Revolutionair – Polymeerbeton – Trillingsdempend materiaal voor machineframes

Polymeerbeton is ook beschikbaar als een voltooid product zoals UHPC - ultrahoogwaardig beton heeft interessante eigenschappen die gunstig zijn voor trillingsdemping in machineframes zoals voor een doe-het-zelf-cnc-machine. Er zijn echter enkele nadelen aan het gebruik van polymeerbeton waarvan u zich bewust moet zijn voordat u besluit het in uw volgende project te implementeren.

Wat is polymeerbeton?

Polymeerbeton is het composietmateriaal dat wordt gemaakt door de cementbindmiddelen van conventioneel cementbeton volledig te vervangen door polymeerbindmiddelen of vloeibare harsen, en is een soort beton-polymeercomposiet. Het vervangen van deze bindmiddelen zorgt voor nieuwe en interessante eigenschappen die uitblinken boven regulier beton op cementbasis.

Hoe wordt het gemaakt?

Polymeerbeton (PC) bestaat uit een aggregaat gemengd met een monomeer of hars dat vervolgens ter plaatse wordt gepolymeriseerd. De technieken die worden gebruikt voor het mengen en plaatsen zijn vergelijkbaar met die voor portlandcementbeton. Na uitharding wordt een duurzaam materiaal met een hoge sterkte (meer dan 10.000 psi) geproduceerd.

Er zijn verschillende commerciële producten beschikbaar in voorgemengde vorm. Elk met hun eigen specialiteit zoals een goede basis voor het vormen van machineonderdelen – Nanodur of voor het vullen van holle ruimtes in machinebedden voor betere trillingsdempende eigenschappen – Durfill .

Toenemende trillingsdempende eigenschappen van machineframes

Polymeerbeton - vooral UHPC-mengsels zijn een steeds populairder materiaal voor doe-het-zelf- en professionele CNC-machines. Hiermee kunt u een op stalen buis of aluminium buis gebaseerd machineframe upgraden en er gunstige dempende eigenschappen aan toevoegen.

Hoeveel verbetering kun je verwachten?

Hieronder ziet u een illustratie die de verliescoëfficiënt van materialen (dempingsprestaties) versus de modulus van jongeren (stijfheid) laat zien.

Epoxygraniet is bijvoorbeeld ongeveer 3-5 keer beter in demping dan een lege stalen buis. Maar er zijn andere polymeerbetonsoorten die de verbetering 50 keer overtreffen. bron: Durfill – Fraunhofer -IWU .

Materiaal	Demping[%]
Stalen buis	0,070
Stalen buis gevuld met licht beton	0,220
Stalen buis gevuld met fijn beton	0,180
Stalen buis gevuld met Durfill	0,380
Stalen buis gevuld met polymeerbeton UHPC	0,130
Stalen buis gevuld met epoxy graniet	0,050

Zoals te zien is in de tabel en afbeelding hierboven, is er een groot prestatiebereik, afhankelijk van de vulling die wordt gebruikt in de constructie van het machineframe.

Mijn persoonlijke experimenten

Ik wilde de beste prestaties voor mijn opkomende cnc-build, dus besloot ik mijn aluminium extrusie te vullen met Durfill.

Komt ... Professionele DIY CNC-machine

Met het beton

Ik heb de onderkant van mijn aluminium extrusie gevuld met tuinzand. Met wat lichte compressie was het een goede en gemakkelijk verwijderbare spacer. Die daarna gewoon verwijderd kon worden door het met water te besproeien.

De aluminium extrusie vullen

Durfill is gemakkelijk te mengen. Voeg gewoon 2,3 liter water toe aan 25 kg voorgemengde UHPC - meng het en giet het in de aluminium extrusie. Het is zelfverdichtend, verwijdert de luchtbellen vanzelf. Daarom is het erg makkelijk in gebruik.

Afgewerkt product

Conclusie

Polymeerbeton is een geweldig materiaal en vulmiddel voor doe-het-zelf en professionele CNC-machines. Hoewel het een beetje duur is, is het gemakkelijk te gebruiken en heeft het zeer gunstige eigenschappen voor machineframes en andere toepassingen.

