Doğrusal kılavuzlar ve vidalar gibi doğrusal hareket bileşenlerinin kirlenmesini önlemenin önemi hakkında sık sık konuşsak da, bu sistemler temiz bir odada kullanıldığında amaç tam tersidir; bu bileşenlerin çevreye kirlenmesini önlemek.

Temiz oda tam olarak nedir?
ISO 14644-1:2015'e göre, "Temiz odalar ve ilgili kontrollü ortamlar, havanın ve uygunsa yüzeylerin kirlenmesinin, kirlenmeye duyarlı faaliyetlerin gerçekleştirilmesine uygun seviyelere kadar kontrol edilmesini sağlar."

Temiz odalar genellikle yarı iletken, elektronik ve tıbbi cihaz endüstrilerindeki uygulamalarla ilişkilendirilir, ancak havacılık, ilaç, gıda ve içecek gibi diğer endüstriler de bazı uygulamalarda temiz oda ortamlarını kullanır.

ISO 14644-1 standardı, bir temiz odanın "temizlik" seviyesini, bir metreküp havada bulunan partikül sayısına (altı boyut aralığına bölünmüştür) göre 1 (en iyi) ile 9 (en kötü) arasında bir ölçekte derecelendirir.

Yukarıda atıfta bulunulan temiz oda standardının Uluslararası Standartlar Örgütü'nden (ISO) olduğunu unutmayın. 2001'de iptal edilmiş olmasına rağmen bazı durumlarda ABD Federal Standardı 209E'nin de atıfta bulunulduğunu görebilirsiniz. FS 209E derecelendirmeleri ISO derecelendirmeleriyle çapraz referanslanabilir ancak sınıf numaralarının uyuşmadığını unutmayın. Örneğin, FS 209E'ye göre sınıf 1 olarak derecelendirilen bir temiz oda, ISO 14644-1'e göre sınıf 3 olarak derecelendirilir.

Sürtünme temiz odanın düşmanıdır
Temiz oda uygulamasında doğrusal hareket sistemi kullanırken genel amaç, parçacık oluşumunu minimumda tutmaktır. Ancak doğrusal hareket bileşenleri, yüzeyler arasındaki sürtünme ve aşınma nedeniyle zorunlu olarak parçacıklar üreten kayma veya yuvarlanma hareketlerine dayanır. Bu nedenle odaklanılması gereken ana alanlardan biri, sürtünmeyi mümkün olduğunca azaltmak olmalıdır.

Bu, kayan temas yerine yuvarlanmayı seçmek anlamına gelir; bu da doğrusal bilyalı rulmanları ve bilyalı vidaları, çoğu temiz oda uygulaması için düz rulmanlardan ve vidalı millerden daha iyi bir seçim haline getirir.

Ancak, doğrusal bilyalı rulmanlar ve bilyalı vidalardaki standart, tam temaslı contalar kılavuz ray veya vida şaftıyla kayan temas yaşar, bu nedenle tam temaslı tasarımlara göre düşük sürtünmeli veya temassız contalar tercih edilir. Ve yakın zamanda, bazı üreticiler bilyalı ara parçaların veya bilyalı zincirlerin (bilyaları ayıran ve rulman içinde tekrar dolaşırken birbirleriyle çarpışmalarını önleyen) profilli ray kılavuzlarında ve bilyalı vidalarda parçacık oluşumunu nasıl azaltabileceğini gösteren parçacık sayımı testleri yürüttüler.

Yağlama hem dost hem düşmandır
Yağlama sadece sürtünmeyi azaltmak ve düzgün çalışmayı sağlamak için değil, aynı zamanda doğrusal bir yatak veya vida tarafından üretilen parçacıkların bir kısmını "tutmak" ve bunların çevreye salınmasını önlemek için de faydalıdır. Ancak yağlamanın kendisi atmosfere salınırsa bir kirlenme kaynağı olabilir. Bu, dönerken yağlamayı "sıçrayabilen" bilyalı vidalarda özellikle sorunludur.

