KR20190005009A - Gantry beam reinforced by carbon composite material and reinforced beam for process equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔과 공정 장치용 보강 빔에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄소복합소재로 형성된 보강판들이 빔에 부착되어 강도가 보강된 갠트리 빔과 공정 장치용 보강 빔에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
일반적으로 갠트리 빔은 수평으로 길게 배치되고, 양측 지지대에 의해 지지되는 구조물이다. 상기 갠트리 빔은, CVD(Chemical vapor deposition) 공정, 디스플레이나 반도체 제조 공정, 3D 프린터 공정 등에서 사용되는 공정 장치에 적용된다. In general, gantry beams are horizontally long and supported by both side supports. The gantry beam is applied to a process apparatus used in a CVD (Chemical Vapor Deposition) process, a display, a semiconductor manufacturing process, a 3D printer process, and the like.
도 1은 종래 기술에 따른 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔의 열변형 상태를 나타낸 평면도이다.1 is a plan view showing a thermal deformation state of a carbon composite material reinforced gantry beam for a process apparatus according to the prior art.
도 1을 참조하면, 종래의 갠트리 빔(1)은, 알루미늄 소재로 형성된 빔(2)과, 상기 빔(2)의 길이에 대응되는 길이로 길게 형성되어 상기 빔(2)의 측면에 부착되는 CFRP(carbon fiber reinforced plastic) 보강판(4)을 포함한다. 상기 CFRP 보강판(4)은 상기 빔(2)의 강성을 증가시켜 처짐량을 감소시키고 고유진동수를 증가시키는 역할을 한다. 상기 빔(2)의 고유진동수가 증가하면 갠트리 빔의 운전 중 가속/감속/정지 시에 상기 빔(2)의 저진동수(low frequency) 출렁거림을 억제하는 효과가 있다. 이로 인하여 공정 장비의 위치 안정화 시간을 단축시켜 장비의 생산성을 높일 수 있다.1, a
그러나, 종래의 갠트리 빔(1)은, 알루미늄과 CFRP간의 열팽창 계수의 차이로 인해, 제조 후 운송시나 공정 장치가 설치된 공장 환경 내 주변온도가 일정 온도 이상 상승할 때는 상기 갠트리 빔(1)의 하면(1a)이 일방향(y)으로 볼록하게 변형되고, 온도가 일정 온도 이상 하강할 때는 상기 하면(1a)이 타방향(-y)으로 오목하게 변형되는 현상이 발생된다. However, in the
이러한 현상은, 상기 CFRP 보강판(4)이 상기 빔(2)의 길이방향의 변화를 억제시키기 때문에 일어나며, 이러한 변형으로 인해 공정 장치의 정밀도가 저하될 수 있고, 안정성이 저하되는 문제점이 있다.This phenomenon occurs because the CFRP
또한, 공정에 사용되는 디스플레이의 크기가 커질수록 상기 갠트리 빔(1)의 길이도 길게 제조되는 바, 일방향으로만 오목 또는 볼록하게 변형될 경우에는 상기 갠트리 빔(1)의 길이가 길수록 열변형량이 증가되는 문제점이 있다. In addition, as the size of the display used in the process increases, the length of the
상기 CFRP 보강판(4)을 상기 빔(2)의 대향면에 대칭적으로 부착하여 열변형을 억제할 수 있으나, 상기 빔(2)의 한 쪽 면에는 리니어 모터나 리니어 모션 가이드 레일 등이 부착되어야 하므로 상기 CFRP 보강판(4)을 대칭적으로 부착할 수 없는 경우가 많다. 따라서 상기 CFRP 보강판(4)을 상기 빔(2)의 일면에만 부착하면서도 열변형을 억제할 수 있는 기술의 필요성이 대두되었다. The
본 발명의 목적은, 주변 온도 변화에 따른 빔의 열변형량을 최소화시킬 수 있는 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔과 공정 장치용 보강 빔을 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide a carbon composite material reinforced gantry beam for a process apparatus and a reinforcing beam for a processing apparatus capable of minimizing thermal deformation amount of a beam according to an ambient temperature change.
