Enquanto frequentemente falamos sobre a importância de manter a contaminação fora de componentes de movimento linear, como guias e parafusos lineares, quando esses sistemas são usados ​​em uma sala limpa, o objetivo é exatamente o oposto - para impedir que esses componentes introduzam contaminação no ambiente.

O que exatamente é uma sala limpa?
De acordo com a ISO 14644-1: 2015, "salas limpas e ambientes controlados associados fornecem o controle da contaminação do ar e, se apropriado, superfícies, a níveis apropriados para realizar atividades sensíveis à contaminação".

As salas limpas são mais comumente associadas a aplicações nos setores de semicondutores, eletrônicos e dispositivos médicos, embora outros setores - como aeroespacial, produtos farmacêuticos e alimentos e bebidas - também usem ambientes de salas limpas em algumas aplicações.

O padrão ISO 14644-1 toca o nível de “limpeza” de uma sala limpa em uma escala de 1 (melhor) a 9 (pior), com base no número de partículas-divididas em seis faixas de tamanho-que estão presentes em um metro cúbico de ar.

Observe que o padrão de sala limpa mencionada acima é da Organização Internacional de Padrões (ISO). Você também pode ver o padrão federal dos EUA 209E mencionado em alguns casos, apesar de ter sido revogado em 2001. As classificações do FS 209E podem ser referenciadas cruzadas para as classificações ISO, mas observe que os números da classe não se alinham. Por exemplo, uma sala limpa classificada como classe 1 no FS 209E é classificada como classe 3 sob ISO 14644-1.

O atrito é o inimigo de uma sala limpa
A meta abrangente ao usar um sistema de movimento linear em um aplicativo de sala limpa é manter seu geração de partículas no mínimo. Mas os componentes de movimento linear dependem de movimentos deslizantes ou rolantes, que necessariamente produzem partículas devido a atrito e desgaste entre as superfícies. Portanto, uma das principais áreas de foco deve ser reduzir o atrito o máximo possível.

Isso significa escolher o rolamento sobre o contato deslizante - fazendo com que rolamentos de esferas lineares e parafusos de esfera uma escolha melhor do que rolamentos simples e parafusos de chumbo para a maioria das aplicações de salas limpas.

No entanto, as vedações padrão de contato completo em rolamentos de esferas e parafusos de esferas lineares experimentam contato deslizante com o trilho da guia ou o eixo de parafuso, de modo que as vedações de baixo atrito ou não-contato são preferidas a projetos de contato completo. Recentemente, alguns fabricantes realizaram testes de contagem de partículas que demonstram como espaçadores de bola, ou correntes de esferas-que separam as bolas e impedem que colidam entre si enquanto recirculam através do rolamento-podem reduzir a geração de partículas em guias de trilhos perfilados e parafusos.

A lubrificação é amiga e inimigo
A lubrificação é útil não apenas para reduzir o atrito e garantir a operação adequada, mas também para "prender" algumas das partículas geradas por um rolamento linear ou parafuso e impedir sua liberação no ambiente. Mas a lubrificação em si pode ser uma fonte de contaminação se for liberada na atmosfera. Isso é especialmente problemático com os parafusos da bola, que podem "arremessar" a lubrificação à medida que giram.

As focas ajudam a manter a lubrificação dentro do rolamento linear ou da porca da esfera, mas os tipos de baixo atrito e não-contato-enquanto o ideal porque não geram partículas significativas por conta própria-podem permitir que alguma lubrificação "deslize" e seja liberada. É por isso que muitas aplicações de salas limpas requerem um lubrificante aprovado pela sala limpa. Essas formulações especiais não têm (ou menos) aditivos que contêm partículas sólidas, como alumínio, sílica e PTFE.

Materiais para a sala limpa são obrigatórios
Os materiais preferidos para os ambientes de sala limpa são de aço inoxidável e PVC, mas o alumínio e o aço carbono são os principais materiais usados ​​nos componentes de movimento linear. No entanto, existem maneiras de tornar o alumínio e a sala de aço carbono padrão compatível.

A anodização de alumínio, por exemplo, oferece boa resistência à corrosão. E os componentes do aço carbono podem ser tratados com um revestimento protetor compatível com a sala limpa, como cromo preto ou níquel, para evitar oxidação.

Uma ampla gama de guias em miniatura e parafusos em miniatura estão disponíveis em versões de aço inoxidável, tornando -as boas escolhas para aplicações de salas limpas com comprimentos de curso mais curtos e cargas mais leves. E as versões em miniatura são normalmente oferecidas com vedações de baixo atrito e baixa pré-carga como opções padrão; portanto, sua geração de partículas é inerentemente menor que as contrapartes em tamanho real.

Lembre-se também de que os fixadores são frequentemente revestidos com um acabamento de óxido preto, que tem uma alta taxa de derramamento de partículas, mesmo que esses componentes sejam estáticos. Para aplicações de salas limpas, o hardware de aço inoxidável deve ser usado sempre que possível.

Sistemas com contato reduzido e atrito

Uma maneira de eliminar ou reduzir muitas das preocupações levantadas acima é usar componentes e sistemas lineares de movimento que são inerentemente "limpos". Isso inclui rolamentos aéreos para orientação e motores lineares para dirigir. Ambos os sistemas eliminam o contato deslizante ou o rolante, para que praticamente não tenham fricção e geração de partículas.

Por exemplo, um estágio de motor linear com guias de rolamento de ar tem - na teoria - sem atrito e, portanto, sem geração de partículas. No entanto, em situações do mundo real, o gerenciamento de cabos ainda é uma preocupação, porque os cabos em movimento e os portadores de cabos podem gerar partículas. Mas isso pode ser abordado usando sistemas de gerenciamento de cabos e cabos projetados especificamente para salas limpas.

Caso em questão: alguns fabricantes de cabos oferecem produtos com revestimentos especiais de baixo atrito para minimizar a geração de partículas, e alguns fabricantes de trilhas de cabo oferecem sistemas que reduzem o desgaste entre as seções da corrente através do uso de juntas resistentes à abrasão. Para comprimentos de cabo mais curtos, os “cabos sem trilha” planos e auto-sustentáveis ​​podem até eliminar a necessidade de uma pista ou transportadora a cabo.