Si bien a menudo hablamos de la importancia de mantener la contaminación fuera de los componentes de movimiento lineal, como guías lineales y tornillos, cuando estos sistemas se utilizan en una sala limpia, el objetivo es todo lo contrario: evitar que estos componentes introduzcan contaminación en el medio ambiente.

¿Qué es exactamente una sala blanca?
Según ISO 14644-1:2015, "Las salas limpias y los entornos controlados asociados proporcionan el control de la contaminación del aire y, si corresponde, de las superficies, a niveles apropiados para llevar a cabo actividades sensibles a la contaminación".

Las salas blancas se asocian más comúnmente con aplicaciones en las industrias de semiconductores, electrónica y dispositivos médicos, aunque otras industrias, como la aeroespacial, la farmacéutica y la de alimentos y bebidas, también utilizan entornos de salas blancas en algunas aplicaciones.

La norma ISO 14644-1 clasifica el nivel de “limpieza” de una sala blanca en una escala del 1 (mejor) al 9 (peor), según la cantidad de partículas, divididas en seis rangos de tamaño, que están presentes en una sala cúbica. metro de aire.

Tenga en cuenta que el estándar de sala limpia al que se hace referencia anteriormente proviene de la Organización Internacional de Normalización (ISO). Es posible que también vea referencias a la norma federal estadounidense 209E en algunos casos, a pesar de que fue revocada en 2001. Las clasificaciones FS 209E pueden tener referencias cruzadas con las clasificaciones ISO, pero tenga en cuenta que los números de clase no se alinean. Por ejemplo, una sala limpia clasificada como clase 1 según FS 209E está clasificada como clase 3 según ISO 14644-1.

La fricción es el enemigo de una sala limpia
El objetivo general al utilizar un sistema de movimiento lineal en una aplicación de sala limpia es mantener la generación de partículas al mínimo. Pero los componentes del movimiento lineal dependen de movimientos deslizantes o rodantes, que necesariamente producen partículas debido a la fricción y el desgaste entre superficies. Por lo tanto, una de las principales áreas de atención debería ser reducir la fricción tanto como sea posible.

Esto significa elegir contacto rodante sobre contacto deslizante, lo que hace que los rodamientos lineales de bolas y los husillos de bolas sean una mejor opción que los cojinetes lisos y los husillos de avance para la mayoría de las aplicaciones de salas blancas.

Sin embargo, los sellos estándar de contacto total en rodamientos lineales de bolas y husillos de bolas experimentan un contacto deslizante con el riel guía o el eje del tornillo, por lo que se prefieren los sellos de baja fricción o sin contacto a los diseños de contacto total. Y recientemente, algunos fabricantes han realizado pruebas de recuento de partículas que demuestran cómo los espaciadores de bolas o cadenas de bolas (que separan las bolas y evitan que choquen entre sí mientras recirculan a través del rodamiento) pueden reducir la generación de partículas en guías de rieles perfilados y bolas. tornillos.

La lubricación es a la vez amiga y enemiga.
La lubricación es útil no sólo para reducir la fricción y garantizar un funcionamiento adecuado, sino también para “atrapar” algunas de las partículas generadas por un rodamiento lineal o un tornillo y evitar su liberación al medio ambiente. Pero la propia lubricación puede ser una fuente de contaminación si se libera a la atmósfera. Esto es especialmente problemático con los husillos de bolas, que pueden “liberar” la lubricación a medida que giran.

Los sellos ayudan a mantener la lubricación dentro del rodamiento lineal o la tuerca de bolas, pero los tipos de baja fricción y sin contacto, aunque son ideales porque no generan partículas significativas por sí solos, pueden permitir que parte de la lubricación “se deslice” y se libere. Es por eso que muchas aplicaciones de salas blancas requieren un lubricante aprobado para salas blancas. Estas formulaciones especiales no tienen (o tienen menos) aditivos que contengan partículas sólidas, como aluminio, sílice y PTFE.

Los materiales aptos para salas blancas son imprescindibles
Los materiales preferidos para entornos de salas blancas son el acero inoxidable y el PVC, pero el aluminio y el acero al carbono son los materiales principales utilizados en los componentes de movimiento lineal. Sin embargo, hay formas de hacer que el aluminio y el acero al carbono estándar sean compatibles con las salas blancas.

El aluminio anodizado, por ejemplo, le confiere una buena resistencia a la corrosión. Y los componentes de acero al carbono se pueden tratar con una capa protectora compatible con salas blancas, como cromo negro o níquel, para evitar la oxidación.

Hay disponible una amplia gama de guías y tornillos en miniatura en versiones de acero inoxidable, lo que los convierte en buenas opciones para aplicaciones de salas blancas con carreras más cortas y cargas más ligeras. Y las versiones en miniatura generalmente se ofrecen con sellos de baja fricción y baja precarga como opciones estándar, por lo que su generación de partículas es inherentemente menor que la de sus contrapartes de tamaño completo.

También tenga en cuenta que los sujetadores suelen estar recubiertos con un acabado de óxido negro, que tiene una alta tasa de desprendimiento de partículas, aunque estos componentes sean estáticos. Para aplicaciones de sala limpia, se deben utilizar herrajes de acero inoxidable siempre que sea posible.

Sistemas con contacto y fricción reducidos.

Una forma de eliminar o reducir muchas de las preocupaciones planteadas anteriormente es utilizar componentes y sistemas de movimiento lineal que sean inherentemente "limpios". Entre ellos se incluyen cojinetes neumáticos para guiado y motores lineales para accionamiento. Ambos sistemas eliminan el contacto deslizante o rodante, por lo que prácticamente no tienen fricción ni generación de partículas.

Por ejemplo, una etapa de motor lineal con guías de cojinetes de aire no tiene, en teoría, fricción y, por lo tanto, no genera partículas. Sin embargo, en situaciones del mundo real, la gestión de los cables sigue siendo una preocupación, porque los cables y los transportadores de cables en movimiento pueden generar partículas. Pero esto se puede solucionar utilizando cables y sistemas de gestión de cables diseñados específicamente para salas blancas.

Caso en cuestión: algunos fabricantes de cables ofrecen productos con recubrimientos especiales de baja fricción para minimizar la generación de partículas, y algunos fabricantes de vías portacables ofrecen sistemas que reducen el desgaste entre las secciones de la cadena mediante el uso de uniones resistentes a la abrasión. Para longitudes de cable más cortas, los “cables sin rieles” planos y autoportantes pueden incluso eliminar la necesidad de un portacables o un transportador.