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반도체 노광 장비

반도체 노광 장비란?

반도체 노광기는 반도체 제조 공정 중 실리콘 웨이퍼에 회로 패턴을 묘사하기 위한 장비입니다. 회로 패턴의 원형이 되는 포토마스크에 강력한 자외선을 투과시켜 포토레지스트를 도포한 실리콘 웨이퍼에 회로 패턴을 전사합니다. 최근에는 미세한 회로 패턴을 미세화하기 위해 EUV라고 불리는 13nm 파장의 레이저를 사용하는 장비도 있습니다. 위치 결정 등이 매우 높은 정밀도를 요구하기 때문에 장비 가격이 비싼 편입니다.

반도체 노광장치의 사용 용도

반도체 노광기는 MOS(금속산화물반도체)-FET(전계효과 트랜지스터) 등의 반도체 소자를 포함하는 IC(집적회로) 제조 공정의 노광 공정에 사용됩니다.

IC 제조 공정에서는 실리콘 웨이퍼 위에 포토리소그래피와 에칭의 사이클을 순차적으로 반복하여 실리콘 산화물이나 금속 등의 층(레이어)을 정해진 패턴으로 적층 및 가공하는 과정에서 반도체 소자로서의 필요한 특성을 갖도록 처리합니다. 일례로 n형 MOS(NMOS)의 경우, p형 실리콘 기판 위의 게이트 영역에 실리콘 산화물막과 그 위에 게이트 금속을 형성하고, 드레인 및 소스 영역에는 고농도의 불순물을 이온 주입하여 n형(n+형) MOS를 형성합니다. 이러한 일련의 공정에서 포토리소그래피 및 에칭의 각 공정은 그림과 같이 구성됩니다 (성막 공정 S1~레지스트 박리 공정 S6).

이 중 노광공정 (S3)이 반도체 노광장치를 이용하여 이루어지는 공정입니다. 회로 패턴의 치수나 반도체 소자의 정밀도에 따라 노광 장비의 파장이 달라집니다.

반도체 노광장치의 원리

반도체 노광기는 광원, 커패시터 렌즈, 포토마스크, 프로젝션 렌즈, 스테이지로 구성됩니다. 광원에서 발생한 자외선은 커패시터 렌즈에 의해 같은 방향을 향하도록 조정됩니다. 이후 회로 패턴을 구성하는 한 층의 원형이 되는 포토마스크를 통과한 자외선이 프로젝션 렌즈를 통해 빛이 축소되어 실리콘 웨이퍼 위에 반도체 소자의 회로 패턴(한 층)을 전사합니다. 스테퍼와 같은 노광 장치에서는 한 번 전사가 끝나면 스테이지에 의해 실리콘 웨이퍼가 이동하여 실리콘 웨이퍼의 다른 위치에 동일한 회로 패턴을 전사합니다. 포토마스크를 교체하면 반도체 소자의 회로 패턴의 또 다른 층을 전사할 수 있습니다.

광원으로는 248nm 파장의 KrF 엑시머 레이저, 193nm 파장의 ArF 엑시머 레이저, 13nm 파장의 EUV 광원 등이 사용됩니다.

최신 반도체 제조 공정의 디자인 룰(최소 가공 치수)은 3~5nm 정도까지 미세화가 진행되어 커패시터 렌즈, 포토마스크, 프로젝션 렌즈, 스테이지 모두에 나노 단위의 높은 정밀도가 요구되고 있습니다. 또한, 적층화가 진행되면서 하나의 반도체를 만들기 위해 회로 패턴을 바꿔가며 여러 번 노광을 하게 됩니다.

반도체 노광장비 시장 규모와 점유율

세계 전자기기 시장은 지속적으로 확대되고 있으며, 이를 뒷받침하는 반도체 산업의 중요성은 점점 더 커지고 있습니다. 세계 반도체 시장은 2019년 마이너스 성장을 기록했지만, 과거에도 리먼 쇼크 등을 겪으면서도 지속적으로 성장하고 있습니다. 최근 메모리는 미세화에서 3D화로 기술 개발이 변화하고 있어 에칭 기술의 중요성이 높아지고 있습니다.

반도체 노광장비의 시장 규모는 2018년 기준 1조 852억 엔입니다.
소비 지역별 점유율은 1위 한국 36%, 2위 대만 19%, 3위 중국 18%, 4위 미국 14%, 5위 일본 7% 순입니다. 반도체 노광장비 벤더 국적별 점유율(2018년 기준)은 유럽(84%), 일본(14%), 미국(2%)으로 유럽과 일본이 거의 과점하고 있습니다.

