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Les poutres en fibre de carbone, également appelées tubes rectangulaires en fibre de carbone multicellulaires, tubes creux en fibre de carbone multichambres ou tubes antitorsion non standard en fibre de carbone, constituent une avancée révolutionnaire dans la construction de machines-outils CNC, offrant des performances supérieures par rapport aux poutres traditionnelles en acier et en aluminium. Dans le monde de l'industrie moderne, les machines CNC sont indispensables, leur configuration de portique étant un élément structurel clé qui soutient la poutre, le composant mobile fondamental. L'efficacité, la précision et la stabilité de cette poutre sont primordiales, car elles affectent directement les capacités opérationnelles de la machine.
Si les poutres en acier sont réputées pour leur stabilité et leur précision, leur poids important peut constituer un handicap dans les applications nécessitant un fonctionnement à grande vitesse. Pour surmonter ce problème, les machines doivent être associées à des moteurs à forte puissance et à des capacités de couple élevées, ce qui peut être à la fois coûteux et atteindre un point de rendement décroissant. Les poutres en alliage d'aluminium, bien que plus légères, n'offrent toujours pas de performances optimales en termes de vitesse et d'accélération, et leur sensibilité à la déformation et aux variations de précision induites par la température nécessite un réétalonnage fréquent.
Les CFBs répondent à ces défis en combinant une rigidité élevée, une résistance et un poids remarquablement faible. Avec une densité de 1,6 et un module d'élasticité supérieur à 230 GPa, la fibre de carbone rivalise avec la résistance de l'acier tout en réduisant considérablement le poids. Cela fait des CFBs un matériau idéal pour les composants de machines-outils qui exigent rigidité et stabilité dimensionnelle sans les inconvénients des métaux traditionnels.
Performance et précision
Le faible poids des CFBs permet une accélération et une vitesse accrues, améliorant ainsi l'efficacité de l'usinage et la précision des opérations complexes sur les surfaces courbes. Contrairement aux alliages d'aluminium, les propriétés inhérentes à la fibre de carbone garantissent des performances constantes à différentes températures, éliminant ainsi le besoin de réétalonnage périodique.
Élasticité et durabilité
La fibre de carbone, composée principalement de carbone, est un matériau inorganique et cassant doté d'une certaine capacité de déformation élastique. Elle conserve son intégrité structurelle avec un faible allongement à la rupture d'environ 2 %, ce qui indique sa résilience et sa capacité à revenir à sa forme d'origine une fois la contrainte supprimée.
1. Amélioration des performances du produit à moindre coût : les CFBs permettent une accélération plus élevée des machines-outils (jusqu'à 6 G) par rapport aux poutres métalliques traditionnelles, sans nécessiter de mises à niveau coûteuses des autres composants. La nature légère des CFBs réduit les besoins en force sur les moteurs et autres pièces, ce qui permet d'utiliser des entraînements et des réducteurs moins puissants (et moins coûteux).
2. Prolongation de la durée de vie des machines-outils et réduction des coûts après-vente : le faible poids des CFBs entraîne une réduction de l'usure des rails de guidage et des crémaillères, prolongeant ainsi la durée de vie des composants critiques. La rigidité et l'absence de fluage des CFBs éliminent le besoin de réglages fréquents des poutres, réduisent les coûts de main-d'œuvre et de maintenance. Les propriétés de déformation élastique des CFBs contribuent à réduire le risque d'arrêts imprévus dus à des impacts externes ou à des défaillances du système de contrôle.
3. Économies d'énergie : les CFBs légers réduisent la consommation d'énergie des moteurs d'entraînement d'environ 20 %, diminuant ainsi le coût énergétique par unité de production.
| Modèle | Coupe transversale | Matériel | Épaisseur de la paroi | Longueur de la poutre | Poids | Charges | Quantité de déformation @ accélération | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Forme | Taille (mm) | ||||||||
| CFB-R17395 | Rectangle | 173X95 | T300 | 5 mm | 1200 mm | 9,62 kg | 20 kg | 0,0239 mm à 1 g | 0,0255 mm à 4 g |
| 0,0243 mm à 2 g | 0,0275 mm à 6 g | ||||||||
| Rectangle | 173X95 | T300 | 10 mm | 1200 mm | 13,78 kg | 20 kg | 0,0066 mm à 1 g | 0,0086 mm à 4 g | |
| 0,0070 mm à 2 g | 0,0109 mm à 6 g | ||||||||
| Rectangle | 173X95 | T300 | 15 mm | 1200 mm | 17,57 kg | 20 kg | 0,0043 mm à 1 g | 0,0063 mm à 4 g | |
| 0,0047 mm à 2 g | 0,0082 mm à 6 g | ||||||||
| Rectangle | 173X95 | T300 | 20 mm | 1200 mm | 20,97 kg | 20 kg | 0,0035 mm à 1 g | 0,0053 mm à 4 g | |
| 0,0040 mm à 2 g | 0,0068 mm à 6 g | ||||||||
| CFB-R200120 | Rectangle | 200X120 | T300 | 5 mm | 1800mm | 17,50 kg | 20 kg | 0,0347 mm à 1 g | 0,0380 mm à 4 g |
| 0,0354 mm à 2 g | 0,0420 mm à 6 g | ||||||||