본 발명에 따른 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔은, 빔과; 상기 빔과 열팽창 계수가 다른 탄소복합소재로 형성되고, 상기 빔의 일측면에서 상기 빔의 길이방향을 따라 미리 설정된 설정간격으로 이격된 위치에 각각 부착되어, 온도 상승으로 인한 열변형 발생시 상기 부착된 부분이 일방향으로 팽창되어 볼록부를 형성하면, 상기 부착된 부분들 사이의 나머지 부분들은 반대방향으로 팽창되어 오목부를 형성하여, 상기 볼록부와 상기 오목부가 상기 빔의 길이방향을 따라 교대로 반복적으로 형성되도록 하는 복수의 보강판들을 포함한다.A carbon composite material reinforced gantry beam for a process apparatus according to the present invention comprises: a beam; The beam is formed of a carbon composite material having a thermal expansion coefficient different from that of the beam and is attached to a position spaced apart from the one side of the beam by a preset interval along the longitudinal direction of the beam, When the portion is expanded in one direction to form a convex portion, the remaining portions between the attached portions are expanded in opposite directions to form a concave portion so that the convex portion and the concave portion are repeatedly formed alternately along the longitudinal direction of the beam And a plurality of reinforcing plates for allowing the reinforcing plate.
본 발명에 따른 공정 장치용 보강 빔은, 제1열팽창 계수를 갖는 소재로 형성된 빔과; 상기 제1열팽창 계수와 다른 제2열팽창 계수를 갖는 소재로 형성되고, 상기 빔의 일측면에서 상기 빔의 길이방향을 따라 미리 설정된 설정간격으로 이격된 위치에 각각 부착되어, 온도 상승으로 인한 열변형 발생시 상기 부착된 부분이 일방향으로 팽창되어 볼록부를 형성하면, 상기 부착된 부분들 사이의 부분들은 반대방향으로 팽창되어 오목부를 형성하여, 상기 볼록부와 상기 오목부가 상기 빔의 길이방향을 따라 교대로 반복적으로 형성되도록 하는 복수의 보강판들을 포함한다.A reinforcing beam for a processing apparatus according to the present invention comprises: a beam formed of a material having a first thermal expansion coefficient; And a second thermal expansion coefficient which is different from the first thermal expansion coefficient and is attached to a position spaced apart from the one side of the beam by a predetermined interval along the longitudinal direction of the beam, When the attached portion expands in one direction to form a convex portion, the portions between the attached portions are expanded in opposite directions to form a concave portion so that the convex portion and the concave portion are alternately arranged in the longitudinal direction of the beam And a plurality of reinforcing plates which are formed to be repeatedly formed.
본 발명의 다른 측면에 따른 공정 장치용 보강 빔은,제1열팽창 계수를 갖는 소재로 형성된 빔과; 상기 제1열팽창 계수와 다르고, 적어도 2개가 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 소재로 형성되고, 상기 빔의 일측면에서 상기 빔의 길이방향을 따라 미리 설정된 설정간격으로 이격된 위치에 각각 부착되어, 온도 상승으로 인한 열변형 발생시 상기 부착된 부분이 일방향으로 팽창되어 볼록부를 형성하면, 상기 부착된 부분들 사이의 부분들은 반대방향으로 팽창되어 오목부를 형성하여, 상기 볼록부와 상기 오목부가 상기 빔의 길이방향을 따라 교대로 반복적으로 형성되도록 하는 복수의 보강판들을 포함한다.According to another aspect of the present invention, a reinforcing beam for a processing apparatus comprises: a beam formed of a material having a first thermal expansion coefficient; And at least two of them are formed of a material having a different coefficient of thermal expansion and are respectively attached to a position spaced apart from the one side of the beam by a preset interval along the longitudinal direction of the beam, The portions between the attached portions are expanded in opposite directions to form a concave portion so that the convex portion and the concave portion are formed in the longitudinal direction of the beam And a plurality of reinforcing plates which are alternately and repeatedly formed.
본 발명은, 빔과 열팽창 계수가 다른 소재로 형성된 복수의 보강판들이 상기 빔의 길이방향을 따라 소정 간격 이격되게 부착됨으로써, 온도 상승이나 온도 하강에 따른 열변형 발생시 상기 보강판들이 부착된 부분과 상기 보강판들이 부착되지 않는 부분들 중 어느 하나가 팽창 변형하면 다른 하나는 수축 변형하기 때문에, 열변형에 의한 볼록부와 오목부가 교대로 형성되어, 열변형량을 최소화시킬 수 있는 이점이 있다. A plurality of reinforcing plates formed of a material having a different coefficient of thermal expansion from a beam are attached to the beam with a predetermined spacing along the longitudinal direction of the beam so that when a thermal deformation occurs due to temperature rise or temperature drop, When one of the portions to which the reinforcing plates are not adhered is expanded and deformed, the other is contracted and deformed. Therefore, the convex portion and the concave portion due to thermal deformation are alternately formed, and the amount of thermal deformation can be minimized.
