SaT3aUhlíkové kompozity mají v leteckém a automobilovém průmyslu poměrně dlouhou tradici. Ostatní obory za nimi zatím zaostávaly. Dnes se ale začínají úspěšně uplatňovat i v metrologii. Vysoká pevnost při malé hmotnosti (cca 5x lehčí než ocel), ale i malá délková teplotní roztažnost, malá tepelná vodivost a třeba i nízký koeficient tření, jsou nově důvodem k nasazování těchto materiálů i v měřicí technice.

 

SaT3b

Je přirozené, že tyto nové materiály se specifickými vlastnostmi vyžadují i netradiční přístup konstruktérů při navrhování uzlů měřicích zařízení a používají se i jiné výrobní technologie než u běžných kovových konstrukcí. Zatím se uhlíkové kompozity uplatňují zejména při koncipování zakázkové měřicí techniky, kde při větších rozměrech hraje hlavní roli hmotnost, a dále v některých speciálních případech.Perspektivní odbor strojírenské metrologie


Tento obor strojírenské metrologie se začíná teprve rozvíjet a ukázal to i poslední veletrh CONTROL ve Stuttgartu; specializovaných výrobců a dodavatelů této techniky je zatím i v Evropě jen několik. V České a Slovenské republice je to např. brněnská firma MESING. Některé příklady zakázkových měřidel firmy MESING jsou na dále uvedených fotografiích. Na obr. 1 je jednoduchý odpich pro kontrolu vnitřních i vnějších průměrů. Složitější verze ke kontrole velkorozměrových součástí (i přes 2 m) je na obr. 2. Připomínáme, že k nastavování se obvykle používají jednoosé měřicí stroje, přičemž některé z těchto novějších strojů zahraničních výrobců mají lože rovněž na bázi uhlíkových kompozitů. Na obrázku 3 je speciální zakázkové měřidlo symetrie drážek k plášti s lichým počtem žeber; existuje i verze pro sudé počty žeber a přirozeně i pro hladký povrch. Měřidla dodává MESING i ve speciálních dřevěných kazetách. Malá hmotnost těchto kompozitů se úspěšně využívá také u měřicích doteků a extrémně vyložených ramen stojánků.

SaT3cMateriál pro ložiska

K unikátním prvkům pro strojírenskou metrologii patří i porézní – „houbová“ vzduchová ložiska (obr.4), která vykazují lepší mechanické i přesnostní vlastnosti než klasická vzduchová ložiska a mají navíc i menší spotřebu tlakového vzduchu. Existují ve tvaru pouzder (pro rotaci i osový pohyb na čepech nebo přesných tyčích), ale jsou i plochá – čtvercová, obdélníková či kruhová – pro použití zejména na granitových deskách. Některé verze plochých kompozitních ložisek mají funkční plochu rozdělenu na dvě části, a to na hlavní, kde se vytváří klasický vzduchový polštář, a pak vedlejší (odlehčenou), do které se přivádí podtlak k optimalizaci tloušťky vzduchového polštáře, k zabránění odtržení ložiska od granitové desky, nebo i upnutí ložiska při přerušení přívodu tlakového vzduchu.

Uhlíkové kompozity mají všeobecně velmi nízký koeficient tření a jsou proto vhodným materiálem i na kluzná ložiska pro speciální použití. Tyto vlastnosti lze ještě vylepšit použitím např. speciálních suchých nano- i mikromaziv. Nízký koeficient tření se s výhodou používá i pro snadné nastavování výztužných, polohovacích, upínacích i opěrných prvků zakázkových měřidel, viz např. obr. 1 – 3.

SaT3dŠiroké využití uhlíkových kompozitů

Výše uvedené informace ukazují možnost širokého použití uhlíkových kompozitních materiálů ve strojírenské metrologii. Nicméně hlavní uplatnění očekáváme v budoucnu zejména v zakázkové měřicí technice pro kontrolu velkých a velkorozměrových součástek. Právě zde se díky uhlíkovým kompozitním materiálům (hlavně na bázi pultruzních technologií) otevírají dosud nevídané možnosti. Díky malé hmotnosti zvládne proměření i velkorozměrových součástí jeden kontrolor.

Vývoj prvků a zařízení na bázi uhlíkových kompozitů probíhá v MESING, m.j. za účinné grantové podpory MPO –projekty FR-TI1/241 a FR-TI2/705.

TEXT: Ing. Jan Kůr, Ing. Daniel Smutný, PhD. FOTO: Mesing

www.mesing.cz