EUV 노광장비에 대하여

EUV(Extreme Ultraviolet의 약자) 노광기는 극자외선이라고 불리는 매우 짧은 파장의 빛을 이용한 반도체 노광 장치입니다. 기존의 ArF 엑시머레이저 빛을 이용한 노광장비로는 가공이 어려운 미세한 치수의 가공이 가능합니다.

반도체의 미세화는 무어의 법칙 (반도체 집적회로는 1년에 두 배씩 고집적화, 고기능화가 실현된다)에 따라 미세화되어 왔습니다. 그동안 스테퍼라고 불리는 축소 투영 노광 기술과 노광 파장의 단파장화, 침지 노광 기술의 개발로 해상도를 비약적으로 향상시켜 왔습니다.

미세화는 웨이퍼에 구울 수 있는 최소 가공 치수가 작아지는 것을 의미하며, 그 최소 가공 치수 R은 다음과 같은 레이리의 공식으로 표현됩니다.

R=k・λ/NA ※k는 비례상수, λ는 노광 파장, N.A.는 노광 광학계의 개구수

지금까지 다양한 기술 개발을 통해 k를 작게 하거나 λ를 작게 하거나 NA를 크게 하여 미세화를 실현해 왔습니다.EUV 노광장치는 노광 파장의 단파장화를 통해 지금까지의 한계를 돌파할 수 있는 기술로 평가받고 있으며, 최근 양산화가 이루어지고 있습니다.

반도체 노광장비의 가격

반도체 노광기는 현재 반도체를 효율적으로 양산하는 데 없어서는 안 될 장비이지만, 역사상 가장 정밀한 기계로 꼽히는 만큼 가격이 높습니다..

반도체 노광장치에서 사용하는 광원 파장이 짧을수록 미세한 패턴을 형성할 수 있고, 노광장치의 가격도 높아진다고 합니다. 파장별로 i선이 약 4억엔, KrF가 약 13억엔, ArF 드라이가 약 20억엔, ArF 침지가 약 60억엔, EUV가 약 200억엔 규모라고 합니다.

회로가 미세화될수록 신호 전달의 고속화, 에너지 절약 등을 도모할 수 있지만, 최근 반도체 노광장비의 가격도 포함해서 미세화에 따른 공정 비용의 증가를 무시할 수 없게 되었습니다.

또한, 반도체 노광장비에 요구되는 성능으로 반도체 제조 비용 측면에서 반도체 노광장비의 처리량도 중요한 지표가 됩니다. 처리량이란 회로 패턴을 얼마나 빠르게 노광할 수 있는지를 나타내는 성능으로, 처리량이 높아지면 실리콘 다이 한 장당 제조비용(런닝 비용)은 낮아집니다. 반도체 칩을 대량 생산할 때 중요하게 여겨집니다.

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3차원 측정기

3차원 측정기란?

3차원 측정기는 부품의 다양한 형상 정보를 3차원 위치 정보로 파악하여 입체적으로 파악할 수 있는 측정기입니다.

부품의 형상을 서로 직교하는 X축, Y축, Z축에 대해 어떤 기준점의 위치로부터의 거리로 표현하여 입체적으로 측정합니다. 예를 들어, 금형의 모서리 R 형상과 같이 버니어 캘리퍼스 등으로 측정할 수 없는 형상도 측정할 수 있습니다.

치수 외에도 3차원 위치 정보를 소프트웨어로 분석하여 각 부위의 위치 관계, 윤곽 형상, 기하 공차를 구할 수 있습니다. 측정을 통해 형상을 3차원 정보로 디지털화하면 후처리로 다양한 분석을 할 수 있습니다.

3차원 측정기를 통한 측정은 일반적으로 정밀 측정의 범주에 속합니다. 정밀 측정은 온도 팽창으로 인한 오차를 피하기 위해 일정한 온도로 관리되는 방에서 이루어집니다. 일반적으로 20℃로 관리되는 경우가 많습니다.

측정하는 제품도 충분히 오랜 시간을 두고 측정 온도에 도달해야 합니다. 3차원적으로 정확한 결과를 얻기 위해서는 전문적인 기술이 요구되기도 합니다.

3차원 측정기의 사용 용도

3차원 측정기는 주로 자동차 부품 등의 형상 측정에 사용되고 있습니다. 또한 제품뿐만 아니라 제품을 만들기 위한 금형의 치수 측정에도 사용됩니다.