도 1은 종래 기술에 따른 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔의 열변형 상태를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔과 비교예들에 대한 열변형 해석 자료이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔의 열변형 해석 자료이다. 1 is a plan view showing a thermal deformation state of a carbon composite material reinforced gantry beam for a process apparatus according to the prior art.
2 is a perspective view illustrating a carbon composite material reinforced gantry beam for a process apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a thermal deformation analysis data of a carbon composite material reinforced gantry beam for a process apparatus and comparative examples according to an embodiment of the present invention.
4 is a thermal deformation analysis data of a carbon composite material reinforced gantry beam for a processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔을 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a carbon composite material reinforced gantry beam for a process apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 CFRP 보강 갠트리 빔(10)은, 빔(12)과 보강판들(20)(30)을 포함한다.Referring to FIG. 2, a CFRP-enhanced
상기 빔(12)은, 갠트리 장치에 구비되고 수평으로 길게 배치되어 지지대들(미도시)에 의해 지지되도록 형성된다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 빔(12)은 갠트리 장치 외에 다른 공정 장치에 사용되는 빔에도 적용 가능하다. The
상기 빔(12)은 금속 소재로 형성된다. 본 실시예에서는 상기 빔(12)은, 알루미늄으로 압출 성형된 것으로 예를 들어 설명한다. The
상기 빔(12)은 전체가 동일한 소재로 형성되는 것도 가능하고, 서로 다른 소재들로 형성되는 것도 물론 가능하다. 또한, 상기 빔(12)이 열팽창계수가 서로 다른 소재들로 형성될 수 있다. 상기 빔(12)이 열팽창계수가 다른 소재들로 형성될 경우,이하 상기 빔(12)의 열팽창 계수는 각 소재들의 열팽창계수의 평균값으로 설명한다. 상기 빔(12)이 길이 방향(X)으로 일정 구간마다 열팽창 계수가 다른 소재로 형성될 경우, 이에 따라 각 구간마다 후술하는 보강판들의 열팽창 계수를 다르게 설정할 수 있다. The
상기 빔(12)의 내부는 비어있는 중공 형태이거나, 트러스 구조 등을 포함할 수 있다.The interior of the
상기 보강판들(20)(30)은, 상기 빔(12)의 적어도 일측면에 부착되어 상기 빔(12)의 강도를 보강하는 역할을 한다. 상기 보강판들(20)(30)은 상기 빔(12)에 접착 등의 방법으로 부착되는 것도 가능하고, 볼트 결합 등으로 체결 고정되는 것도 가능하다.The reinforcing
상기 보강판들(20)(30)은, 상기 빔(12)과 열팽창 계수가 다른 소재로 형성된다. 상기 보강판들(20)(30)은, 탄소복합소재로 형성되며, 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)으로 형성된 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 탄소섬유강화플라스틱에 사용되는 섬유는, 일방향 연속섬유(unidirectional continuous fiber), 직물형 섬유(woven fiber) 등이 모두 가능하다. 또한, 성형성을 높인 LFPS(long fiber prepreg sheet)를 사용하여 제조한 CFRP 보강판도 사용 가능하다. The
상기 보강판들(20)(30)은, 상기 빔(12)의 전,후면 중 적어도 일면에 부착된 제1보강판들(20)과, 상기 빔(12)의 상,하측면 중 적어도 일면에 부착된 제2보강판들(30)을 포함한다.The
