空氣軸承是什麼？空氣軸承原理、5大核心優勢和限制指南

在半導體、高階醫療設備、量測儀器等精密製造業中，空氣軸承可說是機器精準運作的靈魂零件。過去機械零件之間直接接觸，難免會產生摩擦、磨損，影響設備的穩定度和壽命。而空氣軸承透過一層薄薄的氣膜，讓零件就像漂浮般運轉，大幅降低摩擦和震動。想知道這項技術如何讓精密機械運行更順、更耐用嗎？本篇文章將帶你快速認識空氣軸承原理、常見應用，以及它的優點和限制，快跟我們一起看下去吧！

空氣軸承是什麼？它是如何打破傳統限制？

傳統機械零件在高速或長時間運作後，總因為接觸磨損而導致精度下滑，甚至產生熱量和故障。為了解決這個瓶頸，空氣軸承原理就是巧妙地利用高壓壓縮空氣，在軸與軸承面間形成氣膜，讓零件懸浮運動而不接觸，達到無摩擦、低震動、高精度的效果。

目前空氣軸承被廣泛應用於對精度要求最苛刻的領域，例如：半導體製程、精密定位平台，以及雷射掃描設備中，能提升加工品質與檢測穩定度，並延長機台使用壽命。更重要的是，空氣軸承免去了傳統滾珠或油膜軸承的金屬磨損和油汙問題，在需要高潔淨環境的光電與醫療產業裡更具優勢。

空氣軸承原理｜4關鍵機制，讓高精密機械靠空氣漂浮運轉

空氣軸承原理是以穩定氣流形成氣膜，讓運動件穩定地懸浮於微米級的氣體間隙中。接下來，將從4個核心面向，解析空氣軸承原理的運作機制，看看它如何讓設備在無接觸的情況下依然穩定、精準。

空氣軸承原理1.利用氣壓把零件撐起

來自外部氣源的壓縮空氣經節流器導入氣室後，會在軸與軸承面間產生氣壓，最終形成一層穩定的承載氣膜。這層氣膜能均勻分布壓力，將支撐軸或平台懸浮於表面上方運動。由於徹底排除了金屬接觸、零件間的磨耗和熱變形，讓設備運轉穩定性和精度大幅提升。

空氣軸承原理2.用多孔結構讓氣流更穩定

目前空氣軸承多採用陶瓷、碳或鋁合金等多孔材質設計，讓壓縮空氣能從無數微孔均勻流出。相較於傳統噴嘴型設計容易導致氣流集中、壓力不均，多孔結構能保持氣壓穩定，使軸心運動更平滑、定位誤差更小，並避免因單點壓力過大造成晃動。
 

空氣軸承原理3.氣壓平衡維持固定間隙

空氣軸承運作時，氣體在間隙中流動，氣膜的壓力會利用氣體的可壓縮性自動調整，讓支撐力維持平衡。當外部出現震動或負載變化時，氣膜會因外力變化而暫時變厚或變薄，氣體會同時流動到壓力較低的地方，重新分配壓力，讓支撐面迅速回到穩定狀態。因此，它能有效吸收震動、減少運動誤差，讓設備在運作狀態下保持固定間距，避免接觸或偏移。

以New way氣浮板為例，具有同時正壓與負壓的設計，能夠防止乘載的載板發生翹曲變形的狀況。如下圖所示，左圖為無同時正負壓設計，載板容易彎曲變形；右圖則能看到氣壓分布更均勻，支撐更穩定。（以下左圖為無同時正負壓設計；右圖為有同時正負壓設計。）

空氣軸承原理4.無金屬摩擦讓運動更穩定、更精準

空氣軸承的運動完全依靠氣膜支撐，摩擦係數極低；即使在高速或長時間運轉下，設備仍能保持高精度與穩定性，不會像傳統軸承那樣隨時間磨損而降級。軸與軸承的表面不會接觸，因此不會產生磨損、噪音，也不需要使用潤滑油。空氣軸承特別適合應用於光學檢測、晶圓製程，以及醫療設備等，對潔淨與穩定度要求極高的產線。

空氣軸承使用前必看：5大限制讓你先掌握設備適用性

空氣軸承雖具高精度與低摩擦特性，但運作條件嚴格，對環境與設計要求都較高。若忽略安裝或氣源條件，可能導致性能下降，甚至損壞。以下整理了使用空氣軸承的5大主要限制和注意事項：

穩定潔淨氣源是運作關鍵

空氣軸承依靠壓縮空氣維持氣膜穩定，若空氣中含油或微塵，就會破壞氣膜平衡，使軸承產生震動或偏移。因此必須搭配過濾和乾燥設備來淨化氣源，防止污染顆粒進入軸與軸承間的微小間隙，讓設備長期穩定運作。

承載能力有限、剛性較低

由於空氣密度低，氣膜支撐力有限，承載能力遠低於油膜或滾珠軸承。如果需應用於重載設備，就必須採取增加支撐面積或設計多氣腔結構分散壓力，能提高氣膜在受力時抵抗變形的能力，讓平台在高負載下仍保持平順運動，避免氣膜被壓縮變形影響精度。