3차원 측정기는 3DCAD 등으로 설계한 형상과 실제 제작된 부품을 3차원 측정기로 측정한 형상을 비교하여 설계 도면대로 잘 만들어졌는지 확인할 수도 있습니다. 이 조사 방법을 리버스 엔지니어링이라고 합니다. 이외에도 도면이 없는 타사 제품 등의 부품 형상을 3차원 모델로 디지털 데이터화할 수도 있습니다.

단순한 길이뿐만 아니라 각도나 기하공차도 구할 수 있습니다. 또한 둥글게 가공된 모서리 R형상 등 버니어 캘리퍼스나 마이크로미터 등으로 측정할 수 없는 형상의 측정에도 3차원 측정기가 활약합니다.

기존에는 접촉식 3차원 측정기가 주류를 이루었으나 최근에는 비접촉식도 많이 개발되고 있습니다. 접촉식은 측정 정밀도와 신뢰성이 높은 반면, 고도의 기술이 필요하거나 몇 가지 제약이 있었습니다. 이 점에 대해서는 아래에서 설명하겠습니다.

3차원 측정기의 원리

3차원 측정기에는 ‘접촉식’과 ‘비접촉식’이 있는데, 각각 원리가 크게 다릅니다.

1. 접촉식 3차원 측정기

접촉식 3차원 측정기는 스타일러스라는 측정자를 측정 대상에 직접 접촉시켜 점의 좌표 위치 정보를 기록합니다. 오래전부터 사용되어 온 방식이며, 올바른 작업을 통해 신뢰할 수 있는 측정을 할 수 있습니다. 스타일러스에는 온도에 따른 열팽창이 거의 없는 세라믹이나 루비 등이 사용됩니다.

스타일러스를 접촉시키기 때문에 측정 대상물이 고무 등 부드러운 제품인 경우 접촉력으로 인해 변형이 발생할 수 있습니다. 접촉을 수반하기 때문에 접촉면에 흠집이 생길 가능성도 있습니다. 또한, 스타일러스의 팁 직경보다 작은 R형상에 대해서는 정확한 측정이 불가능합니다.

2. 비접촉식 3차원 측정기

비접촉식 3차원 측정기는 대략적으로 말하면, 측정 대상물에 레이저 등을 비추어 측정물의 3차원 좌표 형상을 기록하는 방식입니다. 비접촉식이기 때문에 측정부가 손상될 염려가 없습니다. 또한 단시간에 측정할 수 있어 최근 수요가 증가하고 있습니다.

접촉식에서는 측정 포인트를 하나하나 스타일러스를 접촉시켜 3차원 위치 정보를 기록하기 때문에 측정 시간이 길다는 것이 단점 중 하나였습니다. 일반적으로 접촉식 측정이 비접촉식 측정보다 정확도와 신뢰성이 높다고 알려져 있습니다.

하지만 기술의 발전으로 비접촉식도 접촉식과 다를 바 없는 정확도와 신뢰성을 확보할 수 있게 되었습니다. 비교적 고도의 기술을 필요로 하는 접촉식에 비해 비접촉식은 숙련된 기술 없이도 측정이 가능합니다. 측정 목적에 따라 구분하여 사용해야 합니다.

접촉식, 비접촉식 모두 고도의 영상처리 기술이 적용되어 다양한 분석이 가능해졌습니다. 분석 결과의 표시도 입체적인 모델 등으로 시각적으로 이해하기 쉽게 출력할 수 있습니다.

3차원 측정기의 기타 정보

1. 3차원 측정기의 장점

3차원 측정기의 장점은 캘리퍼스나 마이크로미터와 같은 계측기로는 측정할 수 없는 복잡한 형상이나 윤곽, 기하공차를 측정할 수 있다는 점입니다. 대형 부품도 측정할 수 있습니다. 특히 접촉식의 경우 취급에 숙련이 필요하지만, 프로그램 측정을 통해 야간에 자동으로 측정할 수 있도록 하는 것도 가능합니다.

2. 3차원 측정기의 단점

3차원 측정기의 단점은 장비가 크고 넓은 설치 공간이 필요하다는 점, 다른 측정기에 비해 취급에 기술이 필요하다는 점입니다. 비접촉식은 비교적 다루기 쉬운 반면, 측정물이 거울면이나 도금 등 광택이 있는 경우 측정이 불가능할 수 있습니다. 또한, 장비의 가격이 상당히 고가라는 점도 도입 시 고려해야 할 사항입니다.