상기 제1보강판들(20)은 복수개가 서로 동일한 소재로 형성되는 것도 가능하고, 적어도 2개는 서로 다른 소재로 형성되는 것도 물론 가능하다. 또한, 상기 제1보강판들(20)은 서로 동일한 열팽창계수를 갖는 소재로 형성되는 것도 가능하고, 적어도 2개는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 소재로 형성되는 것도 물론 가능하다. 상기 제1보강판들(20)의 열팽창계수는 상기 빔(12)에 부착되는 부분의 열팽창계수에 따라 대응되게 설정될 수 있다. The plurality of
상기 제1보강판들(20)은, 상기 빔(12)의 후면에만 부착된 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 전면에만 부착되거나 전,후면에 모두 부착되는 것도 물론 가능하다.The
상기 제1보강판들(20)은, 상기 빔(12)의 길이방향(X)을 따라 미리 설정된 제1설정간격(d1)으로 이격된 위치에 복수개가 부착된다.A plurality of
상기 제1보강판들(20)은 홀수개로 이루어져, 상기 빔(12)의 길이방향(X)에 대한 중간 지점에 부착되는 제1중간 보강판(21)과, 상기 제1중간 보강판(21)을 중심으로 좌우 대칭을 이루도록 상기 제1중간 보강판(21)에서 상기 제1설정간격(d1)으로 이격되게 부착되는 복수의 제1사이드 보강판들(22)(23)을 포함한다.The
상기 제1보강판들(20) 중 적어도 하나는 항상 상기 중간 지점에 부착되어야 한다. 상기 빔(12)의 중간 지점의 강성이 가장 취약하고 처짐이 가장 크게 발생하기 때문에, 상기 제1중간 보강판(21)은 상기 중간 지점에 부착되어야 한다. 상기 제1중간 보강판(21)은 상기 중간 지점에 부착되고, 상기 중간 지점을 중심으로 좌우 대칭을 이루도록 상기 제1사이드 보강판들(22)(23)이 부착되면, 보강판들의 개수는 홀수개가 된다.At least one of the
상기 제1사이드 보강판들(22)(23)은 2개인 것으로 예를 들어 설명하나, 상기 제1사이드 보강판들(22)(23)의 개수는 상기 빔(12)의 길이나 상기 제1보강판들(20)의 크기 등에 따라 설정될 수 있다.The number of the first
상기 제1설정간격(d1)은 서로 동일하게 설정된다. 다만, 상기 제1사이드 보강판들(22)(23)이 상기 빔(12)의 양단으로부터 이격된 거리(d11)는 상기 제1설정간격(d1)과 다르게 설정될 수 있다. The first setting intervals d1 are set to be equal to each other. However, the distance d11 of the first side gathers 22 and 23 spaced from both ends of the
본 실시예에서는, 상기 빔(12)의 양단으로부터 이격된 거리(d11)는 상기 제1설정간격(d1)보다 작게 설정된 것으로 예를 들어 설명한다.In the present embodiment, the distance d11 spaced from both ends of the
상기 제2보강판들(30)은 복수개가 서로 동일한 소재로 형성되는 것도 가능하고, 적어도 2개는 서로 다른 소재로 형성되는 것도 물론 가능하다. 또한, 상기 제2보강판들(30)은 서로 동일한 열팽창계수를 갖는 소재로 형성되는 것도 가능하고, 적어도 2개는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 소재로 형성되는 것도 물론 가능하다. 상기 제2보강판들(30)의 열팽창계수는 상기 빔(12)에 부착되는 부분의 열팽창계수에 따라 대응되게 설정될 수 있다. The plurality of
상기 제2보강판들(30)은, 상기 빔(12)의 하측면에만 부착된 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상측면에만 부착되거나 상,하측면에 모두 부착되는 것도 물론 가능하다.The
상기 제2보강판들(30)은, 상기 빔(12)의 길이방향(X)을 따라 미리 설정된 제2설정간격(d2)으로 이격된 위치에 복수개가 부착된다.A plurality of
상기 제2보강판들(30)은 홀수개로 이루어져, 상기 빔(12)의 길이방향(X)에 대한 중간 지점에 부착되는 제2중간 보강판(31)과, 상기 제2중간 보강판(31)을 중심으로 좌우 대칭을 이루도록 상기 제2중간 보강판(31)에서 상기 제2설정간격(d2)으로 이격되게 부착되는 복수의 제2사이드 보강판들(32)(33)을 포함한다. The second reinforcing
상기 제2보강판들(30) 중 적어도 하나는 항상 상기 중간 지점에 부착되어야 한다. 상기 빔(12)의 중간 지점의 강성이 가장 취약하고 처짐이 가장 크게 발생하기 때문에, 상기 제2중간 보강판(31)은 상기 중간 지점에 부착되어야 한다. At least one of the
