半導体チップのリード線や低侵襲手術器具の極細カテーテルといった小型部品の製造では、求められる精度はしばしばマイクロメートルレベル、つまり髪の毛の直径の1%にまで達します。こうした状況では、一見ごく普通のV字型の花崗岩のブロックが、精密加工の鍵となることがあります。今日は、この「石器」がどのようにして小型部品の加工を驚異的な精度で可能にするのかを探ってみましょう。
V字型ブロックに花崗岩を選ぶ理由は何ですか?
Vブロックは円筒形の部品を固定するための工具で、大文字の「V」の形をしています。花崗岩製のVブロックの注目すべき点は、以下の通りです。
泰山のように安定した構造：花崗岩の密度は非常に高く（ZHHIMG®の黒色花崗岩は3100kg/m³に達します）、内部の鉱物結晶は鉄筋コンクリートで鋳造された「V」字型のように密接に絡み合っており、大きな圧力がかかっても変形しません。
温度変化を恐れない：通常の金属は加熱すると膨張しますが、花崗岩の熱膨張係数は極めて低いため、加工中に温度が10℃上昇しても変形は無視できるほど小さく、部品の「ずれ」を引き起こすことはありません。
使い込むほど耐摩耗性が高まります。花崗岩のモース硬度は6～7に達し、鋼鉄よりも硬いため、長期間使用しても表面は滑らかで平坦な状態を保ち、金属製のV字ブロックのように摩耗による誤差が生じることはありません。
花崗岩のV字型ブロックで小さな部品を加工する魔法のステップ
部品の「安定した座席」を見つける
まず、V字ブロックを徹底的に洗浄します。無水エタノールを使って、表面の埃や油汚れを拭き取ります。これらのミクロンサイズの不純物（髪の毛の20分の1の細さ）は、パーツの傾きの原因となる可能性があります。
V字型ブロックを花崗岩のプラットフォームに固定します。加工中に椅子が揺れないように、平らな床に固定するのと同じです。ZHHIMG®の花崗岩プラットフォームは極めて高い平坦度を誇り、1メートルの長さ内での高低差は、髪の毛の半分の太さの1000分の1を超えません。
2. 部品を「直立」させる
小さな部品を V 字溝に配置する: たとえば、直径 3 mm の金属シャフトを加工する場合は、90° の V 字溝に慎重に配置します。
ダイヤルゲージによる校正：これは0.001mmの誤差を測定できる精密工具です。部品の「高さを測る」のと同じようなもので、部品が完全に水平であることを確認します。部品の形状が特殊な場合は、花崗岩製の平行ブロック（厚さの誤差は1μm以下）を使用して部品を持ち上げ、加工面を水平に保つこともできます。
3. 優しく持ち、部品を「つまむ」ことは避けてください。
ゴムヘッド付きの治具で部品を固定します。力は2～3kgに抑え、卵を手で優しく掴むような感覚で固定してください。滑ったり割れたりすることはありません。ZHHIMG®の静音治具は加工中の振動も軽減し、部品の安定性と固定を確保します。
4. 処理開始: パーツに「ヘアカット」を施すように
半導体リードの加工を例に挙げましょう。フェムト秒レーザーを用いて、厚さ0.1mmの銅合金リードの形状を切断します。花崗岩のV字型ブロックは振動を90%以上吸収するため、レーザー切断の垂直誤差は5μm未満です。これは、高さ1mmにおける人間の髪の毛の10分の1以下の傾きに相当します。
加工後検査：高精度ダイヤルゲージで測定し、ZHHIMG® V字型ブロックを直径5mmのシャフトに位置決めします。厚さの誤差は2μm以内に制御され、これは人間の髪の毛の30分の1の細さです。
日常生活における「マイクロ精密」の応用
5Gチップの秘密：チップパッケージングに使用されるリードフレームは、0.1mm厚の銅板上で複雑な形状に切断する必要があります。花崗岩製のV字型ブロックは、刃のように滑らかに切断でき、チップの安定した信号伝送を保証します。
低侵襲手術の「目」：直径0.5mmのステンレス製カテーテルを加工する際、花崗岩製のV字型ブロックが部品の滑りを防ぎ、カテーテルの内壁を鏡のように滑らかにすることで、医師がより正確に手術を行うことができます。
IV. この「精密アシスタント」のメンテナンス方法
定期的な洗浄: 加工する部品 50 個ごとに、超音波を使用して V 字型ブロックを「洗浄」し、隙間の金属片や切削液を洗い流します。
年次健康診断：レーザー機器を用いてV字ブロックのサイズを測定。ZHHIMG®花崗岩V字ブロックの1年間使用後の精度変化は1μm未満で、これは人間の髪の毛の成長速度よりも遅いのです。
次に小さくて精密な部品を目にしたとき、その背後に V 字型の石英花崗岩が静かに「力を発揮」しているかもしれないことを忘れないでください。何億年もかけて形成されたその硬い組織が、現代のテクノロジーの微視的な世界を支えているのです。
投稿日時: 2025年6月18日