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프로파일 프로젝터

프로파일 프로젝터란?

프로파일 프로젝터는 측정 대상을 정확한 배율로 스크린에 확대 투영하여 확대된 상에서 형상이나 치수를 관찰 및 측정하는 장치입니다.

프로파일 프로젝터는 광학 측정이기 때문에 측정 대상물에 비접촉으로 측정 및 관찰이 가능하며, 측정 대상물을 손상시킬 염려가 없습니다. 또한, 스크린에 확대 투영하여 측정하기 때문에 여러 사람이 동시에 관찰할 수 있습니다. 취급이 간편하다는 점이 장점입니다.

스크린의 크기는 300~500mm가 주를 이루지만, 큰 것은 1,000mm 이상 되는 제품도 있습니다. 만능 측정기는 구조가 간단하고 가격이 저렴하며 장소에 구애받지 않고 도입할 수 있어 현재까지도 꾸준한 수요를 유지하고 있는 측정기입니다.

프로파일 프로젝터의 사용 용도

프로파일 프로젝터는 주로 공산품 생산 현장이나 품질 보증 분야에서 사용되고 있습니다. 전원을 켜면 바로 사용할 수 있고, 스크린에 확대 투영되기 때문에 제조 라인에서 품질 확인에 편리한 측정기입니다.

가공품의 윤곽 형상 관찰 및 치수 측정에 사용되며, 템플릿을 이용한 비교 측정에도 유용합니다. 측정 대상은 주로 금속 부품이나 수지 성형품 등이지만, 광학 측정이기 때문에 생물체 등 빛과 투과하는 물체도 관찰할 수 있습니다. 또한, 단순하지만 표면을 관찰할 수 있는 기능을 갖춘 기종도 있어 사용 장면과 분야가 다양합니다.

프로파일 프로젝터의 원리

프로파일 프로젝터는 측정 대상에 빛을 투과시켜 만든 그림자를 렌즈를 통해 스크린에 확대된 상을 투사합니다. 따라서 스테이지의 측정 대상을 놓는 부분은 유리 등과 같이 빛이 투과될 수 있도록 투명하고 투과율이 높아야 합니다.

투과형 조명의 광학계에는 텔레센트릭 광학계가 사용됩니다. 텔레센트릭 광학계는 초점이 맞지 않는 상태에서도 상이 흐려질 뿐 크기가 변하지 않는 것이 장점입니다.

또한, 프로파일 프로젝터는 초점부터 결상까지 하나의 렌즈 유닛으로 이루어지기 때문에 렌즈의 크기와 배율에 따라 초점에서 스크린까지의 거리가 자연스럽게 결정됩니다. 스크린이나 장치의 크기에 제한이 있다는 점에 유의해야 합니다.

프로파일 프로젝터의 기타 정보

1.프로파일 프로젝터의 오차 요인

프로파일 프로젝터로 측정할 때 대표적인 오차 요인은 측정 오차와 배율 오차입니다. 만능 투영기는 기본적으로 스크린에 비친 가장자리를 육안으로 정렬하여 측정하기 때문에 육안 정렬 오차나 작업자의 습관에 의한 오차를 무시할 수 없습니다.

측정물의 기울기와 XY 스테이지의 평행이 일치하지 않아 발생하는 오차, 만능 투영기 본체나 측정물의 수평이 맞지 않아 발생하는 오차도 측정 오차의 한 원인이 됩니다. 또한, 만능 투영기는 그 측정 원리상 광원에서 스크린까지의 빛이 평행광이 되지 않습니다.

따라서 내부에 장착된 거울이 기울어져 있으면 화면의 중앙과 가장자리에서 배율에 차이가 발생하게 됩니다. 이를 배율 오차라고 하는데, 배율 오차가 너무 커지면 광축 중심에서 벗어난 부분의 측정값의 신뢰성이 떨어지게 됩니다.

2. 프로파일 프로젝터라는 명칭

투영기에 대해 규정하고 있는 JIS는 JIS B 7184이지만, 만능 투영기라는 명칭은 규정되어 있지 않으며, JIS에서는 측정 투영기라는 명칭으로 규정되어 있습니다. 즉, 정확히 말하면 만능 투사기라는 명칭은 JIS에 규정된 제품이 아닙니다. 하지만 각 제조사에서는 만능 투영기라는 명칭으로 제품을 출시하고 있습니다.

