Precyzja pod próżnią: Technika czystego pomieszczenia i próżni jako klucz do nowych technologii

Czynniki wpływu próżni

Technologia próżniowa i technologia czystych pomieszczeń idą ze sobą w parze i stanowią fundament wielu innowacyjnych technologii. Zarówno technologia czystych pomieszczeń, jak i technologia próżniowa tworzą kontrolowane środowisko, które eliminuje niepożądane wpływy, znacznie zwiększając precyzję, czystość i wydajność w zastosowaniach przemysłowych i naukowych. Dzięki wytwarzaniu czystej próżni można celowo usuwać niepożądane cząstki, gazy i zanieczyszczenia, co znacząco poprawia jakość produktów.

Streicher Maschinenbau GmbH & Co. KG łączy technologię próżniową i technologię czystych pomieszczeń, aby znacząco poprawić wydajność próżni w swoich dopasowanych, w pełni zautomatyzowanych systemach próżniowych.

Kluczowym aspektem technologii ultrawysokiej próżni (UHV) jest kontrola różnych czynników wpływających na próżnię, takich jak odparowywanie – proces parowania filmowych pozostałości pod próżnią. Pozostałości po chłodziwach, tłuszczach lub środkach czyszczących na powierzchniach próżniowych mogą uniemożliwić osiągnięcie ekstremalnie niskich ciśnień roboczych, ponieważ odparowywanie zwiększa obciążenie gazowe w systemie próżniowym. Aby zapobiec nieodwracalnemu skażeniu, podczas procesu produkcyjnego stosuje się wodne środki czyszczące oraz wizualne kontrole czystości – Water Break Test, test przetarcia, kontrola UV i światłem białym. Służą one do wczesnego wykrywania uporczywych zanieczyszczeń, które można usunąć tylko za pomocą ściernych metod obróbki. Dodatkowo cały łańcuch produkcyjny powinien być rozpatrywany w kontekście zasad unikania i zapobiegania skażeniom. Zanieczyszczenia, które nie dostaną się na elementy, nie będą wymagały późniejszego czasochłonnego usuwania. Uzupełnione o celowy dobór materiałów eksploatacyjnych i pomocniczych oraz montaż i uruchomienie w warunkach czystego pomieszczenia (≤ ISO7), zapewniają, że niepożądane cząsteczki molekularne nie pozostaną w komorze próżniowej po precyzyjnym czyszczeniu.

Ponadto przy projektowaniu technologii procesów próżniowych należy zadbać, aby podczas pracy nie dochodziło do niepożądanych cofnięć przepływu do wnętrza komory.

Kolejnym kluczowym krokiem w optymalizacji wydajności UHV jest tak zwany proces „Bakeout”. Podgrzewanie systemu próżniowego do temperatury ≥ 120 °C na co najmniej 24 godziny sprzyja desorpcji niepożądanych cząsteczek, które następnie są usuwane przez pompy próżniowe z systemu. Bakeout skraca również czas odsysania, ponieważ skutecznie usuwa pozostałą wodę z powierzchni próżniowych. Podobnie sprawdza się odparowywanie elementów wewnętrznych próżni przed montażem, co minimalizuje źródła odgazowania elementów napędzane procesami dyfuzji i desorpcji podczas pracy w próżni.

Dzięki tej solidnej wiedzy na temat próżni, Streicher Maschinenbau uruchomił w pełni zautomatyzowany system próżniowy UHV o wadze 28 ton i pojemności wewnętrznej 27 m³ w warunkach czystego pomieszczenia, osiągając końcowe ciśnienie 3,5 × 10⁻¹¹ mbar. Lepsza wydajność próżniowa była ograniczona przez efekty permeacji materiału uszczelniającego FKM, który między innymi był używany do uszczelnienia drzwi o wymiarach 4 x 4 metry. Dodatkowo, ze względu na dobre wyniki RGA, dla zachowania harmonogramu projektu zrezygnowano z bakeoutu, co jeszcze bardziej obniżyło szczyt wodny w spektrum RGA i pozwoliło osiągnąć jeszcze lepsze końcowe ciśnienie.

Analiza gazów resztkowych (RGA) jest powszechną, bezinwazyjną metodą badawczą w branży próżniowej, służącą do kwantyfikacji i określenia chemicznego składu lotnych i trudno lotnych związków cząsteczkowych.

Przy użyciu tych metod firma pokazuje, jak można wykorzystać najnowocześniejsze technologie i solidną wiedzę, aby sprostać wymaganiom technologii ultrawysokiej próżni. W ten sposób przyczynia się do rozwoju precyzji i wydajności w zastosowaniach przemysłowych.