エポキシ花崗岩

エポキシ花崗岩は合成花崗岩とも呼ばれ、^[1]はポリマーマトリックス複合材で、エポキシと花崗岩の混合物で、工作機械のベースの代替材料として一般的に使用されています。エポキシ花崗岩は、振動減衰の改善、工具寿命の延長、組み立てコストの削減のために鋳鉄や鋼の代わりに使用され、機械の安定化とハウジングの特性が向上します。^{[2] [3]}

工作機械やその他の高精度機械は、静的および動的性能のために、ベース材料の高剛性、長期安定性、および優れた減衰特性に依存しています。これらの構造に最も広く使用されている材料は、鋳鉄、溶接鋼構造物、および天然花崗岩です。長期安定性が欠如し、減衰特性が非常に低いため、鋼構造物は高精度が要求される場合にはほとんど使用されません。応力除去および焼きなましされた高品質の鋳鉄は、構造に寸法安定性を与え、複雑な形状に鋳造できますが、鋳造後に精密な表面を形成するために高価な機械加工プロセスが必要です。天然花崗岩は鋳鉄よりも高い減衰能力を備えていますが、鋳鉄と同様に、機械加工と仕上げに労働集約的で高価になる可能性があります。エポキシ花崗岩の従来の市場は、これらの用途で鉄と鋼を置き換えることです。^[4]

精密な花崗岩鋳物は、花崗岩の骨材（粉砕、洗浄、乾燥）をエポキシ樹脂系と室温で混合することによって製造されます（冷間硬化プロセス）。石英骨材フィラーも組成物に使用できます。成形プロセス中の振動圧縮により、骨材がしっかりと詰められます。花崗岩だけでなく繊維を使用すると、機械的特性と熱機械的特性をさらに向上させることができます。^{[5] [6]}エポキシに加えて、繊維の代わりに他の樹脂を使用して、吸水性などの特性を改善することもできます。^[7]多孔性を制御すれば、減衰効果をさらに向上させることができます。^[8]鋳造プロセス中に、ねじ付きインサート、鋼板、および冷却パイプを鋳込むことができます。さらに高い汎用性を実現するために、リニアレール、グラウンドスライドウェイ、モーターマウントを複製またはグラウトで埋め込むことができるため、鋳造後の機械加工が不要になります。

エポキシ樹脂と花崗岩、特に廃花崗岩の粉塵は、床コーティングなどの他の用途にも使用できます。廃花崗岩の粉塵は鉱業で生産され、密度が低いため風によって簡単に拡散し、環境に拡散します。廃花崗岩の粉塵をエポキシ樹脂に使用したり、これを基にコーティング用のバインダーを設計したりするなど、革新的な解決策の研究が行われています。^[9]

エポキシ花崗岩の振動減衰は、鋼鉄や鋳鉄よりも優れているとよく言われます。^[10]また、鉄や鋼、合金は腐食したり錆びたりしますが、エポキシは腐食を防ぐためによく使用されます。そのため、エポキシ花崗岩の一般的な溶剤、酸、アルカリ、切削液に対する耐腐食性と一般的な耐薬品性は、鋼鉄や合金よりも優れており、常に塗装する必要はありません。^[11]エポキシ花崗岩材料の内部減衰係数は、鋳鉄よりも最大10倍、天然花崗岩よりも最大3倍、鋼製構造よりも最大30倍優れています。^[12]鋳造方法は、鋼鉄と比較してインサートなどを簡単に組み込むことができるため、完成した鋳造品の機械加工が減り、複数のコンポーネントを1つの鋳造品に組み込むことで組み立て時間が短縮されます。^[13]ポリマー鋳造樹脂は、製造にほとんどエネルギーを消費せず、鋳造プロセスは室温で行われます。^[14]

• テリー・カプアーノ「ポリマー鋳造が金属に取って代わる」マシンデザイン 2006.[1]
• 複合材料:工学と科学Mathews, F. L; Rawlings, Reese.複合材料:工学と科学(第 1 版)。CHAPMAN & HALL。ISBN 9780412559709。