JIS B 7184는 1972년에 제정되었으며, 당시에는 프로젝션기 또는 만능 프로젝션기로 규정되었습니다. 그러나 1999년에 개정되면서 만능 투사기라는 명칭을 측정용 투사기로 바뀌었습니다. 만능 투영기라는 명칭에서 마치 만능 측정기처럼 인식되어 측정기의 명칭으로 적합하지 않다는 이유에서 입니다.

그래서 그 이전에 개발된 제품에는 만능투영기라는 명칭이 남아 있는 제품도 있지만, 결코 JIS 규격에서 벗어난 제품이라는 의미는 아닙니다. 다만, 측정에 필요한 스케일, 카운터, 각도 표시 등이 가능한 제품이라는 규정이 있습니다. 이러한 기능이 탑재되지 않은 프로젝터는 JIS에 해당하지 않으므로 주의가 필요합니다.

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로봇 컨트롤러

로봇 컨트롤러란?

로봇 컨트롤러는 산업용 로봇이나 협동로봇에 동작을 명령하는 제어장치입니다.

로봇 컨트롤러는 로봇의 동작을 제어하기 위한 기판이 탑재된 컨트롤러부와 사용자 인터페이스(U/I)부로 구성됩니다. 컨트롤러부는 외부와의 교류를 통해 PLC 등과 통신하며 로봇을 제어하는 것이 주된 역할입니다.

반면, 사용자 인터페이스부는 사람이 로봇을 조작하기 위한 것으로 TP(티칭 펜던트)라고 부릅니다. 로봇을 수동 조작으로 움직이거나 프로그램을 작성하여 로봇을 움직일 수 있습니다.

로봇 컨트롤러의 사용 용도

로봇 컨트롤러는 주로 로봇 팔을 제어하기 위해 사용됩니다.

로봇 컨트롤러가 제어할 수 있는 로봇 팔은 다음과 같습니다.

  • 수직 다관절 로봇
  • 스칼라 로봇
  • 협동 로봇

이 로봇들은 용접을 하거나 짐을 운반하는 등 사람을 대신하여 작업을 수행합니다. 로봇 컨트롤러는 로봇에 동작 명령을 내리는 것이 주된 역할입니다. 또한, 엔드 이펙터(로봇 손이라고도 함) 등 로봇에 연결된 주변기기를 제어할 수도 있습니다.

로봇에 동작 지령을 보내는 방법에는 다음과 같은 방법이 있습니다.

  • 티칭
    TP를 사용하여 로봇의 동작을 가르치고(티칭) 프로그램을 작성하는 것 입니다. TP를 이용한 티칭은 기존의 산업용 로봇에 널리 보급되어 있습니다.
  • 외부 기기와의 통신
    사령탑인 PLC와 컨트롤러부를 연결하여 PLC에서 컨트롤러부를 통해 로봇을 제어하거나 프로그램대로 움직일 수 있으며, PLC와 로봇 컨트롤러의 연결은 I/O(ON 또는 OFF의 디지털 신호)나 Ethernet 통신을 이용합니다.

로봇 컨트롤러의 원리

로봇 컨트롤러는 다음과 같은 원리와 기능을 가지고 있습니다.

  • 로봇의 동작 결정
    PLC 등 상위 장치의 지령에 따라 로봇의 다음 동작을 결정합니다.
  • 연산, 지령
    로봇의 관절에 있는 모터의 동작을 연산하여 모터에 지령을 보냅니다.
  • 이상 감지
    로봇의 이상을 감지하여 정지합니다.

최근 제품에는 AI가 탑재된 제품도 있고, 티칭을 하지 않아도 로봇 스스로 다음 동작을 어떻게 해야 할지 판단해 동작하는 제품도 많습니다. 산업용 로봇이나 협동로봇의 로봇 컨트롤러는 로봇 제조사에서 출시하고 있으며, 제조사마다 사양이 다릅니다.

기본적으로 로봇 컨트롤러는 타사와의 호환성이 없으며, 특정 제조사의 로봇 컨트롤러로 타사 로봇을 움직일 수 없습니다.

로봇 컨트롤러의 기타 정보

1. TP(티칭 펜던트)의 종류

TP는 사람이 로봇을 움직이기 위한 부분으로, TP는 유선형과 무선형(태블릿형 등) 두 가지가 있습니다.

  • 유선형 TP
    유선 타입은 기존에 사용하던 산업용 로봇에 많이 사용됩니다. 자동차 제조사 등 기존 산업용 로봇이 사용되고 있는 제조 현장에서는 작업자가 익숙하게 사용하고 있습니다.

