". Revista de plásticos y compuestos reforzados . 25 (1): 17–32. doi :10.1177/0731684406055450. ISSN  0731-6844.
  8. ^ Nallusamy, S.; Narayanan, M. Rajaram; Sujatha, K.; Rekha, R. Suganthini (2021). "Investigación experimental de las propiedades mecánicas y el efecto de la porosidad en el compuesto de granito epoxi". Materials Science Forum . 1042 : 123–129. doi :10.4028/www.scientific.net/MSF.1042.123. ISSN  1662-9752.
  9. ^ Kampa, Łukasz; Chowaniec, Agnieszka; Królicka, Aleksandra; Sadowski, Łukasz (1 de septiembre de 2022). "Propiedades adhesivas de un aglutinante de resina epoxi modificado con polvo de granito residual". Revista de investigación y tecnología de recubrimientos . 19 (5): 1303-1316. doi :10.1007/s11998-022-00620-2. ISSN  1935-3804.
  10. ^ Ubale, Deepak (2021). "Rigidez y amortiguación del granito epoxi". Revista internacional de ingeniería y tecnología avanzada . 9 .
  11. ^ "Corrosión del acero". www.corrosion-doctors.org . Consultado el 25 de octubre de 2022 .
  12. ^ McKeown, PA; Morgan, GH (1979-10-01). "Granito epoxi: un material estructural para máquinas de precisión". Ingeniería de precisión . 1 (4): 227–229. doi :10.1016/0141-6359(79)90104-1. ISSN  0141-6359.
  13. ^ ArunRamnath, R; Thyla, PR (1 de junio de 2022). "Medición y optimización de características de múltiples atributos en el fresado de compuestos de granito epoxi utilizando rsm y ahp-topsis combinados". Topografía de superficies: metrología y propiedades . 10 (2): 025023. doi :10.1088/2051-672X/ac4566. ISSN  2051-672X.
  14. ^ Ghorbani, Siamak; Crisostomo, Alejandro Veliz Aguayo; Rogov, Vladimir Aleksandrovich; Polushin, Nikolay Ivanovich (1 de enero de 2018). "Investigación experimental y teórica sobre la perforación de granito epoxi utilizando brocas espirales de carburo recubiertas y sin recubrimiento". Revista Internacional de Ciencias Mecánicas . 135 : 240–252. doi :10.1016/j.ijmecsci.2017.11.025. ISSN  0020-7403.

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