超精密モーションモジュール：花崗岩精密ベース VS 鋳造ベース。

超精密モーションモジュールの応用において、ベースは重要な支持部品として、モジュールの性能に決定的な役割を果たします。花崗岩製精密ベースと鋳造ベースはそれぞれ独自の特徴を持ち、その違いは明らかです。
I. 安定性
数百万年にわたる地質変化を経て形成された花崗岩は、内部構造が緻密で均一であり、主に石英、長石、その他の鉱物が密接に結合しています。この独特な構造により、優れた安定性が得られ、外部からの干渉にも効果的に抵抗します。電子チップ製造工場では、周辺機器が頻繁に稼働しますが、花崗岩のベースは超精密モーションモジュールの振動振幅をエアフロートに伝達することを80%以上低減し、モジュールのスムーズな動作を確保し、チップ製造におけるリソグラフィーやエッチングなどの高精度プロセスに確かな保証を提供します。

鋳造ベースはある程度の振動緩和効果を発揮しますが、鋳造工程において砂穴や気孔などの欠陥が発生する可能性があり、構造の均一性と安定性を低下させます。高周波・高強度の振動に対しては、振動減衰能力が花崗岩ベースに劣るため、エアフロートの超精密モーションモジュールの運動安定性が低下し、装置の加工精度や検出精度に影響を与えます。
第二に、精度の保持
花崗岩の熱膨張係数は非常に低く、通常5～7×10⁻⁶/℃で、温度変動環境下でもサイズの変化は最小限に抑えられます。天文学分野では、望遠鏡レンズの微調整を行う超精密モーションモジュールと花崗岩のベースを組み合わせることで、昼夜の温度差が大きくてもレンズの位置決め精度をサブミクロンレベルに維持することができ、天文学者が遠方の天体を鮮明に観測するのに役立っています。
鋳造ベースに一般的に使用される金属材料（例えば鋳鉄）は、熱膨張係数が比較的高く、約10～20×10⁻⁶/℃です。温度が変化するとサイズが顕著に変化し、エアフロートの超精密モーションモジュールが熱変形し、動作精度が低下しやすくなります。温度に敏感な光学レンズ研削工程では、温度の影響による鋳造ベースの変形がレンズ研削精度の許容範囲外を引き起こし、レンズ品質に影響を与える可能性があります。
3つ目は耐摩耗性
花崗岩は硬度が高く、モース硬度は6～7に達し、耐摩耗性に優れています。材料科学実験室では、エアフロート超精密モーションモジュールによく使用されています。花崗岩製のベースは、エアフロートスライダーの摩擦に効果的に抵抗し、通常の鋳造ベースと比較して、モジュールのメンテナンスサイクルを50%以上延長し、設備のメンテナンスコストを削減し、科学研究の継続性を確保します。
鋳造ベースが通常の金属材料で作られている場合、硬度が比較的低く、エアフロートスライダーの長期往復摩擦により表面が摩耗しやすく、エアフロートの超精密モーションモジュールのモーション精度と滑らかさに影響を与え、より頻繁なメンテナンスと交換が必要になり、使用コストとダウンタイムが増加します。
第四に、製造コストと加工の難しさ
花崗岩の原料調達コストは高く、採掘・輸送も複雑で、加工には高精度の切断、研磨、研磨などの専門設備と技術が必要となるため、製造コストが高くなります。また、硬度が高く脆く、加工が難しく、端面の崩落、ひび割れなどの欠陥が発生しやすいため、廃棄率も高くなります。
鋳造ベースの原材料は入手しやすく、コストも比較的低く、鋳造プロセスも成熟しており、加工難易度も低く、金型による大量生産が可能で、生産効率が高く、コストもコントロールしやすいという利点があります。しかし、花崗岩ベースと同等の高精度と安定性を実現するには、鋳造プロセスと後加工の要件が非常に厳しく、コストも大幅に上昇します。
まとめると、花崗岩製精密ベースは、高精度、安定性、耐摩耗性に優れた超精密モーションモジュールの応用シーンにおいて大きな優位性を持っています。一方、鋳造ベースはコストと加工の利便性において一定の優位性を持ち、精度要件が比較的低く、コスト効率を重視する場合に適しています。