    유선 타입의 단점은 초보자가 사용법을 익히는 데에 어느 정도 시간이 걸린다는 점입니다. 이 타입의 컨트롤러를 초보자가 사용하기 위해서는 매뉴얼을 읽거나 로봇 강습회를 통해 어느 정도 조작에 익숙해지거나, 전용 로봇 SIer에게 시스템 구축을 의뢰해야 합니다.

  • 무선 타입의 TP
    무선 타입은 주로 사람 협동 로봇에 많이 사용됩니다. 이 타입의 장점은 초보자도 비교적 쉽게 사용할 수 있도록 설계되어 있다는 점입니다.

    큰 화면의 터치패널이나 다이렉트 티칭이라는 직관적인 조작을 채택한 TP가 많아 초보자도 쉽게 사용할 수 있도록 되어 있습니다. 따라서 로봇 SIer에게 의뢰하지 않고도 스스로 로봇을 제어할 수 있습니다.

    또한 굵은 케이블이 없어 깔끔한 로봇 시스템을 구축할 수 있습니다.

2. 로봇 컨트롤러의 진화

로봇 컨트롤러는 로봇의 용도 확대와 자동화 수요 증가에 따라 날로 진화하고 있습니다. 여기서는 로봇 컨트롤러의 진화 방향으로 로봇 컨트롤러의 소형화와 고기능화에 대해 설명합니다.

  • 소형화
    최근 전자부품 조립 등의 용도로 소형 로봇에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 이에 따라 로봇 컨트롤러의 소형화 요구가 많아지고 있습니다.

    후지코시, 가와사키중공업, 야스카와전기 등의 로봇 제조업체들이 12~15L급 소형 로봇 컨트롤러를 제품화하고 있습니다. 이들 제품은 기존 모델보다 70% 이상 소형화되어 있습니다.

  • 고기능화

    로봇 컨트롤러는 로봇뿐만 아니라 주변 기계를 일괄적으로 제어하는 방향으로 진화하고 있습니다. 예를 들어, 로봇 컨트롤러 안에 PLC 기능을 내장하여 서보 모터나 I/O 등을 제어하는 외부 시스템 제어반이 필요 없는 제품도 등장했습니다.

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Forestry Helmet

What Is a Forestry Helmet?

A forestry helmet is a protective headgear specifically designed for forestry workers. It serves to protect the head from falling objects, branches, and other hazards encountered during forestry activities. Many forestry helmets are equipped with face shields or mesh visors and earmuffs, providing comprehensive protection during logging and wood processing tasks.

These helmets are essential for preventing head injuries during timber felling and processing. Face shields enhance visibility while protecting the face, and the legal mandate for wearing helmets in many regions underscores their importance in forestry safety.

Uses of Forestry Helmets

Forestry helmets are used for safety in various forestry tasks:

  • During timber felling to protect from falling branches.
  • During timber transport and loading to prevent head injuries from falling or unstable logs.
  • While cutting and processing timber to protect the eyes and mouth from wood dust and chips.

Features of Forestry Helmets

1. Impact Absorption

Forestry helmets are designed to absorb impacts, featuring cushioning materials or liners to disperse force and minimize head injuries.

2. Puncture Resistance

The helmets have puncture-resistant features, including external shells and face shields, to protect against sharp objects like branches while ensuring clear vision.

3. Noise Reduction

Many models include earmuffs to protect against the high noise levels typical in forestry work environments.

4. Ventilation

Constructed for comfort and extended wear, forestry helmets often use breathable materials like foam padding and ABS resin.

How to Choose a Forestry Helmet

When selecting a forestry helmet, consider accessories, size, and compliance with safety standards:

  • Accessories: Check for the presence of integrated or removable earmuffs and face shields.
  • Size: Ensure the helmet fits properly, with adjustable straps for different head sizes.
  • Standards: Choose helmets that comply with relevant safety standards like CE, ANSI, or JIS.
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Duct Air Conditioner

What Is a Duct Air Conditioner?

A Duct Air Conditioner is a specialized air conditioning system where the intake and exhaust ports are separated from the main body. Unlike household air conditioners with integrated ports, Duct Air Conditioners are designed for commercial spaces, allowing for centralized control of multiple rooms. They adjust air temperature using a main unit, then distribute it via ducts to various spaces.

Uses of Duct Air Conditioners

These systems are widely used in stores, business facilities, and buildings, offering design flexibility and a clean appearance. They allow for both centralized and individual room temperature control, making them ideal for spaces where interior design is key. In addition, they are used in hospitals, schools, hotels, and condominiums for efficient, space-saving, and quiet operation.

