हालांकि हम अक्सर लीनियर गाइड और स्क्रू जैसे लीनियर मोशन कंपोनेंट्स को संदूषण से बचाने के महत्व के बारे में बात करते हैं, लेकिन जब इन सिस्टम्स का उपयोग क्लीनरूम में किया जाता है, तो लक्ष्य बिल्कुल विपरीत होता है - इन कंपोनेंट्स को पर्यावरण में संदूषण फैलाने से रोकना।

क्लीनरूम वास्तव में क्या होता है?
आईएसओ 14644-1:2015 के अनुसार, "क्लीनरूम और संबंधित नियंत्रित वातावरण हवा और, यदि उपयुक्त हो, तो सतहों के संदूषण को उन स्तरों तक नियंत्रित करने की व्यवस्था करते हैं जो संदूषण-संवेदनशील गतिविधियों को पूरा करने के लिए उपयुक्त हों।"

क्लीनरूम आमतौर पर सेमीकंडक्टर, इलेक्ट्रॉनिक्स और चिकित्सा उपकरण उद्योगों में अनुप्रयोगों से जुड़े होते हैं, हालांकि अन्य उद्योग - जैसे कि एयरोस्पेस, फार्मास्यूटिकल्स और खाद्य और पेय पदार्थ - भी कुछ अनुप्रयोगों में क्लीनरूम वातावरण का उपयोग करते हैं।

आईएसओ 14644-1 मानक एक घन मीटर हवा में मौजूद कणों की संख्या के आधार पर, क्लीनरूम की "स्वच्छता" के स्तर को 1 (सर्वोत्तम) से 9 (सबसे खराब) के पैमाने पर मापता है - कणों को छह आकार श्रेणियों में विभाजित किया गया है।

ध्यान दें कि ऊपर उल्लिखित क्लीनरूम मानक अंतर्राष्ट्रीय मानक संगठन (आईएसओ) का है। कुछ मामलों में आपको अमेरिकी संघीय मानक 209ई का भी उल्लेख देखने को मिल सकता है, हालांकि इसे 2001 में निरस्त कर दिया गया था। एफएस 209ई रेटिंग की तुलना आईएसओ रेटिंग से की जा सकती है, लेकिन ध्यान दें कि श्रेणी संख्याएँ मेल नहीं खातीं। उदाहरण के लिए, एफएस 209ई के तहत श्रेणी 1 के रूप में रेट किया गया क्लीनरूम आईएसओ 14644-1 के तहत श्रेणी 3 के रूप में रेट किया जाता है।

घर्षण क्लीनरूम का दुश्मन है।
क्लीनरूम अनुप्रयोगों में लीनियर मोशन सिस्टम का उपयोग करते समय मुख्य लक्ष्य कणों के उत्पादन को न्यूनतम रखना होता है। लेकिन लीनियर मोशन कंपोनेंट स्लाइडिंग या रोलिंग गति पर निर्भर करते हैं, जिससे सतहों के बीच घर्षण और टूट-फूट के कारण कण उत्पन्न होते हैं। इसलिए, घर्षण को यथासंभव कम करना प्रमुख लक्ष्य होना चाहिए।

इसका अर्थ है स्लाइडिंग संपर्क के बजाय रोलिंग संपर्क को प्राथमिकता देना - जिससे अधिकांश क्लीनरूम अनुप्रयोगों के लिए प्लेन बेयरिंग और लीड स्क्रू की तुलना में लीनियर बॉल बेयरिंग और बॉल स्क्रू बेहतर विकल्प बन जाते हैं।

हालांकि, लीनियर बॉल बेयरिंग और बॉल स्क्रू पर लगे मानक, पूर्ण-संपर्क सील गाइड रेल या स्क्रू शाफ्ट के साथ स्लाइडिंग संपर्क में रहते हैं, इसलिए पूर्ण-संपर्क डिज़ाइन की तुलना में कम घर्षण वाले या गैर-संपर्क सील को प्राथमिकता दी जाती है। हाल ही में, कुछ निर्माताओं ने कण-गणना परीक्षण किए हैं जिनसे पता चलता है कि बॉल स्पेसर या बॉल चेन - जो गेंदों को अलग करते हैं और बेयरिंग में उनके पुनर्संचरण के दौरान उन्हें आपस में टकराने से रोकते हैं - प्रोफाइल रेल गाइड और बॉल स्क्रू में कणों के निर्माण को कैसे कम कर सकते हैं।

चिकनाई एक ही समय में मित्र और शत्रु दोनों होती है।
लुब्रिकेशन न केवल घर्षण को कम करने और सही संचालन सुनिश्चित करने के लिए उपयोगी है, बल्कि लीनियर बेयरिंग या स्क्रू द्वारा उत्पन्न कुछ कणों को "फंसाने" और उन्हें वातावरण में फैलने से रोकने में भी सहायक है। हालांकि, यदि लुब्रिकेशन वातावरण में फैल जाए तो यह स्वयं प्रदूषण का स्रोत बन सकता है। यह समस्या विशेष रूप से बॉल स्क्रू के मामले में होती है, जो घूमते समय लुब्रिकेशन को हवा में उछाल सकते हैं।

