为什么选择 Granite 空气轴承来实现零摩擦精密运动？

花岗岩气浮轴承可提供零摩擦运动，这对于半导体检测、三坐标测量机 (CMM) 和光学计量系统实现亚微米级精度至关重要。与钢或陶瓷替代品不同，高密度花岗岩（≈3100kg/m³）具有卓越的热稳定性（<0.001mm/°C）、天然阻尼和长期尺寸稳定性。ZHHIMG® 生产直径达 20,000mm 的花岗岩气浮轴承，并采用 ISO 级公差控制，服务于全球精密设备制造商。

什么是气浮轴承？它们是如何工作的？

气浮轴承（也称静压轴承）依靠一层薄薄的压缩空气膜而非固体接触面来支撑载荷。压缩空气通过精密孔口流入轴承间隙，形成一层刚度接近于零的气膜，其厚度通常在 5 到 20 微米之间。

这种设计完全消除了机械接触，从而消除了困扰传统滚动轴承或滑动轴承的粘滑摩擦、磨损颗粒和振动源。其结果是：实现了平稳、无间隙的运动，定位精度达到纳米级。

对于半导体晶圆处理、坐标测量机 (CMM) 和 AOI (自动光学检测) 设备而言，这种零摩擦特性并非可有可无，而是吞吐量和良率规格的基本前提。

为什么花岗岩是气浮结构的理想材料？

1. 出色的热稳定性

花岗岩的热膨胀系数约为 8 × 10⁻⁶/°C，这意味着其尺寸变化小于每摄氏度 0.001 毫米。相比之下，钢的热膨胀系数约为 12 × 10⁻⁶/°C。

在环境温度控制严格（通常为±0.5°C）的半导体制造厂中，这种稳定性可确​​保测量系统在不同班次和批次运行中保持校准。ZHHIMG®黑色花岗岩具有致密的晶体结构（密度≈3100kg/m³），其固有的热质量可抵抗温度的快速波动。

2. 优异的振动阻尼性能

花岗岩的天然微观结构比钢材更能有效地吸收振动能量。钢材振动时阻尼极小，能量会在结构中回荡。而花岗岩则能从内部抑制振动，从而减少高速扫描和重复扫描过程中的谐波共振。

对于以千赫兹帧速率运行的光学检测系统而言，这种阻尼可以直接转化为图像模糊减少和更快、更可靠的缺陷检测。

3. 耐腐蚀性和使用寿命

精密花岗岩部件能够抵抗冷却液、清洁剂和空气中水分的腐蚀。钢制轴承需要保护涂层（镀铬、镀镍或陶瓷），但这些涂层会随着时间推移而老化。花岗岩的矿物结构化学性质稳定，能够保持表面平整度和精度，使用寿命可达数十年。

4. 尺寸稳定性随时间的变化

钢制部件在机械加工和热处理过程中会积累残余应力。经过数月甚至数年，这些内应力会缓慢释放，导致尺寸偏差——这对需要可追溯校准的计量设备来说是灾难性的。

花岗岩作为一种天然火成岩，已经经历了数百万年的地质“退火”。其晶体基质几乎没有蠕变或应力松弛，在正确使用的情况下可以无限期地保持平整度规格（<1μm/1000mm）。

花岗岩气浮轴承、钢制气浮轴承和陶瓷气浮轴承：直接对比

要点总结

对于需要大尺寸结构（行程>1000mm）和长期稳定性的超精密应用——例如半导体设备、大型三坐标测量机、工业CT扫描仪——花岗岩气浮轴承可提供最低的总体拥有成本。而钢制和陶瓷气浮轴承则在紧凑型、高速旋转应用中表现出色，在这些应用中，重量轻或最大刚度重量比是主要的性能指标。

花岗岩气浮轴承的主要应用领域有哪些？

半导体制造与检测

• · 晶圆处理阶段需要无颗粒、非接触式运动
• · 用于微米级分辨率缺陷检测的AOI（自动光学检测）系统
• · IC 测试处理人员需要快速、可重复的定位
• · 用于包装完整性验证的工业CT设备
• · 用于航空航天和汽车零部件检测的坐标测量机 (CMM)
• · 用于校准参考系统的激光干涉仪平台
• · 光学透镜和模具表面轮廓的形状测量系统
• · 用于光学透镜和模具镶件加工的数控磨床
• · 用于微加工的高速铣削中心
• · 需要无振动直线运动的线切割放电加工平台
• · 用于平板显示器质量控制的TFT-LCD检测系统
• 用于生物和材料研究的显微镜平台
• · 需要跟踪精度的望远镜安装系统

