Omiń nawigację

Materiały

Wybór materiału, z jakiego wykonana jest końcówka i trzon trzpienia, ma decydujące znaczenie.

Renishaw oferuje gamę trzpieni pomiarowych produkowanych z materiałów , z których każdy jest optymalizowany w celu dostosowania do różnych zadań pomiarowych.

Materiał kulki

Rubin

Rubinowa kulka trzpienia pomiarowego

Rubin, który jest standardem przemysłowym oraz optymalnym, dla wielu zastosowań, materiałem na kulki trzpieni pomiarowych jest jednym z najtwardszych znanych materiałów. Syntetyczny rubin to w 99% czysty tlenek glinu, którego kryształy (lub „monokryształy ciągnione”) wzrastają w temperaturze 2000°C procesu Verneuil-a.

Te monokryształy są następnie cięte i stopniowo obrabiane do ściśle kulistego kształtu. Kulki rubinowe posiadają wyjątkowo gładką powierzchnię i charakteryzują się wysoką wytrzymałością na ściskanie oraz odpornością na korozję mechaniczną.

Występuje bardzo mało zastosowań, w których rubin nie byłby preferowanym materiałem kulek, istnieją jednak dwa takie zastosowania, gdzie zaleca się stosowanie kulek wykonanych z innych materiałów.

Pierwszym z nich jest wysokowydajne skanowanie aluminiowych części. Z powodu przyciągania materiałów może wystąpić zjawisko znane jako „zużycie adhezyjne”, które polega na narastaniu na kulce warstewki aluminium pochodzącego z powierzchni skanowanego elementu. W takich zastosowaniach lepszym materiałem kulek jest azotek krzemu.

Drugim takim zadaniem jest wysokowydajne skanowanie części żeliwnych. Skutkiem wzajemnych oddziaływań tych dwóch materiałów może być „zużycie ścierne” powierzchni kulki rubinowej. W przypadku takich zastosowań zaleca się użycie kulek z tlenku cyrkonu.

Azotek krzemu

Kulka trzpienia pomiarowego z azotku krzemu

Azotek krzemu posiada wiele właściwości podobnych do właściwości rubinu. Jest to bardzo twardy i odporny na ścieranie materiał ceramiczny, który daje się obrabiać do powierzchni kulistych o wysokiej precyzji. Można go również polerować uzyskując nadzwyczaj gładką powierzchnię.

Azotek krzemu nie wykazuje przyciągania do aluminium i w związku z tym nie jest narażony na zużycie adhezyjne, obserwowane w przypadku rubinu używanego w podobnych zastosowaniach. Jednakże azotek krzemu wykazuje znaczną podatność na zużycie ścierne przy skanowaniu powierzchni stalowych, zatem jego stosowanie najlepiej ograniczyć do powierzchni aluminiowych.

Tlenek cyrkonu

Kulka trzpienia pomiarowego z tlenku cyrkonu

Tlenek cyrkonu jest szczególnie twardym materiałem ceramicznym, którego parametry zużycia są bliskie rubinu. Jednak właściwości jego powierzchni powodują, że jest on idealnym materiałem w przypadku agresywnego skanowania części żeliwnych.

Materiały trzonów

stal

Stalowy trzpień pomiarowy

W przypadku trzpieni pomiarowych o średnicy kulki/końcówki 2 mm lub większej i o długościach do 30 mm, jako materiał trzonu powszechnie stosuje się niemagnetyczną stal nierdzewną. W tym przedziale wymiarów jednoczęściowy trzon stalowy oferuje optymalny stosunek sztywności do masy, zapewniając wystarczający prześwit pomiędzy kulką i trzonem bez obniżania sztywności przez połączenie trzonu z gwintowanym korpusem.

Węglik wolframu

Trzon trzpienia pomiarowego z węglika wolframu

Trzony z węglika wolframu są najlepsze pod względem maksymalizowania sztywności w przypadku niewielkich średnic trzonu, wymaganych dla średnic 1 mm lub mniejszych lub długości trzonu nie przekraczających 50 mm. Poza tymi ograniczeniami problem może stanowić masa i utrata sztywności wskutek ugięć na połączeniu trzonu z korpusem.

Ceramika

Ceramiczny trzon trzpienia pomiarowego

W przypadku średnic większych niż 3 mm oraz długości ponad 30 mm trzony ceramiczne oferują sztywność porównywalną ze stalowymi, lecz są znacznie lżejsze od trzonów z węglika wolframu. Trzpienie pomiarowe o trzonach ceramicznych mogą również oferować podwyższone zabezpieczenie przed zniszczeniem sondy, ponieważ w razie kolizji następuje skruszenie trzonu.

Włókno węglowe

Trzon trzpienia pomiarowego z włókna węglowego

Masy trzpieni pomiarowych z włókna węglowego są o 20% mniejsze niż masy trzpieni z węglika wolframu, co powoduje, że jest to materiał odpowiedni w przypadku długich trzpieni. Korzystna jest również jego stabilność termiczna, zwłaszcza w przypadku bardzo długich trzpieni pomiarowych, co powoduje, że nadają się do użytkowania w środowisku produkcyjnym.

Aluminium

Trzon trzpienia pomiarowego z aluminium

Jest to bardzo lekki materiał, dzięki czemu nadaje się idealnie na przedłużacze, lecz tylko w stabilnych, klimatyzowanych środowiskach ze względu na rozszerzalność termiczną.

Tytan

Trzon trzpienia pomiarowego z tytanu

Tytan jest materiałem stabilnym termicznie w porównaniu z aluminium, posiada dobrą sztywność zginania, a także jest bardzo lekki. Te właściwości powodują, że nadaje się bardzo na długie przedłużacze.