淺談人造花崗石精密鑄件

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人造石的出現最早可追朔至1963年,義大利推出以碎石與水泥或樹脂混合的複合板,其後1965年,石材設備商Breton公司率先發展出透過簡單的模具設計,應用類似混疑土預鑄件慨念,生產出人造石胚料,到了1968年, Breton公司正式開發出第一套人造石生產線系統,當時所生產的人造石胚料僅用於建築用述;直至1981年瑞士與德國將聚合樹月言混疑材料應用於機械工業,進行實體機械之性能研究,其後蘇聯與美國亦相繼推出了相關機械工業用的人造石產品,直至現今人造石精密鑄件已被廣乏運用於各類高科技產業,使得人造石正式邁向精密化時代。

各國聚合樹脂混疑材料之機械性能指標

國別性能

蘇聯

美國

西德

瑞士

抗拉強度kg/mm2

1.6

1.2~1.6

2.0

1.5~2.0

抗壓強度kg/mm2

14

11~17

10

16~20

聲油強度kg/mm2

2.6

2.6~3.4

3.5

2.5~3.5

彈性係數kg/mm2

2,950

3,600~5,000

3,600~4,200

2,500~4,500

熱膨脹率10-6k-1

12.2

23~15

16~20

熱傳導率W/mK

1.1

0.83~1.94

1.6~1.75

比熱J/kg· K

820

1,250

920~940

密度g1cm3

2.35

2.2~2.5

2.45

2.5~2.7 

資料來源:精密機械研究發展中心(PMC)

人造石花崗石精密鑄件之優劣勢

機械設備構件材質從傳統的鐵、鋼等金屬材料,逐步演進至使用天然花崗石與人造花崗石,雖然隨著科技技術的進步,使得構件材料的選擇增加,但在應用於機械設備的過程中,金屬與曠物間仍各有優劣勢,以致於此三種材料彼此間皆無法完全取代彼此,造就不同技術需求的工業市場,

三種材料之機械性質與優劣勢比較

標準

灰口鑄鐵

天然花崗石

人造花崗石

密度g/cm3

7.4

2.54

2.35

抗壓強度kg/mm2

141

9.8~21

14.0

聲曲強度kg/mm2

63.3

0.g

抗拉強度kg/mm2

40.8

0.7

1.62

彈性係數103kg/mm2

15.3

2

2.95

浦松比

0.33

0.2

0.25

熱傳導率W/mK

45

1.2

1.1

吸水率

△

〇

◎

加工性

◎

△

〇

抑振性

△

〇

◎  

資料來源:美國材料試驗協會(ASTM )

無論是天然礦物亦或是礦物鑄件,皆具備了優異的抑振性與幾何穩定性,故能滿足高精度製程要求之機械結構件,進而廣泛被應用,但卻受限於礦物本身的結構強度仍遠不及金屬材料, 以致於無法應用於重加工負載設備,使得礦物材料在機械設備應用上,僅適用在高精度低負載的加工設備與檢測設備,依舊無法取代金屬在重加工設備的材料地位。

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作者：陳富民 版權歸其所有  轉載請註明來源：石材研習社

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