精密计量

精密加工

光学系统

为什么选择 ZHHIMG® 来满足您的花岗岩气浮轴承需求？

制造能力

中汇集团（ZHHIMG®）运营着全球最大的工厂之一。精密花岗岩加工设施：

• · 最大加工尺寸：20,000 × 4,000 × 1,000 毫米
• · 单件承重能力：高达100吨
• · 月产能：20,000 套（5000mm 规格）
• · 表面平整度公差：可达到<1μm/1000mm

质量保证

每台 ZHHIMG® 花岗岩气浮轴承在发货前都经过严格检验：

• · 德国 Mahr 微型指示器系统（分辨率 0.1μm）
• · 英国雷尼绍激光干涉仪用于线性测量验证
• · Swiss Wyler 电子水平仪，确保几何精度

全球客户群

ZHHIMG® 为全球领先的精密设备制造商提供精密花岗岩部件，其中包括：

• · Akribis Systems（新加坡）——精密运动系统
• · STI半导体 – 半导体处理设备
• · Flex（以色列）——制造服务
• · Wyler AG（瑞士）——精密测量仪器
• · Vitrox（马来西亚）——电子组装检测设备

凭借全球供应链经验，ZHHIMG® 能够了解一级精密设备制造商的技术规格、文档要求和交付期望。

常见问题解答：用于精密应用的花岗岩气浮轴承

1. 与钢制气浮轴承相比，花岗岩气浮轴承的使用寿命有多长？

在合适的空气供应（经ISO 8573-1标准过滤，压力符合规范）下，花岗岩气浮轴承可保持20年以上的精密平面度。而钢制轴承由于涂层磨损和表面劣化，可能需要每3-5年进行一次翻新。零摩擦设计意味着轴承表面本身不会发生机械磨损。

2. 花岗岩气浮轴承能承受高加速度和高速度吗？

是的。气浮轴承几乎没有摩擦，即使在大尺寸平台上也能实现超过 1g (9.8m/s²) 的加速度。定位平台的典型移动速度为 100-500mm/s，扫描应用的移动速度则超过 1000mm/s。动态负载能力取决于气压和孔口设计——ZHHIMG® 的工程师会根据您的具体有效载荷和性能要求优化轴承几何形状。

3. 需要什么样的空气供应规格？

标准规格包括：

• · 供气压力：4-8 巴（58-116 磅/平方英寸）
• · 空气洁净度：ISO 8573-1:2010 2级（≤1μm颗粒尺寸）
• · 露点：-40°C 或更低（以防止水汽凝结）
• · 油耗：因轴承尺寸而异；通常每个轴承 20-100 升/分钟

4. 花岗岩与其他天然石材（如铸铁或矿物铸件）相比如何？

铸铁具有优异的阻尼性能，但热稳定性和耐腐蚀性较差。矿物铸造（环氧树脂结合花岗岩骨料）具有良好的阻尼性能和热稳定性，但缺乏天然花岗岩的长期尺寸稳定性。ZHHIMG®采用专有的黑色花岗岩，其矿物成分经过优化，可实现最佳的稳定性和阻尼性能。

5. ZHHIMG® 能达到怎样的平面度和平行度公差？

精密花岗岩气浮轴承的标准公差：

• · 平面度：<1μm/1000mm (<2μm/2000mm)
• · 平行度：<2μm/1000mm
• · 直线度：<1μm/1000mm
• ·表面粗糙度：Ra <0.2μm（抛光轴承表面）

可根据要求提供更严格的公差——请咨询 ZHHIMG® 工程部门以获取特定应用规格。

6. ZHHIMG® 为 OEM 客户提供哪些文档和支持？

ZHHIMG® 提供：

• · 材料证书，包括矿物成分和物理性能
• · 包含测量尺寸数据的检验报告
• · 带有公差标注的装配图
• · 表面处理规格（如适用）
• · 为轴承选型和集成指导提供应用工程支持

准备升级您的精密运动系统？

对于需要零摩擦、长期稳定性和高精度测量的应用而言，花岗岩气浮轴承是理想之选。无论您是设计新一代半导体检测设备、坐标测量机还是工业CT系统，高密度花岗岩的材料特性都能提供无可替代的优势。

ZHHIMG® 将 20,000 毫米级的制造能力与微米级的公差控制相结合，为全球精密设备制造商提供始终如一的质量和具有竞争力的价格。

立即联系 ZHHIMG® 工程部门，探讨您的花岗岩气浮轴承需求。请提供您的应用规格、行程范围和精度要求，我们将在 3-5 个工作日内为您提供初步设计方案。