ニュース - 精密光学テーブルにおけるアルミニウムとステンレス鋼の比較

光学テーブルにおける精密金属部品の適切な選択：アルミニウムとステンレス鋼の比較

レーザーシステム、干渉計、量子センサー用の光学テーブル、ブレッドボード、または支持構造を設計する際、アルミニウムとステンレス鋼のどちらを選択するかは、単にコストの問題ではなく、熱特性、振動応答、磁気適合性、および長期的な寸法安定性に影響を与える戦略的な決定です。

ZHHIMGは、フォトニクス、半導体計測、科学計測機器分野におけるグローバルリーダー企業向けに、高精度金属部品の加工を行っています。以下に、光学システムインテグレーターが最適な材料を選択できるよう、用途に応じた詳細な比較表を示します。この比較表は、ISO 2768-mKおよびASME B46.1認証を取得した当社の加工技術によって裏付けられています。

主要性能基準：アルミニウム対ステンレス鋼

パラメータ	6061-T6アルミニウム	304/316ステンレス鋼
密度	2.7 g/cm³	8.0 g/cm³
熱伝導率	約167 W/m·K	約15 W/m・K
熱膨張係数（CTE）	23.6 µm/m・℃	16～17 µm/m・℃
透磁率	非磁性	弱磁性（304）、非磁性（316L）
耐腐食性	良好（陽極酸化処理済み）；塩分・酸性に弱い	素晴らしい（特に316L）
被削性	優れた性能 – 複雑な形状に最適	中程度 – 加工硬化には精密な工具経路が必要
表面粗さ（Ra）	≤0.2 µm 達成可能	微細研磨により0.1µm以下
標準平面度公差（ZHHIMG）	600 mmにわたって±2 µm	±1.5 µm（600 mmで）

アルミニウムを選ぶべき時

✅ 高い熱伝導率が必要 – レーザーマウントや検出器ハウジングからの迅速な放熱
✅ 重量が重要な用途 – ポータブル光学ベンチ、ドローン搭載型LiDARフレーム
✅ 複雑な内部構造 – 一体型冷却水路、ねじ込み式インサート、または埋め込み式基準点
✅ コスト効率の高いプロトタイピング – 加工サイクルの短縮と材料コストの削減

「実験室のブレッドボードをスチール製から、タップ穴が並んだ陽極酸化アルミニウム製に変更しました。その結果、熱処理時間が45分から8分に短縮されました。」
— 量子センシングスタートアップ企業の研究開発責任者

ステンレス鋼を選ぶべき時（316Lが推奨）

✅ 超安定環境 – 低いCTEにより、長時間の干渉測定におけるドリフトを低減
✅ 真空またはクリーンルーム対応 – アウトガス <10⁻⁹ Torr·L/s·cm²；SEMI F57規格に適合
✅ 腐食性または高湿度の環境 – 沿岸研究所、海洋光学機器、または生体医療画像システム
✅ 最高の平面度と剛性 – 校正グレードの光学テーブルの基準面にとって不可欠

ZHHIMGは、応力除去処理を施したブランク材、多段階CNCフライス加工、最終ラッピング加工を組み合わせることで、ステンレス鋼板の平面度をサブミクロンレベルにまで高め、500mmの範囲で0.5µm未満のピーク・トゥ・バレー偏差を実現しています。