Bien que nous parlons souvent de l'importance de garder la contamination hors des composants de mouvement linéaire tels que les guides et vis linéaires, lorsque ces systèmes sont utilisés dans une salle blanche, l'objectif est tout le contraire - pour empêcher ces composants d'introduire la contamination dans l'environnement.

Qu'est-ce qu'une salle blanche exactement?
Selon ISO 14644-1: 2015, «les salles blanches et les environnements contrôlés associés prévoient le contrôle de la contamination de l'air et, le cas échéant, des surfaces, à des niveaux appropriés pour accomplir des activités sensibles à la contamination.»

Les salles blanches sont le plus souvent associées aux applications dans les industries des semi-conducteurs, de l'électronique et des dispositifs médicaux, bien que d'autres industries - telles que l'aérospatiale, les produits pharmaceutiques et les aliments et les boissons - utilisent également des environnements de salle blanche dans certaines applications.

L'ISO 14644-1 classe le niveau de «propreté» d'une salle blanche sur une échelle de 1 (le meilleur) à 9 (pire), sur la base du nombre de particules - divisé en six gammes de taille - qui sont présentes dans un mètre cube d'air.

Notez que la norme Cleanroom référencée ci-dessus provient de l'Organisation internationale des normes (ISO). Vous pouvez également voir la norme fédérale américaine 209E référencée dans certains cas, malgré le fait qu'elle a été révoquée en 2001. Les notes FS 209E peuvent être référencées aux notes ISO, mais notez que les numéros de classe ne s'alignent pas. Par exemple, une salle blanche notée comme classe 1 sous FS 209E est évaluée en tant que classe 3 sous ISO 14644-1.

La friction est l'ennemi d'une salle blanche
L'objectif global lors de l'utilisation d'un système de mouvement linéaire dans une application de salle blanche est de maintenir sa génération de particules au minimum. Mais les composants de mouvement linéaire reposent sur des mouvements de glissement ou de roulement, qui produisent nécessairement des particules dues à la friction et à l'usure entre les surfaces. Ainsi, l'un des principaux domaines d'intérêt devrait être de réduire autant que possible les frictions.

Cela signifie choisir le contacteur coulissant sur les roulements à billes linéaires et les vis à billes un meilleur choix que les roulements simples et les vis de plomb pour la plupart des applications en salle blanche.

Cependant, les joints standard et à contact complet sur les roulements à billes linéaires et les vis à billes connaissent un contact coulissant avec le rail de guidage ou l'arbre à vis, donc les joints à faible friction ou sans contact sont préférés aux conceptions à contact complet. Et récemment, certains fabricants ont effectué des tests de comptoir des particules qui montrent comment les entretoises de balle ou les chaînes de balle - qui séparent les balles et les empêchent de colliter les unes avec les autres pendant qu'ils recirculent à travers le roulement - peuvent réduire la génération de particules dans les guides de rail profilé et les vis à billes.

La lubrification est à la fois ami et ennemi
La lubrification est utile non seulement pour réduire le frottement et assurer un bon fonctionnement, mais aussi pour «piéger» certaines des particules générées par un roulement ou une vis linéaire et empêcher leur libération dans l'environnement. Mais la lubrification elle-même peut être une source de contamination si elle est libérée dans l'atmosphère. Ceci est particulièrement problématique avec les vis à billes, ce qui peut «retirer» la lubrification lorsqu'ils tournent.

Les sceaux aident à maintenir la lubrification à l'intérieur du roulement linéaire ou de l'écrou à billes, mais des types à faible friction et sans contact - bien qu'idéal car ils ne génèrent pas de particules significatives par eux-mêmes - peuvent permettre à une certaine lubrification de «passer» et d'être libérée. C'est pourquoi de nombreuses applications en salle blanche nécessitent un lubrifiant approuvé dans la salle blanche. Ces formulations spéciales n'ont pas (ou moins) d'additifs qui contiennent des particules solides, comme l'aluminium, la silice et le PTFE.

Les matériaux adaptés à la salle blanche sont un must
Les matériaux préférés pour les environnements de salle blanche sont en acier inoxydable et en PVC, mais l'aluminium et l'acier au carbone sont les principaux matériaux utilisés dans les composants de mouvement linéaire. Cependant, il existe des moyens de fabriquer de l'aluminium et de la salle blanche en acier standard.

L'aluminium anodisant, par exemple, lui donne une bonne résistance à la corrosion. Et les composants en acier au carbone peuvent être traités avec un revêtement protecteur compatible en salle blanche, comme le chrome noir ou le nickel, pour prévenir l'oxydation.

Une large gamme de guides miniatures et de vis miniatures est disponible en versions en acier inoxydable, ce qui en fait de bons choix pour les applications en salle blanche avec des longueurs de course plus courtes et des charges plus légères. Et les versions miniatures sont généralement proposées avec des joints à faible friction et une faible précharge comme options standard, de sorte que leur génération de particules est intrinsèquement inférieure à leurs homologues pleine grandeur.

Gardez également à l'esprit que les attaches sont souvent recouvertes d'une finition en oxyde noir, qui a un taux élevé de délestage de particules, même si ces composants sont statiques. Pour les applications de salle blanche, la matériel en acier inoxydable doit être utilisée dans la mesure du possible.

Systèmes avec un contact et une friction réduits

Une façon d'éliminer ou de réduire la plupart des préoccupations soulevées ci-dessus est d'utiliser des composants de mouvement linéaire et des systèmes qui sont intrinsèquement «propres». Il s'agit notamment des roulements d'air pour l'orientation et des moteurs linéaires pour la conduite. Les deux systèmes éliminent le contact glissant ou roulant, ils n'ont donc pratiquement pas de frottement et pas de génération de particules.

Par exemple, un stade moteur linéaire avec des guides de roulement d'air a - en théorie - pas de frottement et, par conséquent, pas de génération de particules. Cependant, dans les situations du monde réel, la gestion des câbles est toujours une préoccupation, car les câbles en mouvement et les porteurs de câbles peuvent générer des particules. Mais cela peut être traité en utilisant des câbles et des systèmes de gestion des câbles spécialement conçus pour les salles blanches.

Exemple: Certains fabricants de câbles proposent des produits avec des revêtements spéciaux à faible friction pour minimiser la génération de particules, et certains fabricants de pistes de câbles proposent des systèmes qui réduisent l'usure entre les sections de la chaîne grâce à l'utilisation de joints résistants à l'abrasion. Pour les longueurs de câbles plus courtes, les «câbles sans piste» plats et autoportants peuvent même éliminer le besoin d'une piste de câble ou d'un opérateur.