Principle of Operation

Duct Air Conditioners operate similarly to conventional air conditioners. The outdoor unit compresses and expands refrigerant, while the indoor unit sends it to the main body for air temperature adjustment. Conditioned air is then supplied through ducts, and intake air is drawn from indoor or outdoor ports.

Types of Duct Air Conditioners

1. Built-in Air Conditioners

Built-in Air Conditioners are embedded in the ceiling, with separately installed intake and exhaust ports connected through ductwork. They are suitable for large or complex spaces, offering layout flexibility and uniform temperature distribution.

2. Free Built-in

Free Built-in models are similar to Built-in types but feature integrated exhaust and intake ports. These units offer more installation flexibility and are ideal for spaces with limited ceiling height.

Other Information on Duct Air Conditioners

Residential Duct Air Conditioners

Although primarily commercial, Duct Air Conditioners are increasingly used in residential settings, especially in new constructions or renovations. It’s important to consider space availability and ceiling height impact when installing these units in homes. Manufacturers now also offer models specifically designed for residential use.

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Drainage Trencher

What Is a Drainage Trencher?

A Drainage Trencher is a machine specifically designed for linear ground excavation. Often engine-powered and vehicle-driven, it is used in agriculture, civil engineering, and other fields for tasks like burying underground wires and conduits or shaping irrigation channels. It offers a more efficient and less labor-intensive alternative to manual excavation methods.

Uses of the Drainage Trencher

The Drainage Trencher is versatile and finds application in:

1. Agriculture

For creating irrigation channels and drainage ditches, ensuring effective water supply and soil drainage in agricultural fields.

2. Civil Engineering

Used in civil projects for burying infrastructure like power and communication cables, and sewer systems, enhancing road construction efficiency and safety.

3. Communication Infrastructure

Employed for underground installation of communication cables, aiding in the setup of internet and television networks, as well as telephone lines.

4. Energy Industry

Used for burying gas supply pipes and high-voltage cables, contributing to reliable gas and power supply.

Principle of Drainage Trencher

A Drainage Trencher consists of cutting devices, a drive mechanism, and a soil removal mechanism. It utilizes rotary or chain blades for cutting soil and is powered by engines or electric motors. The machine also features a mechanism to remove excavated soil, facilitating trench cleaning.

How to Choose a Drainage Trencher

Considerations when selecting a Drainage Trencher include:

1. Excavation Width

The width of the trench it can dig at once; is chosen based on the required width for the specific application.

2. Excavation Depth

The maximum depth the trencher can excavate; is selected based on the depth at which objects need to be buried.

3. Excavation Speed

The length of the trench excavated within a given time; is important for meeting project deadlines and efficiency.

4. Compatibility with Tractors

Ensuring the trencher is compatible with utility vehicles like tractors, considering towing capacity and hydraulic system capabilities.

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Dough Proofer

What Is a Dough Proofer?

A Dough Proofer is a fermentation chamber or proofing device used in bread making. Historically, these structures were made of wood with shelves, heated internally by steam, to ferment bread dough. Modern Dough Proofers are equipped with shelves and provide control over temperature and humidity, ensuring optimal fermentation conditions. A similar commercial device is known as a “Dough Conditioner.”

Uses of the Dough Proofer

Commercially, Dough Proofers are essential for maintaining ideal fermentation environments during the proofing stage in bread making. The primary and secondary fermentations, traditionally called “floor time” and “Hoiro” respectively, are facilitated by these devices. While “Hoiro” is less common in home baking, various fermentation devices are also used by home bakers.

Principle of Operation

Dough Proofers use electrical power to heat and maintain a specific temperature and humidity level, typically above room temperature. They can reach temperatures up to 50 degrees Celsius, with some models going up to 90 degrees Celsius. For humidity control, they have a built-in water tank and humidifier. The interiors are designed with shelves or cabinets for bread dough storage, and some models feature glass doors or interior lights.

Types of Dough Proofer

Dough Proofers vary from commercial to home-use models. Home-use products are often smaller and marketed as “home fermentation devices.” Commercial Dough Proofers come in several types, such as Retarder Proofers for thawing and fermenting frozen dough, Undercounter Types for convenient dough placement, and Dry Proofers for hard-type bread fermentation.

Other Information on the Dough Proofer

Dough Proofer vs. Dough Conditioner

A Dough Conditioner is a more advanced machine that controls temperature and humidity from freezing to fermentation. Unlike Dough Proofers, Dough Conditioners include cooling and timer features. They automate processes like refrigerating, thawing, and final fermentation of bread dough, offering labor-saving and efficiency benefits in commercial settings.

