Vaikka puhumme usein siitä, että on tärkeää pitää kontaminaatio poissa lineaarisista liikekomponenteista, kuten lineaarisista ohjaimista ja ruuveista, kun näitä järjestelmiä käytetään puhdastilassa, tavoite on juuri päinvastainen – estää näitä komponentteja pääsemästä kontaminaatiota ympäristöön.

Mitä puhdastila oikein on?
ISO 14644-1:2015:n mukaan "Siivoustilat ja niihin liittyvät valvotut ympäristöt mahdollistavat ilman ja tarvittaessa pintojen saastumisen hallinnan tasolle, joka on tarkoituksenmukaista kontaminaatioherkkien toimintojen suorittamiseen."

Puhdastilat yhdistetään yleisimmin puolijohde-, elektroniikka- ja lääkinnällisten laitteiden teollisuuden sovelluksiin, vaikka muutkin teollisuudenalat – kuten ilmailu, lääketeollisuus sekä elintarvike- ja juomateollisuus – käyttävät myös puhdastilaympäristöjä joissakin sovelluksissa.

ISO 14644-1 -standardi arvioi puhdastilan "puhtaustason" asteikolla 1 (paras) 9 (huonoin) kuutiossa olevien hiukkasten lukumäärän perusteella – kuuteen kokoluokkaan jaoteltuna. metriä ilmaa.

Huomaa, että yllä mainittu puhdastilastandardi on Kansainväliseltä standardointijärjestöltä (ISO). Saatat myös nähdä joissakin tapauksissa viitattavan US Federal Standard 209E -standardiin, vaikka se kumottiin vuonna 2001. FS 209E -luokituksia voidaan viitata ISO-luokitukseen, mutta huomaa, että luokkanumerot eivät ole kohdakkain. Esimerkiksi puhdastila, joka on luokiteltu luokkaan 1 standardin FS 209E mukaan, on luokiteltu luokkaan 3 ISO 14644-1:n mukaan.

Kitka on puhdastilan vihollinen
Lineaarista liikejärjestelmää käytettäessä puhdastilasovelluksessa ylivoimainen tavoite on pitää sen hiukkasten muodostuminen minimissä. Mutta lineaariset liikkeet perustuvat liuku- tai vieriliikkeisiin, jotka välttämättä tuottavat hiukkasia pintojen välisen kitkan ja kulumisen vuoksi. Joten yksi tärkeimmistä painopistealueista tulisi olla kitkan vähentäminen mahdollisimman paljon.

Tämä tarkoittaa rullauksen valitsemista liukukoskettimen päälle – jolloin lineaariset kuulalaakerit ja kuularuuvit ovat parempi valinta kuin liukulaakerit ja johtoruuvit useimpiin puhdastilasovelluksiin.

Lineaaristen kuulalaakerien ja kuularuuvien vakiotiivisteet koskettavat kuitenkin liukukosketusta ohjauskiskoon tai ruuvin akseliin, joten matalakitkaiset tai kosketuksettomat tiivisteet ovat parempia kuin täyskosketusmalleissa. Ja äskettäin jotkut valmistajat ovat tehneet hiukkasten laskentatestejä, jotka osoittavat, kuinka pallovälikkeet tai palloketjut - jotka erottavat pallot ja estävät niitä törmäämästä toisiinsa, kun ne kierrättävät laakerin läpi - voivat vähentää hiukkasten muodostumista profiloiduissa kiskon ohjaimissa ja kuulassa. ruuvit.

Voitelu on sekä ystävä että vihollinen
Voitelu on hyödyllinen kitkan vähentämisen ja oikean toiminnan varmistamiseksi, mutta myös lineaarilaakerin tai ruuvin aiheuttamien hiukkasten "vangitsemiseen" ja niiden pääsyn ympäristöön estämiseen. Mutta itse voitelu voi olla saastumisen lähde, jos sitä pääsee ilmakehään. Tämä on erityisen ongelmallista kuularuuveilla, jotka voivat "irrottaa" voitelun pyöriessään.

