在先进制造领域,“微米”是常用单位,“纳米”则是新的前沿,测量和运动系统的结构完整性不容妥协。无论是什么坐标测量机(CMM)无论是检查航空航天涡轮叶片,还是在半导体制造厂中定位晶圆的精密运动平台,系统的性能从根本上都受到其基础材料的限制。
在中兴机械工业株式会社(ZHHIMG),我们数十年来致力于精进工业花岗岩的工艺与技术。如今,随着全球各行各业在不牺牲精度的前提下追求更高产量,花岗岩气浮轴承与高稳定性底座的集成已成为世界一流工程技术的关键要素。
计量学的基石:CMM花岗岩底座
A 坐标测量机(CMM)它旨在以极高的精度捕捉物体的物理几何形状。然而,机器传感器的精度仅取决于其所安装的框架的精度。
历史上,铸铁是首选材料。然而,随着计量技术从专业实验室走向生产车间,金属的局限性逐渐显现。花岗岩因以下几个关键原因而成为更优的替代品:
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热惯性:花岗岩的热膨胀系数极低。与铝或钢等材料不同,后者在温度发生微小变化时就会显著膨胀和收缩,而花岗岩则能保持尺寸稳定性。这对于需要在长时间生产过程中保持校准的三坐标测量机(CMM)至关重要。
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振动阻尼:花岗岩的天然矿物结构具有极佳的高频振动吸收能力。在工厂环境中,重型机械会不断产生地面震动,花岗岩底座可起到天然过滤器的作用,确保探头保持稳定。
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耐腐蚀性:与金属部件不同,花岗岩不会生锈或氧化。它无需任何化学涂层,否则这些涂层可能会随着时间的推移而劣化并影响参考表面的平整度。
运动领域的革命性变革:花岗岩气浮轴承和运动平台
静态底座虽然能提供稳定性,但精密运动平台的运动部件则需要不同的特性:低摩擦、高重复性和平稳性。这正是……花岗岩气浮(也称为气浮轴承)表现出色。
传统机械轴承依靠滚动体(滚珠或滚柱)运动,这必然会在运动过程中产生摩擦、热量和“噪音”。相比之下,花岗岩气浮轴承利用一层薄薄的压缩空气膜(通常只有 5 到 10 微米厚)来支撑运动滑块。
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零磨损:由于载物台与花岗岩导轨之间没有物理接触,因此不存在磨损。维护得当的载物台,即使使用十年后,仍能保持与全新时相同的纳米级精度。
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自清洁效果:轴承不断排出的空气可防止灰尘和污染物沉积在精密研磨的花岗岩表面上,这在洁净室环境中至关重要。
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无与伦比的直线度:采用精密研磨的花岗岩梁作为导轨,气浮轴承能够实现机械导轨无法企及的直线运动精度。气膜能够“平均化”任何微小的表面缺陷,从而带来极其流畅的运动轨迹。
系统集成:ZHHIMG 方法
在中兴电子工业株式会社,我们不仅供应原材料,还为全球要求最苛刻的原始设备制造商 (OEM) 提供集成解决方案。精密运动平台建立在我们坚实的基础之上,是协同作用的杰作。
我们采用以高石英含量和高密度著称的特定“黑色花岗岩”品种。我们的制造工艺采用专有的研磨技术,可达到超越 DIN 876 000 级标准的平整度。当这种表面光洁度与花岗岩气浮轴承相结合时,便可打造出能够实现亚微米级定位且几乎没有速度波动的运动系统。
超越测量:多元化的行业应用
在各个高科技领域,向花岗岩基系统的转变趋势显而易见:
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半导体光刻:随着芯片尺寸的缩小,晶圆移动平台必须绝对平整且具有热惰性。花岗岩是唯一一种既满足这些严格标准又保持非磁性的材料。
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激光微加工:高功率激光器需要绝对的聚焦稳定性。花岗岩框架的阻尼特性确保激光头在高速方向改变过程中不会发生振荡。
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医学成像:大型扫描设备采用花岗岩部件,以确保沉重的旋转机架保持在微米级的对准精度,从而保证所得诊断图像的清晰度。
结论:精准制造中的无声伙伴
在现代制造业高速运转的世界中,花岗岩是默默无闻的伙伴,它使精度成为可能。从桥式坐标测量机 (CMM) 的庞大工作台到闪电般快速的移动……花岗岩气浮目前来看,这种天然材料仍然是不可替代的。
ZHHIMG 始终秉承传统工艺与现代计量技术相结合的理念,引领行业发展。展望“工业4.0”的未来,花岗岩作为精密制造基石的地位比以往任何时候都更加稳固。
发布时间:2026年1月20日
