近年、メイカーズムーブメントは産業界の野心と衝突しています。趣味の愛好家たちはもはや3Dプリンターの小物に満足せず、アルミニウム、真鍮、さらには硬化鋼を加工できるデスクトップCNCフライス盤を製作しています。しかし、切削力が増大し、精度への要求が高まるにつれて、フォーラム、ワークショップ、YouTubeのコメント欄で、ある疑問が繰り返し浮上します。それは、「予算を圧迫することなく、剛性が高く振動を吸収するマシンベースに最適な素材は何か？」というものです。
エポキシグラナイトの登場です。かつては工場の床や計測実験室でしか使われていなかった複合材料ですが、今では「DIYエポキシグラナイトCNC」というタグのプロジェクトを通して、ガレージで自作したマシンに使われるようになっています。一見すると、信じられないほど素晴らしいように思えます。砕石と樹脂を混ぜて型に流し込むだけで、鋳鉄の10倍の減衰性能とほぼゼロの温度ドリフトを備えたベースが完成します。しかし、本当にそんなに簡単なのでしょうか？そして、自作のエポキシグラナイトCNCルーターは、本当に市販のマシンに匹敵するのでしょうか？
ZHHIMGでは、10年以上にわたり、機械用人工花崗岩に取り組んできました。製造者としてだけでなく、教育者、協力者、そして時には懐疑的な立場としても活動してきました。DIYエポキシ花崗岩CNCコミュニティの創意工夫には感銘を受けています。しかし同時に、成功は、ほとんどのチュートリアルで見落とされがちな細部、つまり骨材の粒度、樹脂の化学組成、硬化プロトコル、そして硬化後の加工戦略にかかっていることも認識しています。だからこそ、趣味の情熱と産業グレードの性能のギャップを埋めることを使命としています。
まず、用語の意味を明確にしておきましょう。多くの人が「グラナイトエポキシCNC」または「エポキシグラナイトCNCルーター」と呼ぶものは、技術的にはポリマー結合鉱物鋳造です。これは、高強度エポキシマトリックスに90～95%の微細鉱物骨材（多くの場合、リサイクルされた花崗岩、玄武岩、または石英）を分散させた機械加工用の人工花崗岩です。定盤に使用される天然花崗岩の板とは異なり、この材料は構造的完全性、内部減衰、そして設計の柔軟性を考慮して、ゼロから設計されています。
DIY愛好家にとっての魅力は明らかです。鋳鉄は鋳造所へのアクセス、重機による機械加工、そして防錆対策が必要です。鉄骨は荷重がかかるとたわみます。木材は湿気を吸収し、ドラムのように振動します。しかし、よく配合されたエポキシ花崗岩ベース室温で硬化し、鉄よりも軽く、冷却剤による腐食に耐え、適切に処理すれば、スピンドル マウント、リニア レール、リード スクリュー サポートに優れた安定性をもたらします。
しかし、「正しく行えば」という言葉が肝心です。私たちは、DIYエポキシグラナイトCNC工作がコンセプトに欠陥があるのではなく、重要な手順を省略したために失敗する例を数え切れないほど見てきました。粒度の高い細粒ではなく粗い砂利を使用すると、空洞が生じます。真空脱ガスを省略すると気泡が閉じ込められ、構造が弱くなります。湿気の多いガレージで流し込むと、表面にアミンブラッシュが発生し、ねじ込みインサートの適切な接着が妨げられます。そしておそらく最も重要なのは、硬化したエポキシグラナイトに適切な工具を使わずに穴あけやタップ立てをしようとすると、欠け、層間剥離、あるいは位置ずれが生じることです。
ここで、エポキシ花崗岩の加工が独自の分野になります。
金属とは異なり、エポキシグラナイトは研磨性があります。標準的なHSSドリルは数秒で鈍くなります。超硬ビットであっても、送り速度とクーラントが最適化されていないと急速に摩耗します。ZHHIMGでは、精密基準面やレール取り付け面のエポキシグラナイト加工に、ダイヤモンドコーティングエンドミルと低回転・高トルクスピンドルを使用しています。DIYでご使用の場合は、すくい角を小さくし、十分な潤滑剤（金属を乾式切削する場合でも）を使用し、切りくずを排出するためにペックドリルを使用することをお勧めします。
しかし、もっと良いアイデアがあります。重要な形状が所定の位置に鋳込まれるように金型を設計することです。鋳込み時に、ステンレス鋼製のねじ込みインサート、リニアレールブロック、ケーブルグランドなどを埋め込みます。3Dプリントされた犠牲コアを用いて、内部の冷却チャネルや配線トンネルを形成します。これにより、硬化後の加工を最小限に抑え、長期的なアライメントを最大限に高めることができます。
私たちは、このアプローチを採用した先進的なメーカー数社と協業してきました。あるドイツ人エンジニアは、THKレールマウントとブラシレススピンドル用の中央キャビティを内蔵した花崗岩エポキシ樹脂製のCNCフライス盤を一回の鋳造で製作しました。友人のBridgeportで軽く表面を削った後、彼の機械はアルミ部品で±0.01mmの繰り返し精度を達成しました。「以前使っていたスチールフレームよりも静かです」と彼は言います。「それに、フルデプスの溝を切削しても『鳴き』ません」
ZHHIMGは、DIYおよび小規模工房コミュニティ向けに、2つのリソースを提供しています。まず、エポキシグラナイトスターターキットには、ふるい分け済みのミネラルブレンド、校正済みエポキシ樹脂、混合手順、そして金型設計ガイドが含まれており、常温硬化と容易な加工を実現するように設計されています。次に、当社の技術チームが、エポキシグラナイトCNCルーターの製作を計画している方向けに、形状、補強、インサートの配置に関する無料相談を提供しています。
私たちは完成品の機械を販売していません。しかし、工業用グレードの材料へのアクセスは、6桁の予算を持つ企業に限定されるべきではないと考えています。実際、機械用人工花崗岩の最も革新的な応用例のいくつかは、自宅の工房で限界に挑戦する情熱的な人々から生まれました。
もちろん限界はあります。DIYエポキシ花崗岩ベースレーザートラッカーで検証された、専門的に加工されたエポキシ樹脂製花崗岩プラットフォームの寸法精度には及びません。熱安定性は樹脂の選択に大きく依存します。ホームセンターで売られている安価なエポキシは、温度によって大きく膨張する可能性があります。また、大量の注入を行う際には、発熱によるひび割れを防ぐため、慎重な熱管理が必要です。
しかし、2,000ドル未満のCNCルーターでプロ並みの仕上がりを目指す場合、エポキシグラナイトは依然として最も賢明な選択肢の一つです。TormachやHaasといった企業が、エントリーレベルのモデルにミネラルキャスティングを静かに検討してきたのも、このためです。そして、DIYエポキシグラナイトCNCムーブメントが成長を続けているのも、このためです。
したがって、次の機械の設計図を描くときには、自分自身に問いかけてください。フレームを構築しているのか、それとも基礎を構築しているのか?
スピンドルの精度を保ち、切削面をクリーンに保ち、機械を長年静かに稼働させたいなら、答えは金属の使用量を増やすことではなく、よりスマートな複合材にあるかもしれません。ZHHIMGは、産業分野のお客様と独立系メーカーの両方をサポートし、グラナイトエポキシCNC技術の可能性をさらに広げることを誇りに思っています。
投稿日時: 2025年12月31日