高精度エンジニアリングの現状において、従来の機械的接触から摩擦のない動きへの移行はもはや単なるトレンドではなく、技術的な必然となっています。半導体ウェハ検査から高度なレーザー加工に至るまで、様々な業界で「完璧なスキャン」を求めるエンジニアたちは、基礎となる素材、すなわち天然の黒御影石へと回帰しました。この古代の素材を加工することで、ガントリー型エアベアリングステージ摩擦、熱ドリフト、機械的ヒステリシスなど、計測における最も根深い課題を解決します。
ZHHIMG（www.zhhimg.com）において、最も成功した超精密システムは単なる部品の集合体ではなく、材料科学と流体力学の総合的な相乗効果によって実現されていることを私たちは観察しました。この性能の基盤は、グラナイトエアガイドレールとそれに対応するグラナイトエアスライドブロックのインターフェースにあります。スチール製の循環ボールガイドとは異なり、これらの部品は、通常5～10ミクロンの厚さの加圧空気の薄い膜上で動作します。この空気膜は天然のフィルターとして機能し、微細な表面欠陥を平均化し、機械式ベアリングでは到底再現できないレベルの真直度を実現します。
を使用する最大のメリットの一つは、花崗岩製エアガイドレール最大のメリットは、その固有の寸法安定性です。高速スキャンアプリケーションでは、金属レールは摩擦によって発熱し、動作時間とともに熱膨張と「精度ドリフト」を引き起こします。花崗岩は熱膨張係数が非常に低い火成岩であるため、こうした温度変動の影響を受けません。花崗岩エアスライドブロックこの表面上を滑走するため、物理的な接触がないため、摩耗がなく、循環するボールによる振動がなく、潤滑の必要もありません。これは、オイルミストや金属粉塵が製造バッチ全体に悪影響を及ぼす ISO クラス 1 クリーンルーム環境では重要な要素です。
しかし、モーションシステムの精度は、その最も弱い部分によって左右されます。そのため、業界ではボールネジとレールを組み合わせた完全なグラナイトアセンブリへの移行が進んでいます。エアベアリングは摩擦のない「浮上」を提供しますが、駆動機構（多くの場合、精密研磨されたボールネジまたはリニアモーター）は、細心の注意を払って組み込む必要があります。これらの駆動部品を精密にラッピングされたグラナイトベースに直接取り付けることで、金属と石を組み合わせたハイブリッドシステムによく見られるアライメント誤差を排除できます。この統合アプローチにより、重心と推力中心の完璧なバランスが確保され、高加速時の精度低下につながる「アッベ誤差」を最小限に抑えることができます。
グローバルOEMにとって、ガントリー型エアベアリングステージ多くの場合、再現性を犠牲にすることなく高スループットを実現する必要性が高まっています。典型的なガントリー構成では、デュアルドライブアーキテクチャにより、花崗岩のクロスビームによる構造的な剛性を維持しながら、現代のFPD（フラットパネルディスプレイ）検査に不可欠な大型の移動が可能になります。花崗岩の自然な減衰特性は鋳鉄やアルミニウムよりもはるかに優れているため、システムは高速移動後、ほぼ瞬時に「整定」します。この整定時間の短縮は、エンドユーザーにとってのユニット/時間（UPH）の向上に直接つながります。
これらのシステムを設計するには、「誤差予算」を深く理解する必要があります。1ミクロンでも重要です。ボールねじとレールを備えたグラナイトアセンブリを製造する際、機械的な取り付けを行う前に、グラナイトの表面をグレード00の仕様に合わせて手作業でラッピングします。これにより、花崗岩製エアガイドレール動作範囲全体にわたって完璧な平面基準を提供します。その結果、最も要求の厳しい産業環境において、ナノメートルレベルの分解能とサブミクロンレベルの再現性を日々提供するシステムが実現しました。
ナノテクノロジーと2nm半導体ノードの未来を見据えると、石材ベースのエアベアリング技術の役割はますます拡大するでしょう。精密レール上を静かに移動する花崗岩製エアスライドブロックの安定性は、伝統的な材料と現代物理学を組み合わせることで、測定限界を押し広げることができることを証明しています。ZHHIMGでは、これらの花崗岩ベースのソリューションの改良を続け、パートナー企業が次世代の技術革新を実現するために必要な、安定した摩擦のない基盤を確保できるよう努めています。
当社のモーションプラットフォームの技術仕様とカスタマイズの可能性については、www.zhhimg.com.
投稿日時: 2026年1月16日