ナノメートルレベルの精度が製品の成否を分ける精密製造の世界では、試験プラットフォームの平坦性は信頼性の高い測定の重要な基盤となります。ZHHIMGは、数十年にわたり花崗岩部品製造の技術と科学を磨き上げ、伝統的な職人技と最先端技術を融合させることで、半導体製造から航空宇宙工学に至るまで、あらゆる業界にとって究極の基準となる表面品質を実現してきました。当社の品質保証プロセスの要となる角度差法は、この追求の頂点を極めるものであり、数学的精度と実践的な専門知識を融合させ、測定技術の限界に挑戦する平坦性を検証しています。
平坦性検証の科学
業界用語で「大理石」プラットフォームと誤解されることが多い花崗岩試験プラットフォームは、優れた結晶構造と熱安定性を持つ厳選された花崗岩鉱床から製造されています。応力を受けると塑性変形を起こす可能性のある金属表面とは異なり、当社のZHHIMG®黒色花崗岩（密度約3100 kg/m³）は、過酷な産業環境下でもその健全性を維持します。この天然の利点が当社の精度の基盤となっていますが、真の精度を得るには、角度差法などの厳格な検証が必要です。
角度差法は、一見すると単純な原理に基づいています。表面上の隣接する点間の傾斜角を測定することで、その地形を数学的に、極めて高い精度で再構築することができます。当社の技術者はまず、高感度傾斜計を備えた高精度ブリッジプレートを花崗岩の表面に置きます。星型または格子状に系統的に移動し、所定の間隔で角度偏差を記録し、プラットフォームの微細な起伏の詳細なマップを作成します。これらの角度測定値は、三角法を用いて線形偏差に変換され、多くの場合、可視光の波長を下回る表面の凹凸を明らかにします。
この手法が特に強力なのは、長さが20メートルを超える大型プラットフォームを一貫した精度で扱える点です。より小さな表面であればレーザー干渉計などの直接測定ツールに頼ることもありますが、角度差測定法は、広大な花崗岩構造に生じる微妙な歪みを捉えるのに優れています。「かつて、4メートルのプラットフォーム全体で0.002mmの偏差を検出したことがあります。これは従来の方法では検出できなかったでしょう」と、35年以上の経験を持つ当社の主任計測技術者、王建は振り返ります。「ナノスケールの特徴を測定する半導体検査装置を構築する際には、このレベルの精度が重要になります。」
角度差法を補完するのが、光学アライメントを用いて同様の結果を得るオートコリメータ技術です。可動ブリッジに設置された精密ミラーにコリメート光を反射させることで、当社の技術者は0.1秒角という微小な角度変化を検出できます。これは、2キロメートル離れた場所から人間の髪の毛の太さを測定するのに相当します。この二重検証アプローチにより、ZHHIMGのすべてのプラットフォームは、DIN 876やASME B89.3.7などの国際規格を満たすか、それを上回ることが保証され、お客様は当社の表面を品質管理プロセスにおける究極の基準として安心してご利用いただけます。
精密加工：採石場から量子へ
原石の花崗岩ブロックから認定試験プラットフォームに至るまでの道のりは、自然の完璧さと人間の創意工夫の融合を物語っています。当社のプロセスは材料の選定から始まります。地質学者が、極めて均一な花崗岩を産出することで知られる山東省の専門採石場から、ブロックを手作業で選別します。各ブロックは超音波検査を受け、隠れた亀裂を特定します。そして、1立方メートルあたり3個未満の微小亀裂を持つブロックのみが生産へと進みます。これは業界標準をはるかに上回る基準です。
済南近郊にある当社の最先端施設では、これらのブロックは綿密に管理された製造工程を経て加工されます。コンピュータ数値制御（CNC）マシンはまず、ダイヤモンドチップの工具を用いて花崗岩を最終寸法の0.5mm以内の精度で粗削りします。切削精度を維持するため、工具は8時間ごとに交換する必要があります。この初期成形は、温度が安定した室内で行われ、周囲温度は20℃±0.5℃に一定に保たれているため、熱膨張による測定への影響を防ぎます。
真の芸術性は、熟練の職人たちが代々受け継がれてきた技術を駆使する最終研磨工程で発揮されます。水に溶かした酸化鉄研磨剤を用い、職人たちは1平方メートルあたり最大120時間かけて手作業で表面を仕上げます。鍛え抜かれた触覚を駆使し、わずか2ミクロンの誤差も感知します。「2枚重ねの紙と3枚重ねの紙の違いを触ってみるようなものです」と、NASAジェット推進研究所のプラットフォーム製作にも携わった3代目研磨職人、リュー・ウェイ氏は説明します。「25年も経てば、指には完璧さを記憶する力が備わってくるのです。」
この手作業は単なる伝統的な工程ではなく、お客様が求めるナノメートルレベルの仕上げを実現するために不可欠な要素です。高度なCNCグラインダーを用いても、花崗岩の結晶構造の不規則性により、微細な凹凸が生じ、それを滑らかに仕上げるには人間の勘しか存在しません。当社の職人は2人1組で作業し、ドイツ製Mahr社製10000分計（分解能0.5μm）とスイス製WYLER社製電子水準器を用いた測定と研削を交互に行います。これにより、標準プラットフォームで3μm/m、精密グレードで1μm/mという厳格な平坦度許容範囲を、どの部分も超えないように徹底しています。
表面を超えて：環境制御と長寿