상기 제2사이드 보강판들(32)(33)은 2개인 것으로 예를 들어 설명하나, 상기 제2사이드 보강판들(32)(33)의 개수는 상기 빔(12)의 길이나 상기 제2보강판들(30)의 크기 등에 따라 설정될 수 있다. The number of the second
상기 제2설정간격(d2)은 서로 동일하게 설정된다. 다만, 상기 제2사이드 보강판들(32)(33)이 상기 빔(12)의 양단으로부터 이격된 거리(d12)는 상기 제2설정간격(d2)과 다르게 설정될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 빔(12)의 양단으로부터 이격된 거리(d12)는 상기 제2설정간격(d2)보다 작게 설정된 것으로 예를 들어 설명한다.The second setting intervals d2 are set to be equal to each other. The distance d12 of the
상기 제2보강판들(30)의 개수는 상기 제1보강판들(20)의 개수와 동일하다. 상기 제2보강판들(30)의 크기는 상기 제1보강판들(20)의 크기와 다르게 설정된 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고 동일한 크기를 사용하는 것도 물론 가능하다. 상기 제2보강판들(30)과 상기 제1보강판들(20)의 크기가 다를 경우, 상기 제1설정 간격(d1)과 상기 제2설정 간격(d2)은 다르게 된다. 그러나, 상기 제보강판들(30)과 상기 제1보강판들(20)의 크기가 다르더라도 상기 제2보강판들(30)의 각 중심과 상기 제1보강판들(20)이 각 중심은 전개도 상에서 동일 연장선상에 배치되도록 부착되어야 한다.The number of the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔과 비교예들에 대한 열변형 해석 자료이다.3 is a thermal deformation analysis data of a carbon composite material reinforced gantry beam for a process apparatus and comparative examples according to an embodiment of the present invention.
도 3a는, 상기 빔(12)에 일체형 보강판(50)을 부착한 대조군(S1)의 열변형 해석 자료이고, 도 3b는 상기 빔(12)에 10개로 분할된 10분할 보강판들(60)을 서로 이격되지 않게 부착한 시료(S2)의 열변형 해석 자료이고, 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 시료(S3)의 열변형 해석 자료이다. FIG. 3A is a thermal deformation analysis data of the control S1 in which the integrated reinforcing
도 3a를 참조하면, 분할되지 않고 상기 빔(12)의 길이방향으로 길게 형성된 종래의 일체형 보강판(50)을 부착한 대조군(S1)의 경우, 기준온도보다 온도가 상승하여 열변형 발생시 상기 빔(12)과 상기 일체형 보강판(50)의 열팽창 계수의 차이로 인해 일방향(y)으로만 팽창되는 것을 알 수 있다. 여기서, 기준온도는 제조시 온도를 의미한다. 상기 기준온도보다 온도가 하강하여 열변형 발생시 상기 빔(12)과 상기 일체형 보강판(50)의 열팽창 계수의 차이로 인해 상기 일방향(y)에 반대방향으로 수축된다. 즉, 상기 빔(12)은 온도가 상승 또는 하강함에 따라 열변형이 억제되지 못하고 일방향으로 변형이 발생한다. 3A, in the case of the control S1 in which a conventional integrated reinforcing
표 1은 다양한 시료들에 대한 열변형량과 고유진동수를 나타낸 해석결과이다.Table 1 shows the analysis results of thermal deformation and natural frequencies for various samples.
표 1을 참조하면, 상기 대조군(S1)의 경우, 1℃증가시 열변형량이 가장 큰 것을 알 수 있다. 열변형량은, 진직도(Straightness)와 편평도(Flatness)로 나타내고 있다.Referring to Table 1, in the case of the control group (S1), it can be seen that the thermal deformation is largest when the temperature is increased by 1 ° C. The amount of thermal deformation is expressed by straightness and flatness.
