Revoluční – Polymer Beton – Materiál tlumící vibrace pro rámy strojů

Polymerbeton dostupný také jako hotový produkt, jako je UHPC – ultra vysokovýkonný beton má zajímavé vlastnosti, které jsou výhodné pro tlumení vibrací v rámech strojů, jako je například CNC stroj pro kutily. Používání polymerbetonu má však určité nevýhody, o kterých byste si měli být vědomi, než se rozhodnete jej implementovat ve svém dalším projektu.

Co je polymerbeton?

Polymerbeton je kompozitní materiál vyrobený úplným nahrazením cementových pojiv konvenčního cementového betonu polymerními pojivy nebo kapalnými pryskyřicemi a jedná se o druh kompozitu beton-polymer. Nahrazení těchto pojiv umožňuje nové a zajímavé vlastnosti, které vynikají nad běžným betonem na bázi cementu.

Jak se vyrábí?

Polymerbeton (PC) se skládá z kameniva smíchaného s monomerem nebo pryskyřicí, která se následně polymeruje na místě. Techniky používané pro míchání a ukládání jsou podobné těm, které se používají pro beton z portlandského cementu. Po vytvrzení je vyroben vysoce pevný (vyšší než 10 000 psi), odolný materiál.

Existují různé komerční produkty dostupné v předem namíchané formě. Každý z nich má svou vlastní specialitu, jako je dobrý základ pro součásti lisovacích strojů – Nanodur nebo pro vyplnění dutých oblastí v loži strojů pro zajištění lepších vlastností tlumení vibrací – Durfill .

Zvýšení vlastností rámu strojů tlumení vibrací

Polymerbetony – zejména UHPC směsi jsou stále oblíbenějším materiálem pro kutily i profesionální CNC stroje. Umožňuje vám vylepšit rám stroje na bázi ocelových nebo hliníkových trubek a přidat k němu příznivé tlumicí vlastnosti.

Jak velké zlepšení můžete očekávat?

Níže je ilustrace ukazující ztrátový koeficient materiálů (účinnost tlumení) vs Youngův modul (tuhost).

Například epoxidová žula je přibližně 3-5krát lepší ve vlhčení než prázdná ocelová trubka. Existují však další polymerbetony, které překračují zlepšení 50krát. zdroj: Durfill – Fraunhofer –IWU .

Materiál	Tlumení[%]
Ocelová trubka	0,070
Ocelová trubka vyplněná lehkým betonem	0,220
Ocelová trubka vyplněná jemným betonem	0,180
Ocelová trubka plněná Durfillem	0,380
Ocelová trubka vyplněná polymerbetonem UHPC	0,130
Ocelová trubka vyplněná epoxidovou žulou	0,050

Jak je vidět z tabulky a obrázku výše, existuje velký rozsah výkonu v závislosti na tom, jaká náplň je použita v konstrukci rámu stroje.

Moje osobní experimenty

Chtěl jsem co nejlepší výkon pro svou vznikající CNC konstrukci, a tak jsem se rozhodl vyplnit svůj hliníkový výlisek Durfillem.

Coming … Profesionální DIY CNC stroj

Obsahující beton

Naplnil jsem dno svého hliníkového výlisku zahradním pískem. S mírným stlačením vytvořil dobrou a snadno vyjímatelnou rozpěrku. Který pak mohl být odstraněn pouze postříkáním vodou.

Plnění hliníkového výlisku

Durfill se snadno mísí. Stačí přidat 2,3 litru vody do 25 kg předem namíchaného UHPC – promíchat a nalít do hliníkového výlisku. Je samostlačovací, sám odstraňuje bublinky. Proto se velmi snadno používá.

Dokončený produkt

Závěr

Polymerbeton je úžasný materiál a výplň pro kutily a profesionální CNC stroje. I když je trochu drahý, snadno se používá a má velmi výhodné vlastnosti pro rámy strojů a další aplikace.