Tiivisteet auttavat pitämään voitelun lineaarilaakerin tai kuulamutterin sisällä, mutta vähäkitkaiset ja kosketuksettomat tyypit – vaikka ne ovat ihanteellisia, koska ne eivät itsessään tuota merkittäviä hiukkasia – voivat sallia voiteluaineen "liukumisen" ja vapautumisen. Tästä syystä monet puhdastilasovellukset vaativat puhdastiloihin hyväksyttyä voiteluainetta. Näissä erikoisvalmisteissa ei ole (tai vähemmän) lisäaineita, jotka sisältävät kiinteitä hiukkasia, kuten alumiinia, piidioksidia ja PTFE:tä.

Puhdastilaystävälliset materiaalit ovat välttämättömiä
Suosituimmat materiaalit puhdastilaympäristöissä ovat ruostumaton teräs ja PVC, mutta alumiini ja hiiliteräs ovat ensisijaisia ​​materiaaleja, joita käytetään lineaariliikekomponenteissa. On kuitenkin olemassa tapoja tehdä alumiinista ja tavallisesta hiiliteräksestä puhdastilayhteensopivia.

Esimerkiksi alumiinin anodisointi antaa sille hyvän korroosionkestävyyden. Ja hiiliteräskomponentit voidaan käsitellä puhdastila-yhteensopivalla suojapinnoitteella, kuten mustalla kromilla tai nikkelillä, hapettumisen estämiseksi.

Laaja valikoima miniatyyriohjaimia ja -ruuveja on saatavana ruostumattomasta teräksestä valmistettuina versioina, mikä tekee niistä hyviä valintoja puhdastilasovelluksiin lyhyemmällä iskunpituudella ja kevyemmällä kuormalla. Pienoisversioita tarjotaan tyypillisesti matalakitkaisilla tiivisteillä ja alhaisella esijännityksellä vakiovarusteena, joten niiden hiukkasten muodostuminen on luonnostaan ​​pienempi kuin täysikokoisissa vastineissa.

Muista myös, että kiinnittimet on usein päällystetty mustaoksidipinnoitteella, jolla on korkea hiukkasten irtoamisnopeus, vaikka nämä komponentit ovat staattisia. Puhdastilasovelluksissa tulee käyttää ruostumatonta terästä aina kun mahdollista.

Järjestelmät, joissa on pienempi kosketus ja kitka

Yksi tapa poistaa tai vähentää monia yllä esiin tuotuja huolenaiheita on käyttää lineaarisia liikekomponentteja ja järjestelmiä, jotka ovat luonnostaan ​​"puhtaita". Näitä ovat ilmalaakerit ohjausta varten ja lineaarimoottorit ajoa varten. Molemmat järjestelmät eliminoivat liukuvan tai vierivän kosketuksen, joten niissä ei ole käytännössä kitkaa eikä hiukkasten muodostumista.

Esimerkiksi lineaarisessa moottorivaiheessa, jossa on ilmalaakeriohjaimia, ei ole teoriassa kitkaa eikä siten hiukkasten muodostumista. Todellisissa tilanteissa kaapelien hallinta on kuitenkin edelleen huolenaihe, koska liikkuvat kaapelit ja kaapelikannattimet voivat tuottaa hiukkasia. Mutta tämä voidaan ratkaista käyttämällä kaapeleita ja kaapelinhallintajärjestelmiä, jotka on suunniteltu erityisesti puhdastiloihin.

Esimerkki: Jotkut kaapelivalmistajat tarjoavat tuotteita, joissa on erityiset vähäkitkaiset pinnoitteet hiukkasten muodostumisen minimoimiseksi, ja jotkut kaapelikiskovalmistajat tarjoavat järjestelmiä, jotka vähentävät ketjun osien välistä kulumista käyttämällä kulutusta kestäviä liitoksia. Lyhyemmillä kaapelipituuksilla litteät, itsekannattavat "urattomat kaapelit" voivat jopa poistaa kaapelikiskon tai kannattimen tarpeen.