精密な花崗岩プラットフォームの信頼性は、それが稼働する環境によって決まります。この点を認識し、当社は業界最先端の恒温恒湿作業場（温湿度管理作業場）を開発しました。この作業場は、本社施設に10,000平方メートルを超える広さを誇ります。これらの作業場は、幅500mmの耐震トレンチ（振動抑制トレンチ）で隔てられた厚さ1mの超硬質コンクリート床を備え、ウイルスよりも小さな偏差を測定する上で重要な要素である周囲環境からの乱れを最小限に抑えるサイレント天井クレーンを採用しています。
ここでの環境パラメータはまさに極限です。温度変化は24時間あたり±0.1℃に制限され、湿度は50%±2%に保たれ、大気中の粒子数はISO 5基準（0.5μm以上の粒子が1立方メートルあたり3,520個未満）に維持されています。このような環境は、製造中の正確な測定を保証するだけでなく、当社のプラットフォームが最終的に使用される管理された環境をシミュレートします。「私たちは、ほとんどのお客様が遭遇するよりも過酷な条件下ですべてのプラットフォームをテストしています」と、当社の環境エンジニアリングスペシャリストである張立は述べています。「プラットフォームがここで安定性を維持できれば、世界中どこでも正常に動作できるはずです。」
環境管理への取り組みは、梱包・出荷プロセスにも反映されています。各プラットフォームは1cm厚のフォームパッドで包まれ、防振材を敷き詰めた特注の木箱に収納され、エアライドサスペンションシステムを備えた専用キャリアで輸送されます。さらに、IoTセンサーを用いて輸送中の衝撃や温度を監視し、製品が当社施設を出荷する前に、お客様に製品の完全な環境履歴をご提供しています。
この綿密なアプローチの結果、並外れた耐用年数を誇る製品が誕生しました。業界平均では花崗岩製プラットフォームは5～7年で再調整が必要になるとされていますが、当社のお客様からは15年以上の安定した性能が報告されています。この長寿命は、花崗岩本来の安定性だけでなく、当社独自の応力緩和プロセスによるものです。このプロセスでは、加工前に原料ブロックを最低24ヶ月間自然熟成させます。「あるお客様から、12年経ったプラットフォームを検査に返却されたことがありました」と、品質管理マネージャーのチェン・タオ氏は振り返ります。「平坦度の変化はわずか0.8μmで、当初の許容範囲仕様内に収まっていました。これがZHHIMGの強みです。」
標準の設定：認証と世界的な認知
精度を謳うことが当たり前の業界において、独立した検証は大きな意味を持ちます。ZHHIMGは、この業界で唯一ISO 9001、ISO 45001、ISO 14001の認証を同時に取得しているメーカーであることを誇りに思っています。これは、品質、職場の安全、そして環境への責任に対する当社のコミットメントを反映しています。ドイツのMahr社製や日本のMitutoyo社製を含む当社の計測機器は、山東省計量標準研究所による年次校正を受けており、定期的な監査を通じて国家標準へのトレーサビリティを維持しています。
これらの認証は、世界で最も要求の厳しい組織とのパートナーシップへの扉を開きました。サムスンの半導体リソグラフィー装置用の花崗岩製ベースから、ドイツの物理工学連邦研究所（PTB）への基準面の提供まで、当社のコンポーネントは世界の技術の進歩において、目立たずながらも重要な役割を果たしています。「Apple社がARヘッドセットのコンポーネント試験用の精密プラットフォームを求めて当社に依頼してきたとき、彼らは単なるサプライヤーではなく、独自の測定課題を理解できるパートナーを求めていました」と、国際営業ディレクターのマイケル・チャン氏は述べています。「物理プラットフォームと検証プロセスの両方をカスタマイズできる当社の能力が、大きな違いを生み出しました。」
おそらく最も意義深いのは、計測研究の最前線に立つ学術機関から認められたことです。シンガポール国立大学やスウェーデンのストックホルム大学との共同研究により、角度差測定法の改良に成功しました。また、中国の浙江大学との共同プロジェクトでは、測定可能な範囲の限界をさらに押し広げています。こうしたパートナーシップにより、量子コンピューティングから次世代バッテリー製造に至るまで、新たな技術の発展に合わせて、当社の技術も進化していくことができます。
未来を見据えても、角度差法の根底にある原理はこれまで以上に重要です。自動化が進む時代においても、最も信頼性の高い測定は、依然として高度な技術と人間の専門知識の組み合わせから生まれることを私たちは実感しています。当社のマスターグラインダーは、ミクロン単位の偏差を「感じる」能力を備えており、AIを搭載したデータ分析システムと連携して、数千もの測定点を数秒で処理します。この相乗効果、つまり新旧、人間と機械の融合こそが、私たちの精度へのアプローチを決定づけているのです。
自社製品の精度確保を担うエンジニアや品質管理担当者にとって、試験プラットフォームの選択は非常に重要です。仕様を満たすことだけでなく、絶対的に信頼できる基準点を確立することが重要です。ZHHIMGでは、単に堅固なプラットフォームを構築するのではなく、信頼を築き上げます。そして、最小の測定が大きな影響を与える可能性がある世界において、この信頼こそが全てなのです。
投稿日時: 2025年11月3日