연구보고서
| 보고서명 | 고출력 전자빔을 이용한 고세장비 미세홀 가공장비 및 공정기술개발 (3차년도 연차보고서) |
| 연구책임자 | 강은구 |
| 발행년도 | 2018 |
| 내 용 | A기술) □ 고세장비 미세홀 가공용 고출력 전자빔 소스시스템 개발 (가) 고출력 전자빔 건 모듈 시작품 제작 - 전자빔 방출 유닛의 성능 향상 연구(빔 휘도, 수명 등) - 고출력 전자빔 건의 냉각 및 오염방지 유닛 설계/제작 - 전자빔 건 진공챔버 및 고압전기 제어부 제작 - 전자빔 방출특성연구(휘도/I-V특성 등) (나) 고출력 전자빔 고속제어 유닛 설계/제작 - CL/OL 집속렌즈 성능안정화(온도 대응력 향상 등) - 편향/셔터 코일 및 보빈 수정보완(자기 특성 안정화 및 향상 등) - 전자빔 수차보정 및 얼라인 유닛 설계/제작(Off-axis/Stigmator 등) - 전자빔 고속 제어 모듈 시작품제작 - 집속 및 고속 동적제어 성능분석(전류/자기장/온도 특성 등) (다) 전자빔 건 및 고속제어모듈 통합 칼럼 설계/제작 - 고출력 전자빔 건 및 집속/편향 유닛 통합 칼럼 설계/제작연구 - 고효율 냉각장치 수정보완 연구 - 고속동기화 오염방지유닛 및 진공칼럼 모듈 설계/제작 및 기초연구 - 고출력 전자빔 건 및 집속/편향 유닛 통합 성능분석(집속도, 휘도, 동기화 특성 등) (B기술) □ 고출력 전자빔 미세홀 가공시스템개발 (가) 진공용 선형 스테이지 제작 및 회전축 스테이지장치 설계 및 제작 <진공용 선형 스테이지 제작 및 성능 안정화> - 스테이지 응답속도, 속도리플 안정화 - 스테이지 이송정밀도 성능 향상 <진공용 5축 스테이지 설계> - 저자력/진공용 5축 스테이지 설계 및 제작 - 고진공 대응 부품소재를 적용한 스테이지 설계 및 제작 - 공간절약형 고정밀 회전축 구조 설계 - 진공 챔버 내 스테이지 구동 열원 배출을 위한 냉각라인 설계 - 전자빔 조사 안정성 확보를 위한 모터 자기장 차폐 설계 - 위치안정도 향상을 위한 구조 및 제어 연구 <자동 시편 얼라인 장치 수정보완> - 비전카메라를 이용한 가공물 매칭 알고리즘 개발 - 얼라인 장치의 오차 특성 분석 및 수정보완 <전자빔 미세홀 가공 시스템 시작품개발> - 진공 챔버 및 진공 시스템 시작품 개발 및 진공도 평가 - 스테이지 및 얼라인 장치 등 주요 부품 통합 및 성능평가 (나) 능동댐핑 장치 및 하이브리드 제진시스템 설계 및 제작 - 능동댐핑기 (Active Damping Device)형 진동저감 장치 제작 - DVF(Direct Velocity Feedback) 제어기 제작 - MR 댐퍼/ 멤브레인 복합 마운트 설계/제작 - DSP (Digital Signal Processor ) 제어기, 에어스프링 제어보드 제작 - 정밀 변위 Gap 센서 제작 (다) 5축 시스템용 진공챔버 및 스테이지 정적/동적 구조해석 - 진공챔버 및 리브구조의 최대응력 및 처짐 해석 - 최적 구조 도출을 위한 설계 기준안 제시 - 5축용 이송기구 정적 처짐 해석 및 구조 보강안 도출 - 이송기구 모달해석 및 작동조건에 따른 요소 선정 (라) 선형축용 시스템 통합제어 및 통합운용 S/W 안정화 <시스템 통합제어> - 전자빔용 컨트롤러를 이용한 선형축 구동 이송계 동기제어 적용 <전자빔 미세홀 가공 시스템의 통합운용 프로그램 안정화> - 이송계, 전자빔소스의 연동제어 기능 안정화 - 진공장치 및 소스/렌즈/측정유닛 기능 안정화 <미세홀 측정 장치 개발> - 미세홀 측정 시스템 개발 - 미세홀 측정 프로그램 개발 (마) 미세가공시스템 센서 및 계측 시스템 하드웨어 구축 - 가속도, 온도등, 기본 센서모듈 용 신호처리보드 제작 - 기본 기능 검사용 소프트웨어 제작 .하드웨어 초기화 루틴.외부 통신 루틴 (Serial, Ethernet).센서 인터페이스 루틴 - 상태감시 모니터링 및 진단 시스템의 감시 모듈 개발 (C기술) □ 고세장비 미세 홀 가공공정 개발 (가) 개발 테스트베드를 활용한(선진 전자빔 소스) 고경도, 고내식성 소재의 전자빔 가공 특성 분석 및 관통홀 부품의 전자빔 가공 공정분석 - 고출력 전자빔의 가공 조건(Power, 온도, Beam size등)에 따른 메탈 가공 특성 분석 - 개발 전자빔의 가공 변수(Power, 온도, Beam size등)에 따른 고속화 영향 분석 및 DB 구축 - 전자빔의 생산성 향상을 위한 가공 공정 개선 - 전자빔 제어 안정화 - 메탈, 세라믹 소재의 전자빔 가공 테스트 - 가공품 치구 개선 (나) 실험계획법을 이용한 최적조건 시험 및 가공품질 평가 - Backing material의 최적 조건 선정을 위한 공정 파라메타 선정 - 고경도 메탈 소재에 따른 가공 특성 비교 분석 - Backing material의 화학 구성비에 따른 에너지 빔 가공 특성 분석 - 실험계획법을 이용하여 가공 조건을 도출하고 이를 통해 가공 소재별 backing material의 최적 조건 확립 (다) 전자빔 미세홀 가공공정의 수치해석 모델 정밀도 향상 연구 - 공정조건별 기초 실험과 해석 결과의 비교분석을 통한 전자빔 흡수율 및 온도분포 해석 모델의 실험적 tuning - 소재 별, 공정 조건 별(빔사이즈, Frequency, Angle 등) 가공조건에 따른 해석 결과 DB 구축 - 온도분포 해석 모델을 이용한 미세홀 가공 형상의 예측 상용화 모델 개발 - 공정 결과 예측 모델 및 열영향부 분석 통합 모듈 개발 |
| 접수일 | 2023-01-25 |
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