도 3b를 참조하면, 10개로 분할되지만 이격되지 않은 상기 10분할 보강판들(60)이 부착된 시료(S2)의 경우, 기준온도보다 온도가 상승하여 열변형 발생시 상기 빔(12)과 상기 일체형 보강판(50)의 열팽창 계수의 차이로 인해 일방향(y)으로만 팽창되는 것을 알 수 있다. 상기 기준온도보다 온도가 하강하여 열변형 발생시 상기 빔(12)과 상기 일체형 보강판(50)의 열팽창 계수의 차이로 인해 상기 일방향(y)에 반대방향으로 수축된다. 즉, 상기 시료(S2)의 열변형은 상기 대조군(S1)과 거의 동등하게 나타난다.Referring to FIG. 3B, in the case of the sample S2 having the 10-
표 1을 참조하면, 상기 시료(S2)의 경우, 1℃증가시 열변형량은 상기 대조군(S1)보다는 낮게 나타나지만, 상기 빔(12)만을 사용하는 경우에 비해서는 여전히 높은 것을 알 수 있다. 또한, 보강판 부착의 주요 목적인 고유진동수 증가효과도 저감됨을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the thermal deformation amount of the sample S2 is lower than that of the control S1 when the temperature is increased by 1 ° C, but is still higher than the case of using only the
표 1에서 5개나 8개로 분할되는 시료도 분할만 되고 서로 이격되지 않은 경우에 해당하며, 1℃증가시 열변형량은 상기 대조군(S1)보다는 낮게 나타나지만, 상기 빔(12)만을 사용하는 경우에 비해서는 여전히 높은 것을 알 수 있다.The number of samples divided into five or eight in Table 1 corresponds to a case where the samples are divided and not separated from each other. The thermal deformation amount is increased when the temperature is increased by one degree Celsius than the control S1. However, Is still high.
도 4는 도 3c에 도시된 보강 갠트리 빔의 열변형 배율을 50000배 증가시켜 나타낸 자료이다. FIG. 4 is a graph showing the thermal deformation magnification of the reinforcing gantry beam shown in FIG. 3C increased by 50000 times.
도 3c 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따라 서로 이격되게 상기 제1중간 보강판(21)과 2개의 제1사이드 보강판(22)(23)을 부착한 시료(S3)의 경우, 상기 기준온도보다 온도가 상승하여 열변형 발생시 상기 제1중간 보강판(21)과 상기 제1사이드 보강판(22)(23)이 각각 부착된 부분은 일방향(y)으로 팽창되어 하면이 볼록부(A)를 형성하고, 상기 제1중간 보강판(21)과 상기 제1사이드 보강판(22)(23)이 부착되지 않는 나머지 부분들은 반대방향으로 팽창하여 하면이 오목부(B)를 형성한다. 상기 기준온도보다 온도가 하강하여 열변형 발생시 상기 제1중간 보강판(21)과 상기 제1사이드 보강판(22)(23)이 각각 부착된 부분은 일방향(y)과 반대방향으로 수축되어 하면이 오목부를 형성하고, 상기 제1중간 보강판(21)과 상기 제1사이드 보강판(22)(23)이 부착되지 않는 나머지 부분들은 상기 일방향(y)으로 수축하여 하면이 볼록하게 형성된다. 3C and FIG. 4, in the case of the sample S3 having the first intermediate reinforcing
즉, 온도 상승으로 인한 열변형 발생시 상기 보강판(20)(30)이 부착된 부분이 일방향으로 팽창되어 볼록부를 형성하면, 상기 부착된 부분들 사이의 나머지 부분들은 반대방향으로 팽창되어 오목부를 형성하여, 상기 볼록부와 상기 오목부가 상기 빔의 길이방향을 따라 교대로 반복적으로 형성된다. 반대로 온도 하강으로 인한 열변형 발생시 상기 보강판(20)(30)이 부착된 부분은 수축되어 오목부를 형성하면, 상기 부착된 부분들 사이의 나머지 부분들은 반대방향으로 수축되어 볼록부를 형성한다. That is, when a thermal deformation due to a temperature rise occurs, a portion to which the reinforcing
상기와 같이, 상기 볼록부(A)와 상기 오목부(B)가 반복적으로 형성됨으로써, 상,하 양방향으로 팽창 또는 수축이 분배되기 때문에, 일방향(y)으로만 팽창 또는 수축하여 변형이 발생하는 경우에 비해 변형량이 훨씬 감소될 수 있다. As described above, since the convex portion A and the concave portion B are repeatedly formed, the expansion or contraction is distributed in both upward and downward directions, so that the deformation occurs due to expansion or contraction only in one direction y The deformation amount can be much reduced as compared with the case.
또한, 표 1을 참조하면, 상기 시료(S3)의 경우, 상기 볼록부(A)와 상기 오목부(B)에서 각각 1℃증가시 열변형량도 최소인 것을 알 수 있다. Referring to Table 1, in the case of the sample S3, it can be seen that the amount of thermal deformation at the convex portion (A) and the concave portion (B) is also minimized when the temperature is increased by 1 ° C.
