Viele Fachleute in der Präzisionsfertigung stehen vor einem schwierigen Problem: Neu eingeführte Referenzplattformen verlieren nach der Inbetriebnahme allmählich an Ebenheit und Genauigkeit, was ein Nachschleifen im Werk erforderlich macht. Diese Genauigkeitsminderung ist selten auf alltäglichen Verschleiß zurückzuführen. Sie entsteht hauptsächlich durch die langsame Freisetzung von Restspannungen im Substrat, die die Referenzoberfläche verformen. Unter den verschiedenen Referenzträgern für die Messtechnik vermeiden Granit-Oberflächenplatten dank ihrer geringen Eigenspannung effektiv Verformungen durch Spannungsfreisetzung. Einmal bearbeitet, behalten sie über lange Zeit eine hohe Präzision und eignen sich daher als bevorzugte Referenz für eine langfristig stabile Messtechnik.
Innere Spannungen sind unsichtbare Spannungen, die im Material eingeschlossen sind. Metallische Substrate wie Gusseisen und Stahl akkumulieren beim Gießen, Schmieden und Schneiden leicht hohe Eigenspannungen. Selbst nach einer Wärmebehandlung vor der Auslieferung lassen sich diese Eigenspannungen kaum vollständig abbauen. Sie bauen sich langsam unter Temperaturschwankungen, Dauerbelastung und langer statischer Lagerung ab und verursachen dabei minimale, unsichtbare Verformungen. Bei Präzisionsprüfungen im Nano- und Mikrometerbereich kann bereits eine minimale Verformung die Referenzebene verzerren und eine kontinuierliche Drift der Messdaten auslösen. Dies führt zu häufigen Kalibrierungen und Nacharbeiten und erhöht somit die Betriebskosten. Kostengünstige Steinmessgeräte bergen ähnliche Risiken: Minderwertiges Gestein akkumuliert beim Abbau und Schneiden hohe Spannungen. Obwohl ihre Präzision kurzfristig ausreichend erscheint, treten nach einigen Monaten im Einsatz Verformungen auf, und die Genauigkeit nimmt rapide ab.
Hochwertige Granitrohblöcke werden sorgfältig ausgewählt. Das Gestein hat über Millionen von Jahren eine natürliche geologische Alterung durchlaufen, wodurch die ursprünglichen inneren Spannungen vollständig abgebaut wurden. Nach dem Abbau und dem Zuschnitt wird der Rohstein einer speziellen statischen Aushärtung unterzogen. Große Blöcke werden im Steinlager gelagert, damit sich die beim Zuschnitt entstehenden Spannungen vor dem Schleifen langsam abbauen können. Dies ist entscheidend für spannungsarme Endprodukte und minimiert das Risiko von Verformungen von vornherein. Nur Blöcke mit stabilem Zustand und qualifiziertem Spannungsabbau werden zum Feinschleifen in die Konstanttemperaturwerkstatt transportiert.
Die Bearbeitungsverfahren sind darauf ausgelegt, Spannungen zu kontrollieren. Beim Schruppen wird überschüssiges Material schrittweise abgetragen, um die Entstehung neuer Spannungen durch starkes, einmaliges Schneiden zu verhindern. Zwischen den Schleifgängen werden statische Stabilisierungsphasen eingelegt, um den inneren Zustand vor der Weiterbearbeitung auszugleichen. Die Schlichtbearbeitung erfolgt in einer temperatur- und schwingungsgedämmten Werkstatt, um zusätzliche Spannungen durch Temperaturunterschiede zu vermeiden. Nachdem die Zielplanheit durch Schleifen erreicht wurde, werden die fertigen Platten statisch geprüft, um Planheitsänderungen zu überwachen. Die Produkte werden erst verpackt und versendet, nachdem sichergestellt wurde, dass keine Verformungen durch langsame Spannungsentspannung auftreten. 
Der offensichtlichste Vorteil spannungsfreier Eigenschaften liegt in der langfristigen Genauigkeitserhaltung. Sobald eine spannungsarme Granit-Messplatte in ihre endgültige Form gebracht wurde, bleibt ihre Referenzgeometrie über Jahrzehnte stabil, selbst ohne starke Überlastung oder heftige Stöße. Die Genauigkeit nimmt nur sehr langsam ab. Im Vergleich zu Metallplattformen und minderwertigen Steinmesssteinen erfordert sie deutlich weniger Nachbearbeitung und Nachschleifen und gewährleistet eine gleichbleibende Messleistung. Für Metrologielabore, universitäre Forschungsplattformen und Kalibrierstationen der Halbleiterindustrie, die langfristig stabile Referenzen benötigen, reduzieren diese Granitplatten den Austausch von Messmitteln und die Ausfallzeiten für die erneute Überprüfung und sichern so kontinuierlich zuverlässige Daten für Produktion und Forschung.
In der Ultrapräzisionsindustrie wird die Zuverlässigkeit eines Referenzmaßstabs nicht nur anhand seiner Präzision bei der Auslieferung, sondern auch anhand seiner Stabilität über Jahre oder Jahrzehnte hinweg beurteilt. Die Beseitigung von Eigenspannungen bedeutet die Eliminierung einer langfristigen, versteckten Gefahr für die Genauigkeit. ZHHIMG etabliert einen umfassenden Prozess zur Spannungssteuerung, der die Rohmaterialauswahl, die Lagerung der Steine, die stufenweise Bearbeitung und die Nachbearbeitungsüberwachung umfasst. Dadurch bleiben die Granitoberflächenplatten frei von durch Eigenspannungen verursachten Verformungen. Dank stabiler Substrateigenschaften behalten die Platten auch nach der Bearbeitung ihre hohe Präzision. Gemäß der Qualitätspolitik, dass keine Anforderung zu streng ist, bietet ZHHIMG langlebige und stabile Metrologie-Referenzmaßstäbe für die globale Ultrapräzisionsindustrie.
Veröffentlichungsdatum: 24. September 2026