虽然我们经常谈论保持污染的重要性出对于直线运动部件,如直线导轨和螺丝,当这些系统在洁净室中使用时,目标正好相反——防止这些部件引入污染成环境。
图片来源:Globalfoundries
洁净室到底是什么?
根据ISO 14644-1:2015,“洁净室和相关的受控环境提供了控制空气的污染,并且如果合适的话,表面适合于实现污染敏感活动的水平。”
洁净室最常见于半导体,电子和医疗设备行业的应用,虽然是其他行业 - 如航空航天,制药和食品和饮料 - 在某些应用中也使用洁净室环境。
ISO 14644-1标准率的洁净室的“清洁度”水平从1(最佳)到9(最差),基于颗粒的数量分为六个尺寸的范围 - 存在于立方体中米空气。
请注意,上面提到的洁净室标准来自国际标准组织(ISO)。您也可能看到在某些情况下引用的美国联邦标准209E,尽管它在2001年被撤销了。FS 209E的评级可以交叉引用ISO评级,但请注意,类号码不对齐。例如,在FS 209E下额定作为1类的洁净室被评为ISO 14644-1的3类。
摩擦是洁净室的敌人
当在洁净室应用中使用线性运动系统时,首要目标是保持其粒子生成到最小。但是直线运动部件依赖于滑动或滚动运动,这必然会由于表面之间的摩擦和磨损而产生颗粒。所以最主要的重点之一应该是尽可能地减少摩擦。
图片来源:Poyakar Co.
这意味着选择展期滑动在大多数洁净室应用中,接触式直线滚珠轴承和滚珠丝杠是比滑动轴承和丝杠更好的选择。
然而,线性滚珠轴承和滚珠丝杠上的标准全接触密封与导轨或螺杆轴滑动接触,因此低摩擦或非接触密封优于全接触设计。最近,一些制造商进行了颗粒计数测试,证明了这一点球间距器或者是球链 - 将球分开并防止它们通过轴承再循环时彼此碰撞 - 可以将颗粒产生减少在轮廓导轨和滚珠丝杠中。
图像信用NTN-SNR
润滑是朋友和敌人
润滑不仅用于减少摩擦和确保适当的操作,还可用于“捕获”一些由线性轴承或螺钉产生的颗粒并防止其释放到环境中。但如果它被释放到大气中,润滑本身就是污染的源泉。对于滚珠丝杠,这尤其有问题,可以在旋转时“切断”润滑。
密封件有助于保持线性轴承或球螺母内部的润滑,但是低摩擦和非接触式类型 - 同时理想的是,因为它们不会自行产生显着的微粒 - 可以让一些润滑是“滑动”并被释放。这就是许多洁净室应用需要的原因洁净室批准的润滑剂。这些特殊配方没有(或更少)添加剂,其含有固体颗粒,例如铝,二氧化硅和PTFE。
洁净室友好材料是必须的
洁净室环境的首选材料是不锈钢和PVC,但铝和碳钢是线性运动部件中使用的主要材料。但是,有些方法可以制造铝制和标准碳钢洁净室符合的。
例如,阳极氧化铝使其良好的耐腐蚀性。和碳钢组分可以用洁净室兼容处理防护涂料,如黑铬或镍,以防止氧化。
范围广泛的微型指南和微型螺丝可提供不锈钢版本,使其成为短冲程长度和轻负荷洁净室应用的良好选择。而微型版本通常提供低摩擦密封和低预压作为标准选项,因此它们的颗粒生成天生就比全尺寸的同类产品少。
还要记住,即使这些组分是静态的,也要记住紧固件涂有黑色氧化物表面,其具有高颗粒脱落速率。对于洁净室应用,应尽可能使用不锈钢硬件。
图片信用:8月Steinmeyer GmbH&Co。
接触和摩擦降低的系统
消除或减少上述问题的一种方法是使用本质上“干净”的线性运动组件和系统。这些包括用于引导的空气轴承和用于驱动的直线电机。这两种系统都消除了滑动或滚动接触,因此它们几乎没有摩擦,也没有粒子产生。
图片学分:Aerotech
例如,一个直线电机舞台空气轴承导游有 - 在理论 - 没有摩擦,因此没有颗粒生成。然而,在现实世界的情况下,电缆管理仍然是一个问题,因为移动电缆和电缆载体可以产生粒子。但这可以通过专为洁净室专门设计的电缆和电缆管理系统来解决。
案例分数:一些电缆制造商提供具有特殊低摩擦涂层的产品,以最大限度地减少粒子生成,以及一些电缆轨道制造商提供通过使用耐磨性接头减少链条之间的磨损的系统。对于较短的电缆长度,平坦,自动支持“无轨电缆”甚至可以消除对电缆轨道或载体的需求。
了下:线性运动技巧




