В то время как мы часто говорим о важности удержания загрязнения от линейных компонентов движения, таких как линейные направляющие и винты, когда эти системы используются в чистой комнате, цель - как противоположность, - чтобы эти компоненты не вводят загрязнение в окружающую среду.

Что именно такое чистая комната?
Согласно ISO 14644-1: 2015, «чистые комнаты и связанные с ними контролируемые среды обеспечивают контроль загрязнения воздуха и, если это необходимо, поверхности, для уровней, подходящих для выполнения чувствительных к загрязнению деятельности».

Чистые комнаты чаще всего ассоциируются с применением в полупроводнике, электронике и медицинских устройствах, хотя другие отрасли, такие как аэрокосмическая, фармацевтические препараты, а также продукты питания и напитки, также используют среду чистой комнаты в некоторых приложениях.

Стандартный ISO 14644-1 оценивает уровень «чистоты» чистой комнаты по шкале от 1 (лучшего) до 9 (худший), основанный на количестве частиц-разбитых на шесть размерных диапазонов-которые присутствуют в кубическом метре воздуха.

Обратите внимание, что стандарт чистой комнаты, упомянутый выше, взят из Международной организации стандартов (ISO). Вы также можете увидеть федеральный стандарт США 209E, упомянутый в некоторых случаях, несмотря на тот факт, что он был отменен в 2001 году. Рейтинги FS 209E могут быть перекрестными на рейтинги ISO, но обратите внимание, что номера классов не соответствуют. Например, чистая комната, оцененная как класс 1 под FS 209E, оценен как класс 3 под ISO 14644-1.

Трение - враг чистой комнаты
Главной целью при использовании линейной системы движения в применении чистой комнаты является сведением к минимуму его генерации частиц. Но линейные компоненты движения полагаются на скользящие или прокатывающие движения, которые обязательно производят частицы из -за трения и износа между поверхностями. Таким образом, одна из основных областей сосредоточенности должно быть в том, чтобы как можно больше уменьшить трение.

Это означает, что выбор скатывания через скользящий контакт - сделать линейные шариковые подшипники и шариковые винты лучшим выбором, чем простые подшипники и свинцовые винты для большинства применений в чистоте.

Тем не менее, стандартные полные уплотнения на линейных шариковых подшипниках и шариковых винтах испытывают скользящий контакт с направляющим рельсом или винтовым валом, так что низкоксуальные или бесконтактные уплотнения предпочтительнее по сравнению с полноконтактными конструкциями. И недавно некоторые производители провели тесты на частица, которые демонстрируют, как проставки шариков или шариковые цепи, которые разделяют шарики и не позволяют им столкнуться друг с другом, когда они рециркулируют через подшипник, могут уменьшить генерацию частиц в профилированных железнодорожных направляющих и шариковых винтов.

Смазка - это друг и враг
Смазка полезна не только для уменьшения трения и обеспечения правильной работы, но и для «захвата» некоторых частиц, генерируемых линейным подшипником или винтом и предотвращения их освобождения в окружающую среду. Но сама смазка может быть источником загрязнения, если она выпущена в атмосферу. Это особенно проблематично с шариковыми винтами, которые могут «смазать» смазку, когда они вращаются.

Уплотнения помогают сохранять смазку внутри линейного подшипника или шарового гайки, но типы с низким содержанием фарцирования и неконтактами-хотя они идеальны, потому что они не генерируют значительные частицы самостоятельно-могут позволить некоторой смазке «проскользнуть» и освободиться. Вот почему многие приложения для чистой комнаты требуют смазки, одобренной чистым комнатой. Эти специальные составы не имеют (или меньше) добавок, которые содержат твердые частицы, такие как алюминий, кремнезем и PTFE.

Материалы для чистой комнаты являются обязательными
Предпочтительными материалами для среды чистой комнаты являются нержавеющая сталь и ПВХ, но алюминиевая и углеродистая сталь являются основными материалами, используемыми в линейных компонентах движения. Тем не менее, есть способы сделать алюминиевую и стандартную очистку из углеродной стали.

Например, анодирующий алюминий придает ему хорошую коррозионную стойкость. И компоненты из углеродной стали можно обработать с помощью защитного покрытия, совместимого с чистым комнатой, таким как черный хром или никель, для предотвращения окисления.

Широкий ассортимент миниатюрных гидов и миниатюрных винтов доступен в версиях из нержавеющей стали, что делает их хорошим выбором для применения в чистых комнатах с более короткой длиной хода и более легкими нагрузками. А миниатюрные версии обычно предлагаются с уплотнениями с низким содержанием фарки и низкой предварительной нагрузкой в ​​качестве стандартных вариантов, поэтому их генерация частиц по своей природе меньше, чем их полноразмерные аналоги.

Также имейте в виду, что крепежные элементы часто покрываются черной оксидной отделкой, которая имеет высокую скорость выброса частиц, даже если эти компоненты статические. Для применения в чистой комнате оборудование из нержавеющей стали следует использовать везде, где это возможно.

Системы с уменьшенным контактом и трением

Одним из способов устранения или уменьшения многих из приведенных выше проблем является использование линейных компонентов движения и систем, которые по своей природе «чистые». К ним относятся воздушные подшипники для руководства и линейные двигатели для вождения. Обе системы устраняют скользящий или катящийся контакт, поэтому они практически не имеют трения и отсутствия генерации частиц.

Например, линейная моторная стадия с руководствами с воздушным подшипником имеет - в теории - без трения и, следовательно, нет генерации частиц. Однако в реальных ситуациях управление кабелями все еще является проблемой, потому что движущиеся кабели и кабельные носители могут генерировать частицы. Но это можно решить с помощью кабелей и систем управления кабелями, специально разработанными для чистых комнат.

В качестве примера: некоторые производители кабелей предлагают продукты со специальными покрытиями с низким содержанием фарцирования для минимизации генерации частиц, а некоторые производители кабелей предлагают системы, которые уменьшают износ между цепными секциями за счет использования устойчивых к истиранию суставов. Для более короткой длины кабеля, плоские, самоотверженные «бессрочные кабели» могут даже устранить необходимость в кабельной дорожке или несущей.