07.09.2022 01:09
Subject: ACE小型ショックアブソーバーのカスタマイズで最適な保護性能を実現
半導体産業では、集積回路の小型化、高効率化、高速化、低コスト化を実現するために、構造の微細化が進められている。マイクロエレクトロニクスの進歩に伴い、ウェーハをクリーンかつ安全に搬送するためのハンドリングシステムへの要求が高まっています。カスタマイズされたアプリケーションでは、ACEの10個の小型ショックアブソーバーが各リニア軸を保護します。
フォトリソグラフィーは、マイクロエレクトロニクス部品や回路の製造、およびマイクロシステムの製造におけるキーテクノロジーである。このプロセスでは、フォトマスクから構造パターンを、ウェーハ上の感光性フォトレジスト薄膜に転写する。そのため、設計者は自動化されたプロセスのプログラミングとシーケンスのモニタリングに細心の注意を払い、完璧な生産を実現しています。マイクロプロセッサーやメモリーチップの需要に応えるため、また、ウェハーの生産は信頼性が最も重要であるため、多くのチップメーカーはハンドリングシステムの分野で自社サプライヤーと協力しています。これらの企業は、生産工程に大きなリスクなく関与することができ、通常、ドライブ、コントロール、リニア軸のための高品質で実績のある標準コンポーネントを設計に装備しています。クリーンルームでも使用できる堅牢で機械的、電流に依存しない機械要素によって、後者を最善の方法で確保するために、ACE Stoßdämpfer GmbHと協力関係にあるのです。また、ランゲンフェルト社は、豊富なカタログ製品に加え、カスタマイズされたソリューションを提供していることも、提携の重要な理由です。これらをACEの経験豊富なエンジニアチームが、ソフトウェアを使って各部品を精密に設計し、ACEのテストラボでテストすることで、半導体メーカーの要求に的確に応えています。このようにして、お客様とともに、すべての生産軸を効果的に保護し、取り扱い時のダメージを排除しているのです。
Design, simulation, test bench: How ACE turns standard dampers into unique products
社名が示すように、ACEの強みのひとつは衝撃吸収技術の分野です。米国発のメーカーで、約60年前に初めて産業用調整式ショックアブソーバを市場に送り出しました。2016年からスタビラスグループの一員となった同社は、工業用ガススプリング、回転ブレーキ、クランプエレメントなど、振動を減衰させる数々のソリューションなどの部品も設計者に提供しています。その中で、小型・産業用ショックアブソーバは、安全用ショックアブソーバと同様、ACEの中心的な事業分野であることに変わりはありません。これらの製品に関連する独自のノウハウは、米国と欧州の開発エンジニアによって長年にわたり継続的に拡張されており、このアプリケーションにおいてもお客様の望む結果を導くことができます。
チップ生産では、高精度で摩擦のない軸を、当該用途に応じたハンドリングシステムに搭載しています。メーカーによると、そのX軸とY軸は、センターポール軸(CP)と同様に、システム全体が破損しないことを100%保証するために、衝突時に最大許容力の荷重をかけることしかできないそうです。そのため、このアプリケーションでは、3つのアクスルにACEの小型ショックアブソーバから3種類のショックアブソーバを搭載する必要がありました。Y軸にはM20ネジの小型ショックアブソーバを4個、X軸には4個、ただしM18ネジ、CP軸には2個、M25ネジが使用されている。
まず、ACEはお客様と協力して、3つの車軸それぞれに適切なダンパーの種類を決定し、お客様から提示された仕様を正確に満たす必要がありました。さらに、ACEのエンジニアには、衝突時に許容される最大支持力が伝えられました。例えばY軸の場合、以下のようなパラメータを分解して、それぞれ1つのダンパーを作成しました。質量m=95.85kg、速度v=1.08m/sであるから、運動エネルギーは55.90Nmに相当する。この車軸の最大許容支持力は5,700Nmであった。この情報をもとに、第2段階として、ACEの開発部門は、電気駆動の質量力と速度で考えられる小型ショックアブソーバの種類の穴あけパターンをシミュレーションしました。図3が示すように、14mmのストローク全体でエネルギーと速度を均一に減速させることができ、最大支持力を約5,300N・mまで下げることができた。ACEは、機械部品による他の2つの車軸の保護についても、可能な限り最高の仕様値を満たすことができました。最後の第3段階として、シミュレーション結果に基づいてカスタムメイドされた小型ショックアブソーバは、徹底的なテストを経てハイテク企業の顧客に納品された。それ以来、ACEの10個の小型ショックアブソーバーは、ウェハー生産で使用される各ハンドリングシステムの3つの移動軸すべてにおいて、カスタマイズされた保護機能を提供しています。
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