또한, 표 1을 참조하면, 상기 시료(S3)의 경우, 1차 고유진동 모드에서 고유 진동수가 대조군(S1) 보다 더 증가한 것을 알 수 있다. 즉 1차 고유진동 모드에서 대조군(S1)의 고유진동수는 136.7이고, 시료(S3)의 고유진동수는 141.9임을 알 수 있다. 이러한 바람직한 결과가 얻어지는 이유는 본 발명 시료(S3)가 중간부 강성을 효과적으로 증가시킴과 동시에 보강판이 부착되지 않은 부분에서 질량이 감소하기 때문이다. 고유진동수가 증가하면 갠트리 빔의 운전 중 가속/감속/정지 시에 빔의 저진동수 출렁거림을 억제하여 위치 안정화 시간이 단축되므로 공정 장비의 생산성을 높일 수 있다.
Referring to Table 1, it can be seen that, in the case of the sample S3, the natural frequency is increased more than the control S1 in the first natural vibration mode. That is, in the first natural frequency mode, the natural frequency of the control S1 is 136.7 and the natural frequency of the sample S3 is 141.9. The reason why such a desirable result is obtained is that the sample S3 of the present invention effectively increases the intermediate stiffness and at the same time the mass decreases in the portion where the reinforcing plate is not adhered. As the natural frequency increases, the position stabilization time is shortened by suppressing the low vibration of the beam during acceleration / deceleration / stop during operation of the gantry beam, so the productivity of process equipment can be increased.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
12: 빔 20: 제1 보강판
21: 제1중간 보강판 22,23: 제1사이드 보강판
30: 제2 보강판 31: 제2중간 보강판
32,33: 제2사이드 보강판12: beam 20: first reinforcing plate
21: first intermediate reinforcing
30: second reinforcing plate 31: second intermediate reinforcing plate
32, 33: second side reinforcing plate
Claims (10)
상기 빔과 열팽창 계수가 다른 탄소복합소재로 형성되고, 상기 빔의 일측면에서 상기 빔의 길이방향을 따라 미리 설정된 설정간격으로 이격된 위치에 각각 부착되어, 온도 상승으로 인한 열변형 발생시 상기 부착된 부분이 일방향으로 팽창되어 볼록부를 형성하면, 상기 부착된 부분들 사이의 나머지 부분들은 반대방향으로 팽창되어 오목부를 형성하여, 상기 볼록부와 상기 오목부가 상기 빔의 길이방향을 따라 교대로 반복적으로 형성되도록 하는 복수의 보강판들을 포함하는 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔.A beam;
The beam is formed of a carbon composite material having a thermal expansion coefficient different from that of the beam and is attached to a position spaced apart from the one side of the beam by a preset interval along the longitudinal direction of the beam, When the portion is expanded in one direction to form a convex portion, the remaining portions between the attached portions are expanded in opposite directions to form a concave portion so that the convex portion and the concave portion are repeatedly formed alternately along the longitudinal direction of the beam A reinforced gantry beam of carbon composite material for process equipment comprising a plurality of gussets.
상기 보강판들은,
상기 빔의 길이방향에 대한 중간 지점에 부착되는 중간 보강판과,
상기 중간 보강판을 중심으로 좌우 대칭을 이루고, 상기 중간 보강판에서 상기 설정간격으로 이격되게 부착되는 복수의 사이드 보강판들을 포함하는 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔.The method according to claim 1,
The reinforcing plates,
An intermediate reinforcing plate attached to an intermediate point with respect to the longitudinal direction of the beam,
And a plurality of side reinforcement plates symmetrically formed around the intermediate reinforcement plate and attached to the intermediate reinforcement plate at a predetermined interval.
상기 보강판은,
상기 빔의 전,후면 중 적어도 일면에서 미리 설정된 제1설정간격으로 이격된 위치에 부착된 복수의 제1보강판들과,
상기 빔의 상,하면 중 적어도 일면에서 미리 설정된 제2설정간격으로 이격된 위치에 부착된 복수의 제2보강판들을 포함하는 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔.The method according to claim 1,
The reinforcing plate
A plurality of first gussets attached at positions spaced apart from each other by a predetermined first predetermined interval on at least one of the front and rear surfaces of the beam,
And a plurality of second gussets attached at positions spaced apart from each other by at least a predetermined second predetermined interval on at least one side of the upper and lower surfaces of the beam.
