花崗岩の測定技術 – ミクロン単位の精度
花崗岩は、機械工学における現代の測定技術の要件を満たしています。測定・試験台、座標測定機の製造における経験から、花崗岩は従来の材料に比べて明確な利点があることが分かっています。その理由は次のとおりです。
近年、そして数十年にわたる計測技術の発展は、今日でもなお刺激的なものです。当初は、測定板、測定ベンチ、テストベンチといった簡素な測定方法で十分でしたが、時が経つにつれて、製品品質とプロセスの信頼性に対する要件はますます厳しくなっていきました。測定精度は、使用するシートの基本形状と、それぞれのプローブの測定不確かさによって決まります。しかし、測定タスクはますます複雑かつ動的になり、結果の精度も向上させる必要があります。これは、空間座標計測の夜明けを告げるものです。
正確さとはバイアスを最小限に抑えること
3D座標測定機は、位置決めシステム、高解像度測定システム、スイッチングセンサーまたは測定センサー、評価システム、および測定ソフトウェアで構成されています。高い測定精度を達成するには、測定偏差を最小限に抑える必要があります。
測定誤差とは、測定機器が表示する値と、幾何学的量の実際の基準値（校正基準）との差です。現代の座標測定機（CMM）の長さ測定誤差E0は0.3+L/1000µm（Lは測定長さ）です。測定装置、プローブ、測定方法、ワークピース、そしてユーザーの設計は、長さ測定の偏差に大きな影響を与えます。機械設計は、最も優れた、そして最も持続的な影響要因です。
計測における花崗岩の応用は、測定機器の設計に影響を与える重要な要素の一つです。花崗岩は、測定結果の精度を高める以下の4つの要件を満たすため、現代の要求に最適な素材です。
1. 高い固有安定性
花崗岩は、地殻内の岩石溶融の結晶化によって形成された、石英、長石、雲母の 3 つの主成分からなる火山岩です。
数千年にわたる「熟成」を経て、花崗岩は均一な組織となり、内部応力はなくなります。例えば、インパラは約140万年前のものです。
花崗岩は硬度が非常に高く、モース硬度スケールでは 6、硬度スケールでは 10 です。
2. 耐高温性
金属材料と比較すると、花崗岩は膨張係数が低く（約 5µm/m*K）、絶対膨張率も低くなっています（例：鋼鉄 α = 12µm/m*K）。
花崗岩の熱伝導率が低い (3 W/m*K) ため、鋼鉄 (42-50 W/m*K) に比べて温度変動に対する反応が遅くなります。
3. 非常に優れた振動低減効果
花崗岩は均一な構造のため残留応力がなく、振動が低減されます。
4.高精度の3座標ガイドレール
測定プレートには天然の硬石である花崗岩が使用され、ダイヤモンド工具で非常に良く加工できるため、基本精度の高い機械部品が得られます。
手作業による研磨により、ガイドレールの精度をミクロンレベルまで最適化できます。
研削中は、荷重に依存する部品の変形を考慮することができます。
これにより、表面が高度に圧縮され、エアベアリングガイドの使用が可能になります。エアベアリングガイドは、高い表面品質とシャフトの非接触動作により、高い精度を実現します。
結論は：
ガイドレールの持つ安定性、耐熱性、振動減衰性、そして精度は、花崗岩をCMMに最適な素材とする4つの主要な特性です。花崗岩は、測定台やテストベンチの製造、そしてCMMの測定ボード、測定テーブル、測定機器の材料としてますます多く使用されています。また、機械や機械部品に対する精度要求の高まりに伴い、工作機械、レーザー加工機・システム、微細加工機、印刷機、光学機械、組立自動化、半導体製造など、他の産業でも花崗岩が使用されています。
投稿日時: 2022年1月18日