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윤활유 열화 방지를 위한 열간 몰드 프레스 공정에서의 파이프라인 모듈 열유동해석
이원석(W. S. Lee),김재경(J. K. Kim),박윤아(Y. A. Park),전의식(E. S. Jeon) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
직선운동 볼가이드는 일반적으로 2 개의 레일을 병렬로 사용하여 다축 구속의 안내 구조를 형성하며 진직도, 평탄도, 평행도 등의 정렬 오차를 평균화하여 운동 오차를 감소시키는 특성이 있다. 이러한 특성으로 LM 가이드는 공작기계, 정밀 스테이지, 반도체 제조 장비, 로봇 등에 널리 사용되며 다양한 부하와 운전 조건에 적용하기 위해서는 정적, 동적, 열적 특성이 고려되야 한다. 반도체 칩의 봉지를 위한 열간 몰드 프레스 공정은 각종 분진 발생과 프레스에서 발생하는 열로 인하여 열악한 환경이 형성되며 이로 인해 설비에 부착된 LM 가이드는 프레스로부터 공정 온도가 전달되어 운전 온도가 매우 높아지게 된다. 이에 따라 LM 가이드에 사용되고 있는 윤활유는 외부 환경에 의해 열화되고 이는 설비의 정밀도 및 수율이 저하되는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 고온에서 사용 가능한 그리스를 선정하여 연속적으로 주입하고 있으나 구동부까지 전달되는 과정에 있어 열간프레스의 복사 및 전도로 인해 윤활유 열화 현상이 여전히 남아 있는 상태다. 본 논문에서는 윤활유를 송급하는 과정에 있어 외부로 노출된 부품에 대하여 열전달을 차단하기 위해 접합부에 단열재를 적용하고 이송용 튜브의 재질을 변경하였다. 이송 튜브의 온도 변화는 유한요소해석을 통해 확인하였으며 해석 결과를 바탕으로 각 조건이 윤활유의 온도 변화에 미치는 영향을 분석하고 각 조건별 유의성을 확인하였다.