| Rectangle | 200X120 | T300 | 10 mm | 1800mm | 25,24 kg | 20 kg | 0,0131 mm à 1 g | 0,0166 mm à 4 g | |
| 0,0139 mm à 2 g | 0,0204 mm à 6 g | ||||||||
| Rectangle | 200X120 | T300 | 15 mm | 1800mm | 32,40 kg | 20 kg | 0,0094 mm à 1 g | 0,0125 mm à 4 g | |
| 0,0100 mm à 2 g | 0,0157 mm à 6 g | ||||||||
| Rectangle | 200X120 | T300 | 20 mm | 1800mm | 38,99 kg | 20 kg | 0,0080 mm à 1 g | 0,0107 mm à 4 g | |
| 0,0087 mm à 2 g | 0,0132 mm à 6 g | ||||||||
| CFB-R241185 | Rectangle | 241,5X185 | T300 | 5 mm | 2800 mm | 26,66 kg | 50 kg | 0,0654 mm à 1 g | 0,1224 mm à 4 g |
| 0,0816 mm à 2 g | 0,1673 mm à 6 g | ||||||||
| Rectangle | 241,5X185 | T300 | 10 mm | 2800 mm | 52,30 kg | 50 kg | 0,0283 mm à 1 g | 0,0468 mm à 4 g | |
| 0,0332 mm à 2 g | 0,0629 mm à 6 g | ||||||||
| Rectangle | 241,5X185 | T300 | 15 mm | 2800 mm | 75,92 kg | 50 kg | 0,0208 mm à 1 g | 0,0321 mm à 4 g | |
| 0,0237 mm à 2 g | 0,0422 mm à 6 g | ||||||||
| Rectangle | 241,5X185 | T300 | 20 mm | 2800 mm | 97,52 kg | 50 kg | 0,0175 mm à 1 g | 0,0257 mm à 4 g | |
| 0,0195 mm à 2 g | 0,0333 mm à 6 g | ||||||||
| Les spécifications réelles peuvent varier en fonction de vos besoins spécifiques ! | |||||||||
1. Avec ses propres droits de propriété intellectuelle indépendants, la conception structurelle multi-chambres de la poutre porteuse est méticuleusement rectifiée pour obtenir une rectitude de 0,01 mm tous les 1 000 mm.
2. La capacité de charge et de déformation conçue peut répondre aux exigences de précision du mouvement des machines-outils, même dans des conditions d'accélération élevée.
3. Les dimensions de section transversale personnalisables et la conception structurelle garantissent la stabilité de l'ensemble de la structure sous charge. Et tout est moulé en une seule pièce, sans traitement secondaire.
4. La plus longue taille de poutre actuellement disponible est de 4,5 mètres, mais nous pouvons la développer davantage pour répondre aux besoins des clients, avec la capacité de s'étendre jusqu'à 7,5 mètres ou plus.
1. Machines-outils à commande numérique
2. Machines de découpe laser
3. Matériel d'impression 3D
4. Autres équipements de portique ou de structure aérienne
| Modèle | Taille de la section transversale (mm) | Matériel | Épaisseur de la paroi | Longueur (mm) | Poids | Charger | Planéité (μm/m) | Quantité de déformation @ accélération |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CFB-R17395-A | 173X95 | T300 | 9 mm | 1240 | 10 kg | 30 kg | 6 | 0,0159 mm à 6 g |
| CFB-R17395-B | 173X95 | T300 | 9 mm | 1240 | 15 kg | 30 kg | 6 | 0,0135 mm à 6 g |
| Modèle | Taille de la section transversale (mm) | Matériel | Épaisseur de la paroi | Longueur (mm) | Poids | Charger | Planéité (μm/m) | Quantité de déformation @ accélération |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CFB-R241185 | 241,5X185 | T300 | 11 mm | 3290 | 60 kg | 75 kg | 6 | 0,0422 mm à 2 g |
| Matériel | Densité (g/cm 3 ) | Résistance à la traction (MPa) | Force spécifique (Mpa.(g/ cm3 ) -1 ) | Module de traction (GPa) | Module spécifique (GPa.(g/ cm3 ) -1 ) |
|---|---|---|---|---|---|
| Acier au carbone (Q345) | 7.8 | 480 | 63 | 206 | 26 |
| Acier inoxydable (S301) | 7.9 | 820 | 105 | 195 | 25 |
| Alliage d'aluminium | 2.8 | 420 | 151 | 72 | 25,9 |
| Composites en fibre de carbone | 1.6 | 1760 | 1100 | 130 | 81 |
| Composites en fibre de verre | 2 | 1245 | 623 | 48 | 24.1 |
FEIYU :
Feiyue Laser Equipment Co. Ltd, un fabricant renommé de machines-outils de découpe de précision, a réalisé une percée remarquable grâce à l'adoption de poutres en fibre de carbone. Cette mise à niveau a directement augmenté l'accélération de la machine de 1 g à 2 g, tout en garantissant une précision d'usinage à long terme au niveau micro (μm). De plus, les performances des machines sont devenues plus stables. Cette innovation transformatrice garantit non seulement la précision et la fiabilité des machines-outils de découpe de Feiyue Laser, mais les distingue également de leurs concurrents. L'entreprise a noué avec succès des collaborations avec des entreprises militaro-industrielles, ce qui a entraîné des avantages économiques accrus.
LASER YUEMING :
YUEMING LASER GROUP, une entreprise pionnière, a réalisé une percée remarquable en remplaçant les poutres métalliques d'origine de ses machines-outils par des poutres en fibre de carbone. Ce simple remplacement a propulsé l'accélération des machines de 1 g à 6 g, le tout sans qu'il soit nécessaire de remplacer d'autres composants. De plus, les machines peuvent maintenir un fonctionnement stable à 4 g pendant des durées prolongées. Cette avancée technologique apporte une amélioration significative des performances et de la valeur ajoutée à leurs machines de découpe laser spécialisées pour la production d'airbags. Non seulement elle augmente la productivité, mais elle conduit également à des gains substantiels en termes de rentabilité des produits.
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