鋳鉄は数十年にわたり、工作機械のベース、計測フレーム、精密ワークステーションの基盤として重要な役割を果たしてきました。その質量は振動を抑制し、剛性はたわみに強く、機械加工性に優れているため複雑な形状にも対応できます。しかし、産業界がスピンドル回転数の高速化、公差の厳格化、そしてよりクリーンな生産環境の実現を目指すにつれ、金属の限界、すなわち熱膨張、腐食への感受性、長いリードタイム、そして鋳造における高いエネルギーコストといった問題が無視できなくなってきています。
より静かでスマートな代替手段、エポキシグラナイトアセンブリ（ポリマー複合材、ミネラルキャスティングとも呼ばれます）の登場です。ZHHIMGでは、過去12年間、この技術の改良に取り組んできました。金属の代替品としてだけでなく、次世代の精密システムのための優れたプラットフォームとして、この技術を進化させてきました。カスタムミネラルキャスティングサービスでは、従来の鋳造工場では決して実現できない、減衰特性、熱安定性、そして組み込み機能を兼ね備えた、完全に統合された構造を設計・製造しています。
ではエポキシグラナイトとは一体何でしょうか？名前にもかかわらず、天然成分は一切含まれていません。花崗岩の板その代わりに、90%以上の微細鉱物骨材（通常は石英、玄武岩、またはリサイクルされた花崗岩の粉末）を高性能エポキシ樹脂系で結合させた精密鋳造材料です。その結果、鋳鉄の最大10倍の内部減衰、適切な配合による熱膨張率のほぼゼロ、そして錆、冷却剤、そしてほとんどの工業用化学物質に対する完全な耐性など、優れた特性を持つ複合材が誕生しました。
しかし、真のメリットは設計の自由度にあります。抜き勾配、均一な肉厚、そして取り付けのための後加工が必要となる金属鋳造とは異なり、ポリマー鋳造では、リニアレール、冷却水路、ケーブルコンジット、モーターマウント、さらにはセンサーポケットまで、鋳込み工程中に構造体に直接埋め込むことができます。これにより、組み立て工程が不要になり、部品点数が削減され、長期的なアライメント安定性が飛躍的に向上します。
ヨーロッパのある光学式座標測定機メーカーは、ベースフレームをZHHIMGエポキシグラナイトアセンブリに切り替えたところ、振動による測定ノイズが73%減少しました。「鋳鉄の微小共振によって再現性が制限されていました」と、同社のチーフエンジニアは説明します。「ミネラルキャストであれば、これらの周波数はプローブに到達する前に吸収されます。」
ZHHIMGでは、カスタムミネラルキャスティングをコモディティプロセスとして扱うことはありません。すべての配合は用途に合わせてカスタマイズされます。高速フライス盤スピンドルに最大限の減衰性能が必要ですか？粒度分布と樹脂粘度を最適化し、内部摩擦を最大化します。半導体搬送ロボットに超低アウトガス性能が必要ですか？ISOクラス5クリーンルーム認定の真空脱ガス・低VOCエポキシシステムを使用しています。24時間の温度サイクルを通してアライメントを維持しなければならない計測ブリッジを計画していますか？低膨張フィラーと応力緩和アニールプロトコルを採用しています。
この高度な管理体制は、垂直統合型のアプローチから生まれています。独自の樹脂配合を考案し、骨材を調達・ふるいにかけてミクロンレベルの均一性を実現し、管理された温度・湿度条件下で部品を硬化させます。硬化後、すべての精密鋳造品はレーザートラッカーまたは写真測量法を用いて寸法検証を受け、複雑な3D形状であっても、2メートル以上の距離で重要な基準値が±10µm以内であることを保証しています。
エポキシグラナイトは室温で硬化するため、冷却収縮による残留応力（金属鋳造における長期的な歪みの一般的な原因）が発生しません。今日設置した構造物は、10年後もそのままの姿を保つことができます。
おそらく最も魅力的なメリットはスピードです。従来の鋳鉄製ベースでは、型取りから最終機械加工まで12～16週間かかります。ZHHIMGはポリマー複合材を使用することで、わずか3週間で完全に機能するプロトタイプを、5～6週間で量産ユニットを納品します。歯科インプラント用の小型CNC旋盤を開発している米国のスタートアップ企業は、当社のエポキシグラナイトアセンブリに切り替えるだけで、市場投入までの時間を4か月短縮し、競合他社に先駆けてFDAの承認を取得しました。
コスト削減は当然の結果です。1キログラムあたりの原材料費は同程度かもしれませんが、二次加工（応力除去、塗装、大規模な機械加工など）を削減することで、多くの場合、総輸送費を20～35%削減できます。さらに、輸送重量の軽減（エポキシ樹脂製花崗岩は鋳鉄製よりも約20%軽量）と基礎工事の軽減も考慮すれば、ビジネスケースは明確になります。
業界での評価は高まっています。2025年版グローバル工作機械インフラレポートにおいて、ZHHIMGはカスタムミネラルキャスティングにおいて世界トップ3プロバイダーにランクインし、「卓越した形状忠実度と迅速な反復処理能力」が評価されました。しかし、それ以上に重要なのは顧客ロイヤルティです。当社のポリマーキャスティングプロジェクトの80%以上がリピート注文またはプラットフォーム拡張につながっています。
私たちは、エアベアリング面を一体化した8トンのCMMフレームから、フィールドサービスロボット用のポータブルキャリブレーションスタンドまで、あらゆるものを製造してきました。ある航空宇宙サプライヤーは、自動ブレード検査セルにモジュール式エポキシグラナイト組立システムを採用しています。各ユニットは事前に調整された状態で出荷されるため、床へのボルト固定と電源接続のみで済みます。
したがって、次の機械設計や計測のアップグレードを計画するときには、次の点を自問してみてください。金属の限界に制約されているのか、それとも複合材の可能性によって力を得ているのか。
革新性、安定性、スピードを重視しているなら、先進ポリマー複合材を用いた精密鋳造の可能性を探る時期かもしれません。ZHHIMGでは、エポキシ樹脂を流し込むだけでなく、粒子一つ一つにまで性能を設計しています。
投稿日時: 2025年12月31日