Doğrusal kılavuzlar ve vidalar gibi doğrusal hareket bileşenlerinin kirlenmesini önlemenin önemi hakkında sık sık konuşsak da, bu sistemler temiz 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, hava kirliliğinin ve uygunsa yüzeylerin, kirliliğe duyarlı faaliyetlerin gerçekleştirilmesine uygun seviyelere kadar kontrol edilmesini sağlar."

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

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

Yukarıda atıfta bulunulan temiz oda standardının Uluslararası Standartlar Örgütü'ne (ISO) ait olduğunu unutmayın. 2001 yılında yürürlükten kaldırılmış olmasına rağmen, bazı durumlarda ABD Federal Standardı 209E'ye de atıfta bulunulduğunu görebilirsiniz. FS 209E derecelendirmeleri, ISO derecelendirmeleriyle çapraz referanslanabilir, ancak sınıf numaralarının uyuşmadığını unutmayın. Örneğin, FS 209E kapsamında Sınıf 1 olarak derecelendirilen bir temiz oda, ISO 14644-1 kapsamında Sınıf 3 olarak derecelendirilir.

Sürtünme temiz odanın düşmanıdır
Temiz oda uygulamalarında doğrusal hareket sistemi kullanırken temel amaç, partikül oluşumunu minimumda tutmaktır. Ancak doğrusal hareket bileşenleri, yüzeyler arasındaki sürtünme ve aşınma nedeniyle partikül 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 çoğu temiz oda uygulaması için düz yataklar ve vidalı millerden ziyade doğrusal bilyalı rulmanları ve bilyalı vidaları daha iyi bir seçim haline getirir.

Ancak, doğrusal bilyalı rulmanlar ve bilyalı vidalardaki standart, tam temaslı contalar, kılavuz ray veya vida miliyle kayan temas yaşadığından, tam temaslı tasarımlara kıyasla düşük sürtünmeli veya temassız contalar tercih edilir. Son zamanlarda bazı üreticiler, bilyalı ara parçaların veya bilyalı zincirlerin (bilyaları ayıran ve rulman içinde dolaşırken birbirlerine çarpmalarını önleyen) profilli ray kılavuzlarında ve bilyalı vidalarda partikül oluşumunu nasıl azaltabileceğini gösteren partikül sayımı testleri gerçekleştirmiştir.

Yağlama hem dost hem düşmandır
Yağlama, yalnızca sürtünmeyi azaltmak ve düzgün çalışmayı sağlamak için değil, aynı zamanda doğrusal bir yatak veya vida tarafından üretilen bazı partikülleri "hapsetmek" ve çevreye salınmalarını önlemek için de faydalıdır. Ancak yağlamanın kendisi, atmosfere salındığında bir kirlilik kaynağı olabilir. Bu durum, dönerken yağlamayı "sıçrayabilen" bilyalı vidalar için özellikle sorunludur.

Contalar, yağlamanın doğrusal rulman veya bilyalı somun içinde kalmasına yardımcı olur, ancak düşük sürtünmeli ve temassız tipler (kendi başlarına önemli partiküller üretmedikleri için ideal olsalar da), bir miktar yağlamanın "sızıp" salınmasına 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 hiç katkı maddesi bulunmaz (veya daha az bulunur).

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

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

Paslanmaz çelik versiyonlarda geniş bir yelpazede minyatür kılavuzlar ve minyatür vidalar mevcuttur ve bu da onları daha kısa strok uzunlukları ve daha hafif yükler gerektiren temiz oda uygulamaları için iyi birer seçenek haline getirir. Minyatür versiyonlar genellikle standart seçenekler olarak düşük sürtünmeli contalar ve düşük ön yük ile sunulur, bu nedenle partikül oluşumu tam boyutlu muadillerine göre doğası gereği daha azdır.

Ayrıca, bağlantı elemanlarının genellikle statik olmalarına rağmen yüksek oranda partikül dökülmesine neden olan siyah oksit kaplama ile kaplandığını unutmayın. Temiz oda uygulamaları için mümkün olduğunca 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. Bunlar arasında kılavuzluk için hava yatakları ve sürüş için doğrusal motorlar bulunur. Her iki sistem de kayma veya yuvarlanma temasını ortadan kaldırdığı için neredeyse hiç sürtünme ve partikül oluşumu olmaz.

Örneğin, hava yataklı kılavuzlara sahip bir doğrusal motor kademesi, teoride sürtünmesizdir ve dolayısıyla partikül oluşumu da yoktur. Ancak gerçek dünya koşullarında, hareketli kablolar ve kablo taşıyıcıları partikül oluşumuna neden olabileceğinden, kablo yönetimi hala bir endişe kaynağıdır. Ancak bu sorun, temiz odalar için özel olarak tasarlanmış kablolar ve kablo yönetim sistemleri kullanılarak çözülebilir.

Örnek olarak: Bazı kablo üreticileri, partikül oluşumunu en aza indirmek için özel düşük sürtünmeli kaplamalara sahip ürünler sunarken, bazı kablo rayı üreticileri, aşınmaya dayanıklı bağlantılar kullanarak zincir bölümleri arasındaki aşınmayı azaltan sistemler sunmaktadır. Daha kısa kablo uzunlukları için, düz, kendi kendini taşıyan "raysız kablolar", kablo rayı veya taşıyıcısına olan ihtiyacı bile ortadan kaldırabilir.