Het praktische gebruik ervan is meteen merkbaar als je klopt op een lege aluminium extrusie en een die is gevuld met een uhpc-product zoals durfill. Het rinkelt niet wat een lege extrusie of buis zou doen. Als je erop klopt, klinkt het als een dode klop zoals op een groot stuk graniet of betonnen muur.

Veelgestelde vragen – Veelgestelde vragen

Maakt het vullen van aluminium extrusie met UHPC / Durfill het stijver?

Ja, het vullen van aluminium extrusie met UHPC - Durfill of een ander polymeerbeton maakt het stijver. Om te berekenen hoeveel zie Durfill Gegevensblad voor een voorbeeld.

Wat is het verschil tussen durfill en gietstukken gemaakt van reactieharsgebonden mineraalgiet- of polymeerbeton?

Bij beide materialen wordt het grove aggregaat en het fijne zand met een bindmiddel gebonden. 
In het geval van polymeerbeton of mineraalgietwerk wordt hiervoor meestal epoxyhars gebruikt. 
Het is een uitstekende lijm, maar het is niet gemakkelijk te verwerken en schoon te maken. 
Bij durfill is het bindmiddel cementpasta. 
Door de verdere ontwikkeling van de betontechnologie heeft het cementgebonden mineraalgietsel voldoende sterkte en stijfheid voor toepassingen in de machinebouw.

Heeft u absoluut composiet ankers nodig?

Als u staal en voegmiddel wilt laten samenwerken, heeft u voor alle cementgebonden voegen een zwelmiddel nodig vanwege de krimp die technologisch optreedt. 
Verder zijn samengestelde ankers of afschuifnokken essentieel om de afschuifkrachten op te vangen en te voorkomen dat de gietmassa naar het staaloppervlak glijdt. 
Het stalen oppervlak kan geroest en nat zijn op het moment van opvullen. 
Bij mineraalgieten met epoxyhars vertrouwt men op de hechtende werking van het polymeer op het staal. 
Dit geldt echter alleen als het stalen oppervlak vooraf is gestraald, ontvet en gedroogd. Bij mijn aluminium profielen heb ik geen ankers gebruikt.

Welke verwerkingstemperatuur heb je nodig?

Hoe warmer het bijvoorbeeld in de zomer is, hoe korter de verwerkingstijd en hoe sneller de uitharding van het cementgebonden mineraalgietwerk. 
Bij temperaturen onder de 5°C gaat de uitharding zo langzaam dat het enkele dagen kan duren voordat het onderdeel vervoerd kan worden. 
Bij vorst bevriest het nog niet uitgeharde UHPC en wordt de constructie vernietigd. 
Bij koude en zeer hoge temperaturen is het raadzaam om de opvulling in een hal uit te voeren.

Wat is het geheim achter durfill?

Door geschikte betontechnologische maatregelen is durfill aanzienlijk sterker en vloeibaarder dan het standaardbeton uit de bouwmarkt. 
Dit wordt bereikt door de w/c-waarde te verlagen met poedervormige superplastificeerders en de korrelgrootte van het bindmiddel tot op micrometers te verkleinen. 
De ingrediënten zijn identiek aan commercieel beton en daarom kan durfill op deze manier worden weggegooid. 
We vertellen u graag het afvalsleutelnummer.

Kan ik het materiaal zelf verwerken?

Ja, de kant-en-klare droge mix durfill is ontwikkeld met het doel om voor iedereen gemakkelijk te gebruiken te zijn.

Wat is het verschil met Nanodur beton?

Als gebruiksklaar droog beton moeten alle toeslagstoffen voor het mengen in de oven worden gedroogd met durfill. 
Het zwelmiddel en de poedervormige superplastificeerder maken het product ook duurder en verminderen de prestaties. 
Kortom: durfill is twee keer zo duur en presteert beduidend lager dan Nanodur beton. 
Hiervoor is geen initiële investering in een menginstallatie nodig.

Waar kun je Durfill of Nanodur in kleine hoeveelheden kopen?

Moertelwinkel in duitsland verkoopt het in kleine hoeveelheden (minder dan een ton) in zakken van 25 kg.