सील्स लीनियर बेयरिंग या बॉल नट के अंदर लुब्रिकेशन को बनाए रखने में मदद करती हैं, लेकिन कम घर्षण और बिना संपर्क वाली सील्स - जो आदर्श होती हैं क्योंकि वे स्वयं महत्वपूर्ण कण उत्पन्न नहीं करतीं - कुछ लुब्रिकेशन को बाहर निकलने देती हैं। यही कारण है कि कई क्लीनरूम अनुप्रयोगों में क्लीनरूम-अनुमोदित लुब्रिकेंट की आवश्यकता होती है। इन विशेष फॉर्मूलेशन में एल्युमीनियम, सिलिका और पीटीएफई जैसे ठोस कणों वाले एडिटिव्स नहीं होते (या बहुत कम होते हैं)।

क्लीनरूम के अनुकूल सामग्री अनिवार्य है
क्लीनरूम वातावरण के लिए स्टेनलेस स्टील और पीवीसी पसंदीदा सामग्री हैं, लेकिन एल्युमीनियम और कार्बन स्टील रैखिक गति घटकों में उपयोग की जाने वाली प्राथमिक सामग्री हैं। हालांकि, एल्युमीनियम और मानक कार्बन स्टील को क्लीनरूम के अनुकूल बनाने के तरीके मौजूद हैं।

उदाहरण के लिए, एल्युमीनियम पर एनोडाइजिंग करने से उसमें जंग लगने का प्रतिरोध बढ़ जाता है। इसी प्रकार, कार्बन स्टील के घटकों को ऑक्सीकरण से बचाने के लिए ब्लैक क्रोम या निकेल जैसी क्लीनरूम-अनुकूल सुरक्षात्मक कोटिंग से उपचारित किया जा सकता है।

स्टेनलेस स्टील में कई प्रकार के लघु गाइड और लघु स्क्रू उपलब्ध हैं, जो उन्हें कम स्ट्रोक लंबाई और हल्के भार वाले क्लीनरूम अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। लघु संस्करणों में आमतौर पर कम घर्षण वाली सील और कम प्रीलोड मानक विकल्प के रूप में दिए जाते हैं, इसलिए इनमें कणों का उत्पादन स्वाभाविक रूप से उनके पूर्ण आकार के समकक्षों की तुलना में कम होता है।

यह भी ध्यान रखें कि फास्टनर अक्सर ब्लैक-ऑक्साइड की परत से ढके होते हैं, जिससे कणों के झड़ने की दर बहुत अधिक होती है, भले ही ये घटक स्थिर हों। क्लीनरूम अनुप्रयोगों के लिए, जहां तक ​​संभव हो स्टेनलेस स्टील हार्डवेयर का उपयोग किया जाना चाहिए।

कम संपर्क और घर्षण वाले सिस्टम

ऊपर बताई गई कई चिंताओं को दूर करने या कम करने का एक तरीका यह है कि स्वाभाविक रूप से "स्वच्छ" रैखिक गति वाले घटकों और प्रणालियों का उपयोग किया जाए। इनमें मार्गदर्शन के लिए एयर बेयरिंग और संचालन के लिए रैखिक मोटर शामिल हैं। ये दोनों प्रणालियाँ फिसलने या लुढ़कने वाले संपर्क को समाप्त कर देती हैं, इसलिए इनमें लगभग कोई घर्षण नहीं होता और न ही कोई कण उत्पन्न होते हैं।

उदाहरण के लिए, एयर बेयरिंग गाइड वाले लीनियर मोटर स्टेज में सैद्धांतिक रूप से कोई घर्षण नहीं होता और इसलिए कोई कण उत्पन्न नहीं होते। हालांकि, वास्तविक परिस्थितियों में, केबल प्रबंधन एक चिंता का विषय बना रहता है, क्योंकि हिलते-डुलते केबल और केबल कैरियर कण उत्पन्न कर सकते हैं। लेकिन क्लीनरूम के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए केबल और केबल प्रबंधन प्रणालियों का उपयोग करके इस समस्या का समाधान किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए: कुछ केबल निर्माता ऐसे उत्पाद पेश करते हैं जिन पर कणों के निर्माण को कम करने के लिए विशेष कम घर्षण वाली कोटिंग होती है, और कुछ केबल ट्रैक निर्माता ऐसे सिस्टम पेश करते हैं जो घर्षण-प्रतिरोधी जोड़ों के उपयोग से चेन के अलग-अलग हिस्सों के बीच घिसाव को कम करते हैं। छोटी केबल लंबाई के लिए, सपाट, स्व-सहायक "ट्रैकलेस केबल" केबल ट्रैक या कैरियर की आवश्यकता को भी समाप्त कर सकते हैं।