Jeho praktické využití je okamžitě patrné při klepání na prázdný hliníkový výlisek a ten, který byl naplněn uhpc produktem, jako je durfill. Nezvoní, což by udělal prázdný výlisek nebo trubka. Když na něj zaklepete, zní to jako mrtvé zaklepání na velký kus žuly nebo betonové zdi.

Často kladené otázky – FAQ

Dělá výplň vytlačovaného hliníku UHPC / Durfill tužší?

Ano, vyplnění hliníkového vytlačovaného profilu UHPC – Durfill nebo jiným polymerbetonem jej zpevní. Pro výpočet kolik vidět Durfill Datasheet pro příklad.

Jaký je rozdíl mezi durfillem a odlitky vyrobenými z minerálního litého nebo polymerbetonu pojeného reakční pryskyřicí?

U obou materiálů je hrubé kamenivo a jemný písek spojeny pojivem. 
V případě polymerbetonu nebo minerálního odlitku se k tomu obvykle používá epoxidová pryskyřice. 
Je to vynikající lepidlo, ale není snadné ho zpracovat a vyčistit. 
U durfillu je pojivem cementová pasta. 
Cementem pojený minerální odlitek má díky dalšímu vývoji technologie betonu dostatečnou pevnost a tuhost pro aplikace ve strojírenství.

Potřebujete nutně kompozitní kotvy?

Pokud chcete, aby ocel a spárovací hmota spolupracovaly, potřebujete bobtnadlo pro všechny cementové spáry kvůli smršťování, ke kterému dochází technologicky. 
Kromě toho jsou složené kotvy nebo smykové vačky nezbytné pro absorbování smykových sil a pro zabránění klouzání licí směsi směrem k povrchu oceli. 
Ocelový povrch může být v době zásypu zrezivělý a mokrý. 
V případě minerálního lití s epoxidovou pryskyřicí se spoléhá na adhezní účinek polymeru na ocel. 
To však platí pouze v případě, že byl ocelový povrch předem otryskán, odmaštěn a vysušen. U mých hliníkových profilů jsem nepoužil žádné kotvy.

Jakou teplotu zpracování potřebujete?

Čím je např. v létě tepleji, tím kratší je doba zpracování a tím rychlejší tvrdnutí cementem vázaného minerálního odlitku. 
Při teplotách nižších než 5 °C je vytvrzování tak pomalé, že může trvat několik dní, než bude možné součást transportovat. 
V případě mrazu ještě nevytvrzený UHPC zamrzne a struktura se zničí. 
Při nízkých a velmi vysokých teplotách je vhodné provést zásyp v hale.

Jaké je tajemství durfillu?

Díky vhodným opatřením technologie betonu je durfill výrazně pevnější a tekutější než standardní beton ze železářství. 
Toho je dosaženo snížením hodnoty w/c pomocí práškových superplastifikátorů a zmenšením velikosti zrna pojiva až do rozsahu mikrometrů. 
Složky jsou identické s komerčním betonem a durfill lze proto takto zlikvidovat. 
Číslo odpadového klíče Vám rádi sdělíme.

Mohu materiál zpracovat sám?

Ano, suchá směs durfill připravená k použití byla vyvinuta s cílem, aby byla snadno použitelná pro každého.

Jaký je rozdíl od betonu Nanodur?

Jako suchý beton připravený k použití musí být veškeré kamenivo před smícháním vysušeno v peci s durfillem. 
Bobtnadlo a práškový superplastifikátor také prodražují výrobek a snižují jeho výkonnost. 
Stručně řečeno: durfill je dvakrát dražší a má výrazně nižší výkon ve srovnání s betonem Nanodur. 
K tomu nejsou potřeba žádné počáteční investice do míchačky.

Kde si můžete koupit Durfill nebo Nanodur v malých množstvích?

Moertelshop v Německu jej prodává v malých množstvích (pod jednu tunu) v 25kg pytlích.