對製造與組裝精度要求極高

空氣軸承的氣膜厚度僅數微米，對應的公差非常小。如果軸與軸承之間的軸心偏移或表面加工不夠平整，就會造成氣壓不均而引起震動。因此，除了軸承本身的製造品質必須達到高標準外，組裝時也必須使用量測儀器進行精準對位，讓設備運轉時的氣膜維持穩定。

斷氣時無法支撐，需安全保護

在設備運轉時，如果氣源突然中斷，氣膜會瞬間消失，軸與座面就會因直接接觸，造成刮傷或結構損壞。為避免這種風險，系統需要設置氣壓儲存裝置或緊急保護措施，在停氣時提供短暫支撐或控制平台下降速度，保障設備安全並降低損壞。

初期建置和維護成本高

空氣軸承需要穩定氣源、潔淨供氣系統，必須額外配置壓縮機、乾燥機與多級濾網。安裝和調整時也需專業人員操作，後續還需定期檢測氣路與密封性。雖然初期的建置成本偏高，但從空氣軸承原理帶來的長期低磨耗、高穩定運作，適合追求高精度與低維修需求的高階設備。

空氣軸承5大核心優勢：為什麼高階設備都靠它提升精度和效率

優勢1.無接觸運作，消除摩擦與磨損

空氣軸承能在完全無接觸的狀態下運作，透過氣膜讓運動面保持穩定間距，消除金屬摩擦和磨耗。如果追求更高穩定性，星泰國際所提供的NEW WAY空氣軸承採用多孔結構設計，氣流能從無數微孔均勻分布、壓力更穩定，可有效降低偏擺和微震動，進一步提升運作的精度和平穩性。

優勢2.高精度與高穩定度的運動控制

空氣軸承能精準控制運動位置，依設備規格和設計不同，最高可達亞微米級定位精度。而NEW WAY空氣軸承採用高穩定氣膜設計，相較傳統噴嘴式軸承氣流穩定度提升約10倍，即使在高速運轉下，它依然能維持平衡支撐和精準定位，特別適合半導體、雷射切割，以及精密量測等高精度設備應用。

優勢3.低噪音、低震動運轉特性

空氣軸承原理是透過一層氣膜取代傳統的金屬摩擦，能有效吸收震動並降低共振，使設備運行時幾乎無噪音。以星泰國際的NEW WAY空氣軸承為例，因具備低震動與靜音特性，常被應用於醫療成像、光學量測和奈米級定位設備，能在極靜環境中安靜運作，最大程度地減少外部振動和噪音對精密操作的干擾。

優勢4.免潤滑、無污染的潔淨設計

空氣軸承利用純淨的氣膜提供無摩擦支撐，徹底告別傳統機械軸承所需的潤滑油，因此不會產生油霧或殘留污染。星泰國際的NEW WAY空氣軸承已通過嚴格的ISO Class 3 潔淨室等級標準認證；成為電子製造、光學儀器或醫療設備產線的完美選擇，能在對粉塵與污染物控制要求最為苛刻的製程環境中，持續提供低污染、高穩定的運作表現。

優勢5.維護簡單，降低日常保養負擔

由於空氣軸承原理的無接觸特性，使運動面無接觸也不會產生油汙堆積，讓保養需求降至最低，只需定期檢查氣源品質和過濾系統，維持氣體潔淨即可。在這個部分，為了增加維護的方便性，星泰NEW WAY空氣軸承更採用了聰明的模組化設計，有效縮短維修時間並降低停機風險，讓產線能夠持續、穩定地全速運轉。

空氣軸承vs其他軸承：哪種軸承最適合你的產線？

空氣軸承

空氣軸承利用壓縮氣體形成氣膜支撐，卓越的運動穩定性、極高的定位精度和無污染的潔淨特性，特別適合光學量測、半導體與奈米定位等高精密環境。雖然初期投資成本較高，但能有效延長設備壽命，長遠來看是維持產線穩定和產能的關鍵投資。其中，星泰國際NEW WAY空氣軸承採用多孔氣膜設計，壓力分布更均勻、穩定度相較傳統設計提升10倍，進一步為產線帶來更高的良率。
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滾珠軸承

滾珠軸承以鋼珠滾動支撐軸運動，設計技術已相當完善且成本低，廣泛應用於各類機械與傳動設備。由於鋼珠與軌道之間為金屬接觸，長時間運轉後容易產生磨損與間隙，降低運轉精度與使用壽命。相較於空氣軸承，滾珠軸承在靜音性與穩定度方面較弱，難以滿足要求極高精度或無塵環境的先進設備需求。〈產品推薦：各式軸承〉

液靜壓軸承

液靜壓軸承利用高壓油液在軸與軸承面間形成油膜承載重量，具備高剛性與強大承載能力，常用於重載與大型加工設備。但油溫變化可能影響精度，且潤滑油存在污染風險，因此不適合應用於無汙染、高潔淨度要求的精密製程或產線。

空氣軸承vs其他軸承比較表

結論

空氣軸承在精密設備進行定位、量測或高速移動中，能提供穩定、低震動且高精度的表現，特別適合光學檢測、半導體及自動化產線使用。作為多孔性氣膜軸承技術的全球領導品牌NEW WAY的授權夥伴，星泰國際深耕於精密定位和傳動控制領域，透過持續的創新研發，為企業提供最佳的解決方案。別讓傳統機械軸承成為產線良率的瓶頸，現在就與我們聯繫、加入星泰國際官方LINE，了解更多。