精密花崗岩測量應用

花崗岩測量技術－精確到微米

花崗岩滿足現代機械工程測量技術的要求。測量、試驗台和座標測量機的製造經驗表明，花崗岩比傳統材料具有顯著的優勢。原因如下。

近幾十年來，測量技術的發展至今仍令人振奮。起初，諸如測量板、測量台、測試台等簡單的測量方法已足夠，但隨著時間的推移，對產品品質和製程可靠性的要求越來越高。測量精度取決於所用板材的基本幾何形狀和對應測頭的測量不確定度。然而，測量任務正變得越來越複雜和動態，結果也必須更加精確。這預示著空間座標計量學的到來。

準確性意味著最大限度地減少偏見
三維座標測量機由定位系統、高解析度測量系統、開關或測量感測器、評估系統和測量軟體組成。為了實現高測量精度，必須盡量減少測量偏差。

測量誤差是指測量儀器的顯示值與幾何量（校正標準）的實際參考值之間的差異。現代座標測量機 (CMM) 的長度測量誤差 E0 為 0.3+L/1000µm（L 為測量長度）。測量裝置、測頭、測量策略、工件和使用者的設計對長度測量偏差有顯著的影響。機械設計是最佳且最永續的影響因素。

花崗岩在計量學中的應用是影響測量機設計的重要因素之一。花崗岩是滿足現代測量要求的優質材料，因為它滿足四個要求，使測量結果更加精確：

1. 固有穩定性高
花崗岩是一種由石英、長石和雲母三種主要成分組成的火山岩，由地殼中的岩石熔體結晶形成。
花崗岩經過數千年的“老化”，紋理均勻，沒有內部應力。例如，黑斑羚的年齡約為140萬年。
花崗岩的硬度很高：莫氏硬度為6，硬度為10。
2.耐高溫
與金屬材料相比，花崗岩的膨脹係數較低（約 5µm/m*K），絕對膨脹率也較低（例如鋼 α = 12µm/m*K）。
花崗岩的低熱導率（3 W/m*K）確保與鋼（42-50 W/m*K）相比對溫度波動的反應較慢。
3.減震效果非常好
由於結構均勻，花崗岩沒有殘餘應力，從而減少了振動。
4.高精度三座標導軌
採用天然硬質石材花崗岩作為測量板，可以用鑽石工具進行良好的加工，從而生產出具有較高基本精度的機械零件。
透過手工研磨，導軌的精度可以優化到微米級。
在磨削過程中，可以考慮與負載相關的零件變形。
這會產生高度壓縮的表面，從而允許使用空氣軸承導軌。由於表面品質高且軸的運動為非接觸式，空氣軸承導軌的精度極高。

綜上所述：
花崗岩固有的穩定性、耐高溫性、減震性和導軌精度是其成為坐標測量機 (CMM) 理想材料的四大特性。花崗岩在測量和測試台的製造，以及坐標測量機 (CMM) 的測量板、測量台和測量設備上的應用日益廣泛。由於機器和機器零件的精度要求日益提高，花崗岩也應用於其他行業，例如工具機、雷射機器及系統、微加工設備、印刷機、光學機器、組裝自動化、半導體加工等。