Vakum ve elektronik uygulamalarında SPINEA

SPINEA® şirketi, CBK şirketi ve Polonya'daki Uzay Geliştirme Merkezi ile işbirliği içinde vakumda test ekipmanı ve bir grup termal sensörden oluşan bir çözüm geliştirdi.

Deneysel kural , entegre devrelerin karmaşık yapısının (bunlara entegre edilen transistör sayısı) yaklaşık iki yılda bir ikiye katlandığını belirten Moore Yasasından çıkarılmıştır . (Kaynak: Vikipedi).

Elektronik endüstrisinde entegre devrelerde artan yoğunluk, üretim ortamının temizlik oranı gereksinimiyle el ele gidiyor. ISO 10'dan ISO 1'e kadar mevcut "Temiz Oda" sınıflandırmaları, düşük hava basıncından vakuma kadar devam etmektedir.

Gelecek, elektronik parça üretimi için vakum ortamının kaçınılmazlığını gösteriyor. Vakum ayrıca nanoteknolojiler, hassas lazer kaynağı ve kontrollü eritme teknolojileri için de gerekli olacaktır. Birçok yeni teknoloji, nem ve oksidasyon sürecinin olmadığı, kirlenmeyen bir ortam gerektirir. Yer çekiminin üretim sürecine etkisini ortadan kaldıracak teknolojiler uzayda yapılabilir. Tüm bu trendler, maksimum kompaktlık ve minimum ağırlığın yanı sıra iki temel mühendislik zorluğunu gerektiren hassas dönme hareketlerine olan ihtiyacı ortaya çıkardı.

İlk zorluk, çoğu sıvı madde de dahil olmak üzere uçucu maddeleri ortadan kaldıran yağlamayı sağlamayı amaçlamaktadır. Yağlama ve yağlama maddesi soğutmasındaki sıvı maddelerin çoğu, çok düşük basınçta kaynama noktasına ulaşır ve daha sonra vakum durumunda kaybolarak standart yağlayıcının bozulmasına neden olur.  

İkinci zorluk, iç ısı birikiminin etkili bir şekilde düzenlenmesiyle ilgilidir. Vakum mükemmel bir yalıtkandır; ısı yalnızca radyasyon veya metal parçaların termal transferi şeklinde açığa çıkar. Verimlilik nedeniyle üretilen ısı kaynakları – sürtünme çevredeki ortam tarafından absorbe edilmelidir; aksi takdirde ekipmanın içinde kalacaklardı. Eğer bunlar çıkarılmazsa, redüksiyon dişlisi aşırı ısınır ve genleşmenin bir sonucu olarak sürtünmenin keskin bir şekilde artmasına neden olur ve bu da sonuçta dönme hareketinin tıkanmasına neden olur.

SPINEA® şirketi bu zorlukları nasıl başardı?

SPINEA® şirketi, Polonya'daki Uzay Araştırma Merkezi'nde (CBK PAN) bulunan vakum odasında redüksiyon dişlisini özel yağlayıcıyla test etti. Bu özel uygulamalar için, uzay endüstrisinin yağlayıcıların geliştirilmesi ve üretimiyle ilgilenen ABD'li tedarikçisi Nye Lubricants, Inc. şirketi tarafından üretilen yağlayıcı seçildi. NyeTorr 5200'den NyeTorr 6370EL'e kadar mevcut ürün serisi, son derece düşük gaz çıkışına sahip baz yağlar içerir ve –60 °C ile +250° arasındaki sıcaklık aralığına uygun küçük katı parçacıklardan oluşan PTFE (Teflon) malzeme ile kalınlaştırılmıştır. Bu yağlayıcılar vakum ortamında stabil yağlama parametreleri oluşturur. “Vakumda çalışan TwinGear sistemi, uzun aşınma ömrü ve hassas doğruluğu koruma açısından NyeTorr vakum içi yağlayıcı serimizle mükemmel bir uyum sağlıyor.

SPINEA® şirketi, CBK şirketi ve Polonya'daki Uzay Geliştirme Merkezi ile işbirliği içinde vakumda test ekipmanı ve bir grup termal sensörden oluşan bir çözüm geliştirdi. Yükleme döngüsüne bağlı olarak gerçek zamanlı olarak belirli sıcaklıklar, bu ekipman üzerinde vakumda ölçülmüştür. Termal simülasyon hazırlandı ve belirli metal bileşenlerdeki belirli sıcaklık artış parametreleriyle karşılaştırıldı. TwinSpin® redüksiyon dişlisinin 65°C yüzey sıcaklığı sınırlayıcı bir faktörü temsil ediyordu. Vakum odasında belirli yükleme döngüleri oluşturuldu ve simülasyon ile elde edilen sonuçlar arasında bir karşılaştırma yapıldı. Simülasyon ve test arasındaki sapmalar ihmal edilebilir düzeyde olduğundan, vakumun yüksek hassasiyetli redüksiyon dişlisi TwinSpin®'in atmosferde olduğu kadar güvenilir bir şekilde çalıştığı bir ortam olduğunu doğrulayabiliriz. Vakumun konumlandırma hassasiyeti veya açısal iletim hatası üzerinde olumsuz bir etkisi yoktur. Özellikle vakumda başarıyla test edilen döngüler yaklaşık olarak azaltıldı. %50atmosferik koşullarda test edilen standart çevrimlerle karşılaştırıldığında   .

Mevcut endüstrideki çoğu uygulamada vakum için dinamik yükleme yoktur. Bunlar arasında örneğin lazer kaynak dilekçeleri veya elektronik bileşenlerin taşınması ve kurulumu için SCARA robotları yer alır. Bu nedenle vakum uygulamaları SPINEA® şirketi için gelecekte büyük bir zorluk teşkil edecektir. Şirket teknik olarak TwinSpin® redüksiyon dişlisini vakum veya ekstra temiz ortam için uygun diğer yağlayıcılarla birlikte üretme kapasitesine sahiptir. Şirketimiz, konumlayıcılarda veya robotlarda ısı akışının termal simülasyonunu gerçekleştirebilmektedir ve bu, vakum ortamındaki ekipmanların geliştirilmesiyle ilgili projelerde benzersiz ortaklar olmamızı önceden belirlemiştir.

Vakumda yağlamayla ilgili sorularınız için lütfen www.nyelubricants.com ile iletişime geçin.

Referanslar:

CBK PAN, uzay ortamında çalışan manipülatör kolları geliştiriyor. Her manipülatörün mekanik kalbi, dişli kutusuyla bir bağlantıdır. Bu alanda sikloidal dişli kutusunun uzay manipülatör bağlantılarına uygulanmasını analiz etmek için SPINEA® şirketi ile işbirliği yapıyoruz. İşbirliği başarılı oldu, ESTEC'de (ESA) Nihai Mekanizmalar Sunum Günleri için ortak bir sunum hazırladık ve gelecekte ortak etkinlikler yapmayı umuyoruz.