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計測技術の要求を満たしています。計測・試験台や三次元測定機の製造経験から、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。その理由は以下のとおりです。
近年の計測技術の発展は、今日においてもなお目覚ましいものがあります。当初は、測定板、測定台、試験台といった単純な計測方法で十分でしたが、製品の品質やプロセスの信頼性に対する要求は次第に高まっていきました。計測精度は、使用するシートの基本的な形状と、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、計測作業はますます複雑化・動的になり、より高精度な結果が求められるようになりました。こうした状況が、空間座標計測の幕開けを告げるものです。
正確さとは、偏りを最小限に抑えることである。
3次元座標測定機は、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。高い測定精度を実現するためには、測定誤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（校正標準）との差のことです。最新の座標測定機（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、測定戦略、ワークピース、およびユーザーの設計は、長さ測定偏差に大きな影響を与えます。中でも、機械設計が最も効果的で持続的な影響要因です。
計測における花崗岩の応用は、計測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、より正確な測定結果を得るための4つの要件を満たすため、現代の要求を満たす優れた材料です。
1. 高い固有安定性
花崗岩は、地殻内の岩石溶融物が結晶化することによって形成される、石英、長石、雲母という3つの主要成分からなる火山岩である。
数千年もの歳月を経て、花崗岩は均一な質感になり、内部応力もなくなります。例えば、インパラは約140万年前から生息しています。
花崗岩は非常に硬度が高く、モース硬度で6、硬度スケールで10である。
2. 高温耐性
金属材料と比較すると、花崗岩は熱膨張係数が低く（約5µm/m*K）、絶対膨張率も低い（例えば鋼鉄の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）に比べて温度変化に対する反応が遅い。
3. 非常に優れた振動低減効果
花崗岩は構造が均一であるため、残留応力がありません。そのため、振動が軽減されます。
4. 高精度な3座標ガイドレール
天然の硬石である花崗岩は、測定板として使用され、ダイヤモンド工具による加工が非常に容易であるため、高い基本精度を持つ機械部品を製造できる。
手作業による研削によって、ガイドレールの精度をミクロンレベルまで最適化することができる。
研削加工中は、荷重に依存する部品の変形を考慮することができる。
これにより、表面が非常に圧縮された状態となり、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、表面品質の高さとシャフトの非接触運動により、非常に高い精度を実現します。
結論は：
ガイドレールの本来の安定性、耐熱性、振動減衰性、そして精度は、花崗岩がCMM（三次元測定機）にとって理想的な材料となる4つの主要な特性です。花崗岩は、測定台や試験台の製造だけでなく、CMMの測定ボード、測定テーブル、測定機器にもますます広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、マイクロマシニングマシン、印刷機、光学機器、組立自動化、半導体製造など、他の産業分野でも花崗岩が使用されています。
投稿日時：2022年1月18日