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Dial Thermometer

What Is a Dial Thermometer?

A dial thermometer is a temperature measurement device featuring a circular display and a rod-shaped sensing element. It may use a bimetal or Bourdon tube mechanism to mechanically move the indicator. Known for their robustness and ease of maintenance, dial thermometers are extensively used in industrial settings. Many models include three-pointers for temperature indication, maximum temperature indication, and alarm signaling.

Uses of Dial Thermometer

Dial thermometers are primarily used for measuring transformer temperatures, monitoring oil temperature near coils, and bearing temperature in rotating machinery. In electrical substations and facilities, they play a critical role in detecting temperature rises during operations or overload conditions. While they lack built-in alarm functions, many are equipped with alarm contact points that trigger external devices like lamps or buzzers for warnings. Their applications span various industries, including refrigeration, food production, biotechnology, pharmaceuticals, machinery manufacturing, heating devices, cooling systems, ventilation, solar collectors, hot water tanks, and heat transfer stations.

Principle of Dial Thermometer

1. Bimetallic Thermometer

Bimetallic thermometers use two metal plates with different thermal expansion coefficients. The differential expansion causes bending, which moves a pointer on the display to indicate temperature changes.

2. Gas/Liquid Expansion Thermometer (Pressure-type Thermometer)

These thermometers operate on the principle of gas or liquid volume changes with temperature variations. The sensing bulb, conduit, and Bourdon tube form a sealed system filled with fluid. Temperature changes cause fluid expansion or contraction, affecting the pressure in the Bourdon tube, which is then reflected on the dial.

Types of Dial Thermometers

1. Classification by Function

Dial thermometers vary by function, including models with maximum temperature indicators and hybrid types that offer direct and remote readings. Shock-resistant models are also available, using glycerin to absorb vibrations.

2. Classification by Exterior

In hygiene-sensitive environments like food processing or pharmaceutical plants, dial thermometers are designed with features like electrolytic polishing or stainless steel construction. They come in various forms, including wall-mounted and panel-mounted designs. For challenging environments such as electroplating or chemical plants, there are models with enhanced chemical resistance.

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Crawler Loader

What Is a Crawler Loader?

A crawler loader, also known as a crawler-type loader or compact track loader, is a construction machine that operates on crawlers. It uses a front-mounted bucket to load and transport materials such as soil and aggregates. Crawler loaders are known for their low ground pressure, which allows them to operate on soft or uneven terrain, their tight turning ability, and the various attachments they can accommodate.

These machines are ideal for confined space operations and can be adapted for snow removal in heavy snowfall areas by changing attachments.

Uses of Crawler Loader

Crawler loaders are versatile machines often used in construction sites, civil engineering projects, and landscaping. They excel in loading and transporting soil and aggregates, especially in narrow, uneven, or muddy conditions. Their broad ground contact area enables them to navigate challenging terrains where other machines might struggle. A single crawler loader can perform a variety of tasks such as grading, excavation, loading, transportation, snow removal, and cleaning, thanks to its interchangeable attachments.

These loaders are also used in agriculture, forestry, livestock farming, gardening, and in industrial settings like landfills and steel mills.

Principle of Crawler Loader

1. Loader Section

The crawler loader features an arm and bucket at the front. The arm, capable of hydraulic movement, lifts and moves the bucket to load materials. The bucket can adjust its tilt angle for efficient loading. It supports various loading methods, including front-end, side dump, and backhoe styles.

2. Crawler Section

The machine’s crawlers, made of metal or rubber tracks, provide a wide ground contact area for stability on soft or uneven ground and steep slopes. The crawlers enable the machine to perform “zero-turn” maneuvers, controlled by levers instead of a steering wheel.

Other Information on Crawler Loader

1. Classification of Rubber Crawlers

Rubber crawlers vary based on their application. Construction machinery uses rubber crawlers to minimize surface damage, while agricultural machinery crawlers are designed for traction in wetlands. Transport and work machines use crawlers for stability in uneven areas, and snow removal machines require durable, low-noise crawlers.

2. Noise and Vibration of Crawler Loader

The Ministry of Land, Infrastructure, Transport, and Tourism (MLIT) sets standards for low-noise and low-vibration construction machines, including crawler loaders. There are specific standards for acoustic output and ultra-low-noise machines, with type approval indicating compliance.