Contalar, yağlamayı doğrusal yatak veya bilyalı somunun içinde tutmaya yardımcı olur, ancak düşük sürtünmeli ve temassız tipler — kendi başlarına önemli partiküller üretmedikleri için ideal olsalar da — bir miktar yağlamanın "kayıp" gitmesine ve serbest kalmasına izin verebilir. Bu nedenle birçok temiz oda uygulaması, temiz oda onaylı bir yağlayıcı gerektirir. Bu özel formüllerde alüminyum, silika ve PTFE gibi katı partiküller içeren hiçbir katkı maddesi yoktur (veya daha az katkı maddesi vardır).

Temiz oda dostu malzemeler şarttır
Temiz oda ortamları için tercih edilen malzemeler paslanmaz çelik ve PVC'dir, ancak doğrusal hareket bileşenlerinde kullanılan birincil malzemeler alüminyum ve karbon çeliğidir. Ancak alüminyum ve standart karbon çeliğini temiz oda uyumlu hale getirmenin yolları vardır.

Örneğin alüminyumun anodize edilmesi ona iyi bir korozyon direnci kazandırır. Ve karbon çelik bileşenleri, oksitlenmeyi önlemek için siyah krom veya nikel gibi temiz oda uyumlu bir koruyucu kaplama ile işlenebilir.

Minyatür kılavuzlar ve minyatür vidaların geniş bir yelpazesi paslanmaz çelik versiyonlarda mevcuttur ve bu da onları daha kısa strok uzunlukları ve daha hafif yüklerle temiz oda uygulamaları için iyi seçimler haline getirir. Ve minyatür versiyonlar genellikle düşük sürtünmeli contalar ve düşük ön yükleme ile standart seçenekler olarak sunulur, bu nedenle parçacık üretimleri doğal olarak tam boyutlu muadillerinden daha azdır.

Ayrıca, bağlantı elemanlarının genellikle statik olmalarına rağmen yüksek oranda parçacık dökülmesine neden olan siyah oksit kaplama ile kaplandığını unutmayın. Temiz oda uygulamaları için mümkün olan her yerde paslanmaz çelik donanım kullanılmalıdır.

Temas ve sürtünmenin azaltıldığı sistemler

Yukarıda belirtilen endişelerin çoğunu ortadan kaldırmanın veya azaltmanın bir yolu, doğası gereği "temiz" olan doğrusal hareket bileşenleri ve sistemleri kullanmaktır. Bunlara kılavuzluk için hava yatakları ve sürüş için doğrusal motorlar dahildir. Her iki sistem de kayma veya yuvarlanma temasını ortadan kaldırır, bu nedenle neredeyse hiç sürtünme ve parçacık oluşumu yoktur.

Örneğin, hava yatağı kılavuzlu bir doğrusal motor aşamasının teoride sürtünmesi yoktur ve dolayısıyla parçacık üretimi yoktur. Ancak gerçek dünya durumlarında, kablo yönetimi hala bir endişe kaynağıdır çünkü hareket eden kablolar ve kablo taşıyıcıları parçacık üretebilir. Ancak bu, özellikle temiz odalar için tasarlanmış kablolar ve kablo yönetim sistemleri kullanılarak ele alınabilir.

Örnek olay: Bazı kablo üreticileri parçacık oluşumunu en aza indirmek için özel düşük sürtünmeli kaplamalara sahip ürünler sunar ve bazı kablo rayı üreticileri aşınmaya dayanıklı eklemler kullanarak zincir bölümleri arasındaki aşınmayı azaltan sistemler sunar. Daha kısa kablo uzunlukları için düz, kendi kendini destekleyen "raysız kablolar" kablo rayı veya taşıyıcısına olan ihtiyacı bile ortadan kaldırabilir.