상기 복수의 제1보강판들의 각 중심과 상기 복수의 제2보강판들의 각 중심은 동일 연장선상에 배치되도록 부착되는 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔.The method of claim 3,
Wherein the center of each of the plurality of first gussets and the center of each of the plurality of second gussets are attached so as to be disposed on the same extension line.
상기 제1보강판과 상기 제2보강판은 서로 다른 크기로 형성된 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔.The method of claim 4,
Wherein the first reinforcing plate and the second reinforcing plate are formed in different sizes.
상기 보강판은 상기 빔의 양단으로부터 소정거리 이격된 위치에 부착되는 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔.The method according to claim 1,
Wherein the reinforcing plate is attached at a position spaced a predetermined distance from both ends of the beam.
상기 빔은 알루미늄 소재로 형성된 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔.The method according to claim 1,
The beam is a carbon composite reinforced gantry beam for a process unit formed of an aluminum material.
상기 탄소복합소재는 탄소섬유강화플라스틱소재(CFRP)를 포함하는 공정 장치용 탄소복합소재 보강 갠트리 빔.The method according to claim 1,
The carbon composite material is a carbon composite reinforced gantry beam for a process apparatus including a carbon fiber reinforced plastic material (CFRP).
상기 제1열팽창 계수와 다른 제2열팽창 계수를 갖는 소재로 형성되고, 상기 빔의 일측면에서 상기 빔의 길이방향을 따라 미리 설정된 설정간격으로 이격된 위치에 각각 부착되어, 온도 상승으로 인한 열변형 발생시 상기 부착된 부분이 일방향으로 팽창되어 볼록부를 형성하면, 상기 부착된 부분들 사이의 부분들은 반대방향으로 팽창되어 오목부를 형성하여, 상기 볼록부와 상기 오목부가 상기 빔의 길이방향을 따라 교대로 반복적으로 형성되도록 하는 복수의 보강판들을 포함하는 공정 장치용 보강 빔.A beam formed of a material having a first thermal expansion coefficient;
And a second thermal expansion coefficient which is different from the first thermal expansion coefficient and is attached to a position spaced apart from the one side of the beam by a predetermined interval along the longitudinal direction of the beam, When the attached portion expands in one direction to form a convex portion, the portions between the attached portions are expanded in opposite directions to form a concave portion so that the convex portion and the concave portion are alternately arranged in the longitudinal direction of the beam A reinforcing beam for a process apparatus comprising a plurality of gussets that are formed to be repeatedly formed.
상기 제1열팽창 계수와 다르고, 적어도 2개가 서로 다른 열팽창 계수를 갖는 소재로 형성되고, 상기 빔의 일측면에서 상기 빔의 길이방향을 따라 미리 설정된 설정간격으로 이격된 위치에 각각 부착되어, 온도 상승으로 인한 열변형 발생시 상기 부착된 부분이 일방향으로 팽창되어 볼록부를 형성하면, 상기 부착된 부분들 사이의 부분들은 반대방향으로 팽창되어 오목부를 형성하여, 상기 볼록부와 상기 오목부가 상기 빔의 길이방향을 따라 교대로 반복적으로 형성되도록 하는 복수의 보강판들을 포함하는 공정 장치용 보강 빔.A beam formed of a material having a first thermal expansion coefficient;
And at least two of them are formed of a material having a different coefficient of thermal expansion and are respectively attached to a position spaced apart from the one side of the beam by a preset interval along the longitudinal direction of the beam, The portions between the attached portions are expanded in opposite directions to form a concave portion so that the convex portion and the concave portion are formed in the longitudinal direction of the beam And a plurality of reinforcing plates that are alternately and repeatedly formed along the length of the reinforcing plate.
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JP2004006813A (en) * | 2002-04-16 | 2004-01-08 | Anelva Corp | Electrostatic chuck susceptor and substrate processor |
KR20080086093A (en) | 2007-03-21 | 2008-09-25 | 정훈택 | Stracture of rainforcing the beam for gantry machine |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004006813A (en) * | 2002-04-16 | 2004-01-08 | Anelva Corp | Electrostatic chuck susceptor and substrate processor |
KR20080086093A (en) | 2007-03-21 | 2008-09-25 | 정훈택 | Stracture of rainforcing the beam for gantry machine |
KR100986349B1 (en) * | 2007-11-05 | 2010-10-08 | 현대자동차주식회사 | End plater for fuel cells and method for manufacturing the same |
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