在超精密工程领域，花岗岩部件是终极参考基准，为微米和纳米尺度仪器的稳定性奠定了基础。然而，即使是最稳定的材料——我们的ZHHIMG®高密度黑色花岗岩——也只有在测量过程本身受到严谨的科学管理时，才能充分发挥其潜力。
工程师和计量员如何确保测量结果的准确性？在对花岗岩机床底座、气浮轴承或三坐标测量机结构进行检测和最终验证时，要获得准确且可重复的结果，需要在测量仪器接触表面之前严格把控每一个细节。这种准备工作往往与测量设备本身同等重要，它能确保测量结果真实反映部件的几何形状，而非环境因素的影响。
1. 热调节的关键作用（浸泡期）
花岗岩的热膨胀系数（COE）极低，尤其与金属相比。然而，任何材料，包括高密度花岗岩，在进行验证之前，都必须先进行热稳定处理，使其与周围空气和测量仪器的温度相适应。这个过程被称为浸泡期。
大型花岗岩构件，尤其是近期从工厂车间搬运至专用计量实验室的构件，会存在热梯度——即其核心、表面和底部之间的温度差异。如果过早开始测量，花岗岩会在温度趋于平衡的过程中缓慢膨胀或收缩，导致读数持续漂移。
- 经验法则：精密部件必须在测量环境（即我们温湿度控制的洁净室）中放置较长时间，通常为 24 至 72 小时，具体时间取决于部件的质量和厚度。目的是达到热平衡，确保花岗岩部件、测量设备（例如激光干涉仪或电子水平仪）以及空气均处于国际公认的标准温度（通常为 20℃）。
2. 表面选择和清洁：消除精度的敌人
污垢、灰尘和碎屑是精确测量的最大敌人。即使是微小的灰尘颗粒或残留的指纹，也会造成测量高度偏差，从而错误地指示几微米的误差，严重影响平面度或直线度的测量。
在将任何探针、反射器或测量仪器放置在表面上之前：
- 彻底清洁：无论是参考平面还是线性导轨的安装垫，都必须使用合适的无绒布和高纯度清洁剂（通常是工业酒精或专用花岗岩清洁剂）仔细清洁组件表面。
- 擦拭工具：同样重要的是清洁测量工具本身。反射器、仪器底座和探针尖端必须一尘不染，以确保完美接触和清晰的光路。
3. 了解支持和压力释放
测量过程中花岗岩构件的支撑方式至关重要。大型、重型花岗岩结构的设计旨在使其在特定的、经过数学计算的支撑点（通常基于艾里点或贝塞尔点以获得最佳平整度）支撑时保持几何形状。
- 正确安装：验证时，花岗岩部件必须放置在工程图纸指定的支撑点上。错误的支撑点会导致内部应力和结构变形，造成表面翘曲，即使部件制造完美，也会导致“超出公差”读数不准确。
- 隔振：测量环境本身必须进行隔振。ZHHIMG 的基础结构包括一米厚的防震混凝土楼板和 2000 毫米深的隔振沟槽，最大限度地减少了外部地震和机械干扰，确保在完全静止的环境下进行测量。
4. 选择：选择合适的计量工具
最后，必须根据所需的精度等级和零件的几何形状选择合适的测量仪器。没有哪一种工具能完美适用于所有任务。
- 平整度：为了获得整体高精度的平整度和几何形状，激光干涉仪或高分辨率自准直仪（通常与电子水平仪配合使用）可提供必要的分辨率和远距离精度。
- 局部精度：为了检查局部磨损或重复性（重复读数精度），分辨率低至 0.1 μm 的高精度电子水平仪或 LVDT/电容式探头是必不可少的。
通过一丝不苟地遵守这些准备步骤——控制热稳定性、保持清洁、确保正确的结构支撑——ZHHIMG 工程团队保证，我们超精密组件的最终测量结果能够真实可靠地反映出我们的材料和技艺精湛的工匠所达到的世界一流精度。
发布时间：2025年10月24日