Lineer kılavuzlar ve vidalar gibi lineer hareket bileşenlerinin kirlenmeden korunmasının öneminden sıklıkla bahsetsek de, bu sistemler temiz oda ortamında kullanıldığında amaç tam tersidir: bu bileşenlerin ortama kirlilik bulaştırmasını önlemek.

Temiz oda tam olarak nedir?
ISO 14644-1:2015 standardına göre, “Temiz odalar ve bunlarla ilişkili kontrollü ortamlar, havanın ve uygunsa yüzeylerin kirlenmesini, kirlenmeye duyarlı faaliyetlerin gerçekleştirilmesi için uygun seviyelerde kontrol etmeyi sağlar.”

Temiz odalar en yaygın olarak yarı iletken, elektronik ve tıbbi cihaz endüstrilerindeki uygulamalarla ilişkilendirilse de, havacılık, ilaç ve gıda-içecek gibi diğer endüstriler de bazı uygulamalarında temiz oda ortamlarını kullanmaktadır.

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

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

Sürtünme, temiz oda ortamının düşmanıdır.
Temiz oda uygulamalarında doğrusal hareket sistemleri kullanılırken en önemli amaç, partikül oluşumunu minimumda tutmaktır. Ancak doğrusal hareket bileşenleri, yüzeyler arasındaki sürtünme ve aşınma nedeniyle kaçınılmaz olarak partikül üreten kayma veya yuvarlanma hareketlerine dayanır. Bu nedenle, odaklanılması gereken ana alanlardan biri, sürtünmeyi mümkün olduğunca azaltmaktır.

Bu, kayma teması yerine yuvarlanma temasını tercih etmek anlamına gelir; bu da çoğu temiz oda uygulaması için düz yataklar ve kurşun vidalara kıyasla doğrusal bilyalı rulmanları ve bilyalı vidaları daha iyi bir seçenek haline getirir.

Ancak, lineer bilyalı rulmanlarda ve bilyalı vidalarda kullanılan standart, tam temaslı contalar, kılavuz ray veya vida mili ile kayma teması yaşar; bu nedenle, tam temaslı tasarımlara kıyasla düşük sürtünmeli veya temassız contalar tercih edilir. Ayrıca, son zamanlarda bazı üreticiler, bilyaları birbirinden ayıran ve rulman içinde tekrar dolaşırken birbirleriyle çarpışmalarını önleyen bilya ara parçalarının veya bilya zincirlerinin, profilli ray kılavuzlarında ve bilyalı vidalarda partikül oluşumunu nasıl azaltabileceğini gösteren partikül sayımı testleri gerçekleştirmiştir.

Yağlama hem dosttur hem de düşmandır.
Yağlama, yalnızca sürtünmeyi azaltmak ve düzgün çalışmayı sağlamak için değil, aynı zamanda doğrusal bir yatak veya vida tarafından üretilen bazı parçacıkları "tuzaklayarak" bunların çevreye salınmasını önlemek için de faydalıdır. Ancak yağlama maddesinin kendisi, atmosfere salındığında bir kirlilik kaynağı olabilir. Bu durum, özellikle dönerken yağlama maddesini "fırlatabilen" bilyalı vidalar için sorun teşkil eder.

Sızdırmazlık elemanları, yağlamanın lineer rulman veya bilyalı somun içinde kalmasına yardımcı olur, ancak düşük sürtünmeli ve temassız tipler -kendi başlarına önemli miktarda partikül üretmedikleri için ideal olsalar da- bir miktar yağlamanın "sızmasına" ve serbest kalmasına izin verebilir. Bu nedenle birçok temiz oda uygulaması, temiz oda onaylı bir yağlayıcı gerektirir. Bu özel formülasyonlar, alüminyum, silika ve PTFE gibi katı parçacıklar içeren katkı maddeleri içermez (veya daha az içerir).

Temiz oda ortamına uygun malzemeler olmazsa olmazdır.
Temiz oda ortamları için tercih edilen malzemeler paslanmaz çelik ve PVC'dir, ancak doğrusal hareket bileşenlerinde kullanılan başlıca malzemeler alüminyum ve karbon çeliğidir. Bununla birlikte, alüminyum ve standart karbon çeliğini temiz oda ortamına uygun hale getirmenin yolları vardır.

Örneğin, alüminyumun anotlanması ona iyi bir korozyon direnci kazandırır. Ayrıca karbon çelik bileşenler, oksitlenmeyi önlemek için siyah krom veya nikel gibi temiz oda uyumlu koruyucu bir kaplama ile işlenebilir.

Paslanmaz çelik versiyonlarda çok çeşitli minyatür kılavuzlar ve minyatür vidalar mevcuttur; bu da onları daha kısa strok uzunluklarına ve daha hafif yüklere sahip temiz oda uygulamaları için iyi birer seçenek haline getirir. Ayrıca minyatür versiyonlar genellikle düşük sürtünmeli contalar ve düşük ön yükleme ile standart seçenekler olarak sunulduğu için, partikül oluşumları doğal olarak tam boyutlu muadillerine göre daha azdır.

Ayrıca, bağlantı elemanlarının genellikle siyah oksit kaplama ile kaplandığını ve bu kaplamanın, bu bileşenler statik olsalar bile, yüksek oranda parçacık dökülmesine neden olduğunu unutmayın. Temiz oda uygulamaları için, mümkün olduğunca paslanmaz çelik donanım kullanılmalıdır.

Temas ve sürtünmenin azaltıldığı sistemler

Yukarıda dile getirilen endişelerin çoğunu ortadan kaldırmanın veya azaltmanın bir yolu, doğası gereği "temiz" olan doğrusal hareket bileşenleri ve sistemleri kullanmaktır. Bunlar arasında yönlendirme için hava yatakları ve tahrik için doğrusal motorlar bulunur. Her iki sistem de kayma veya yuvarlanma temasını ortadan kaldırır, bu nedenle neredeyse hiç sürtünme ve partikül oluşumu olmaz.

Örneğin, hava yataklı kılavuzlara sahip doğrusal bir motor tablasında -teorik olarak- sürtünme yoktur ve bu nedenle partikül oluşumu da olmaz. Bununla birlikte, gerçek dünya koşullarında, kablo yönetimi hala bir sorun teşkil etmektedir, çünkü hareketli kablolar ve kablo taşıyıcıları partikül üretebilir. Ancak bu, temiz odalar için özel olarak tasarlanmış kablolar ve kablo yönetim sistemleri kullanılarak çözülebilir.

Örnek vermek gerekirse: Bazı kablo üreticileri, partikül oluşumunu en aza indirmek için özel düşük sürtünmeli kaplamalara sahip ürünler sunarken, bazı kablo rayı üreticileri de aşınmaya dayanıklı bağlantılar kullanarak zincir bölümleri arasındaki aşınmayı azaltan sistemler sunmaktadır. Daha kısa kablo uzunlukları için, düz, kendinden destekli "ray gerektirmeyen kablolar" kablo rayı veya taşıyıcıya olan ihtiyacı bile ortadan kaldırabilir.