Comment rendre les systèmes de mouvement linéaire compatibles avec les salles blanches

Systèmes à contact et frottement réduits.

Alors que nous parlons souvent de l'importance d'empêcher la contamination des composants de mouvement linéaire tels que les guides linéaires et les vis, lorsque ces systèmes sont utilisés dans une salle blanche, l'objectif est tout le contraire : empêcher ces composants d'introduire une contamination dans l'environnement.

Qu'est-ce qu'une salle blanche exactement ?

Selon la norme ISO 14644-1:2015, "Les salles blanches et les environnements contrôlés associés permettent de contrôler la contamination de l'air et, le cas échéant, des surfaces, à des niveaux appropriés pour la réalisation d'activités sensibles à la contamination."

Les salles blanches sont le plus souvent associées à des applications dans les industries des semi-conducteurs, de l'électronique et des dispositifs médicaux, bien que d'autres industries - telles que l'aérospatiale, les produits pharmaceutiques, l'agroalimentaire et les boissons - utilisent également des environnements de salle blanche dans certaines applications.

La norme ISO 14644-1 évalue le niveau de "propreté" d'une salle blanche sur une échelle de 1 (le meilleur) à 9 (le pire), en fonction du nombre de particules - réparties en six plages de taille - présentes dans un cube mètre d'air.

Notez que la norme de salle blanche référencée ci-dessus provient de l'Organisation internationale de normalisation (ISO). Vous pouvez également voir la norme fédérale américaine 209E référencée dans certains cas, malgré le fait qu'elle a été révoquée en 2001. Les cotes FS 209E peuvent être recoupées avec les cotes ISO, mais notez que les numéros de classe ne correspondent pas. Par exemple, une salle blanche classée en classe 1 selon FS 209E est classée en classe 3 selon ISO 14644-1.

Le frottement est l'ennemi d'une salle blanche

L'objectif primordial lors de l'utilisation d'un système de mouvement linéaire dans une application de salle blanche est de réduire au minimum sa génération de particules. Mais les composants de mouvement linéaire reposent sur des mouvements de glissement ou de roulement, qui produisent nécessairement des particules en raison du frottement et de l'usure entre les surfaces. L'un des principaux domaines d'intérêt devrait donc être de réduire autant que possible la friction.

Cela signifie choisir le roulement plutôt que le contact glissant, ce qui fait des roulements à billes linéaires et des vis à billes un meilleur choix que les paliers lisses et les vis-mères pour la plupart des applications en salle blanche.

Cependant, les joints standard à contact total sur les roulements à billes linéaires et les vis à billes subissent un contact glissant avec le rail de guidage ou l'arbre de la vis, de sorte que les joints à faible frottement ou sans contact sont préférés aux conceptions à contact total. Et récemment, certains fabricants ont effectué des tests de comptage de particules qui démontrent comment les entretoises à billes ou les chaînes à billes - qui séparent les billes et les empêchent d'entrer en collision les unes avec les autres lorsqu'elles recirculent à travers le roulement - peuvent réduire la génération de particules dans les rails de guidage profilés et les billes. des vis.

La lubrification est à la fois amie et ennemie

La lubrification est utile non seulement pour réduire les frottements et assurer un bon fonctionnement, mais également pour « piéger » certaines des particules générées par un palier linéaire ou une vis et empêcher leur rejet dans l'environnement. Mais la lubrification elle-même peut être une source de contamination si elle est rejetée dans l'atmosphère. Ceci est particulièrement problématique avec les vis à billes, qui peuvent "éjecter" la lubrification lorsqu'elles tournent.

Les joints aident à maintenir la lubrification à l'intérieur du roulement linéaire ou de l'écrou à billes, mais les types à faible frottement et sans contact - bien qu'idéaux car ils ne génèrent pas de particules importantes par eux-mêmes - peuvent permettre à une certaine lubrification de "glisser" et d'être libérée. C'est pourquoi de nombreuses applications en salle blanche nécessitent un lubrifiant approuvé pour salle blanche. Ces formulations spéciales ne contiennent pas (ou moins) d'additifs contenant des particules solides, telles que l'aluminium, la silice et le PTFE.

Des matériaux adaptés aux salles blanches sont indispensables

Les matériaux préférés pour les environnements de salle blanche sont l'acier inoxydable et le PVC, mais l'aluminium et l'acier au carbone sont les principaux matériaux utilisés dans les composants de mouvement linéaire. Cependant, il existe des moyens de rendre l'aluminium et l'acier au carbone standard conformes aux normes de salle blanche.

L'anodisation de l'aluminium, par exemple, lui confère une bonne résistance à la corrosion. Et les composants en acier au carbone peuvent être traités avec un revêtement protecteur compatible avec les salles blanches, comme le chrome noir ou le nickel, pour empêcher l'oxydation.

Une large gamme de guides miniatures et de vis miniatures est disponible dans des versions en acier inoxydable, ce qui en fait de bons choix pour les applications en salle blanche avec des longueurs de course plus courtes et des charges plus légères. Et les versions miniatures sont généralement proposées avec des joints à faible frottement et une faible précharge en option standard, de sorte que leur génération de particules est intrinsèquement inférieure à celle de leurs homologues de taille normale.

Gardez également à l'esprit que les fixations sont souvent recouvertes d'une finition en oxyde noir, qui a un taux élevé de perte de particules, même si ces composants sont statiques. Pour les applications en salle blanche, la quincaillerie en acier inoxydable doit être utilisée dans la mesure du possible.