Thiết kế máy #16: Thiết kế máy cho phòng sạch (clean room) – Những điểm dễ bị bỏ qua

Khi nghe tới máy dùng trong phòng sạch (clean room), nhiều người sẽ nghĩ ngay:

Dùng inox. Che kín lại. Chọn linh kiện loại dùng cho phòng sạch. Dùng grease ít bụi.

Những ý đó không sai.

Nhưng nếu chỉ hiểu tới đó thì chưa đủ.

Thiết kế máy cho phòng sạch không phải là lấy một máy thường rồi đổi vài chi tiết sang inox. Cũng không phải cứ bọc kín lại là thành máy sạch.

Vấn đề lớn nhất của phòng sạch là kiểm soát nhiễm bẩn.

Nhiễm bẩn ở đây không chỉ là bụi nhìn thấy bằng mắt. Có thể là hạt rất nhỏ, dầu mỡ bay ra, mạt mài mòn từ cơ cấu trượt, khí bay hơi từ nhựa hoặc keo, thậm chí là tĩnh điện hút bụi về phía sản phẩm.

Vì vậy, khi thiết kế máy cho phòng sạch, người thiết kế phải nhìn máy theo một cách khác.

Không chỉ hỏi:

“Máy có chạy được không?”

Mà còn phải hỏi:

“Máy chạy có tự phát sinh bụi không?” “Bụi sinh ra có bay vào sản phẩm không?” “Có chỗ nào bụi dễ đọng lại không?” “Có dễ vệ sinh không?” “Có vật liệu nào sinh outgas không?” “Có tĩnh điện hút bụi hoặc làm hỏng linh kiện không?”

Bài này ghi lại các điểm cơ bản khi thiết kế máy tự động dùng trong phòng sạch, dành cho kỹ sư thiết kế máy mới bắt đầu gặp loại yêu cầu này.

1. Phòng sạch không phải chỉ là một căn phòng sạch

Phòng sạch là môi trường được kiểm soát số lượng hạt bụi trong không khí.

Tùy ngành mà yêu cầu sẽ khác nhau.

Ví dụ:

Bán dẫn
Điện tử
Y tế
Dược phẩm
Thực phẩm
Quang học
Pin, film, vật liệu chính xác

Mỗi ngành sẽ quan tâm đến loại nhiễm bẩn khác nhau.

Với bán dẫn, hạt bụi rất nhỏ cũng có thể gây lỗi sản phẩm.

Với y tế hoặc dược phẩm, ngoài bụi còn có vấn đề vi sinh, vệ sinh và khả năng làm sạch.

Với quang học, bụi hoặc outgas bám lên bề mặt lens cũng có thể làm hỏng chất lượng.

Vì vậy, trước khi thiết kế, không nên hỏi chung chung:

“Máy này dùng cho phòng sạch hả?”

Cần hỏi rõ hơn:

Cấp sạch yêu cầu là bao nhiêu?
Sản phẩm là gì?
Kích thước particle cần kiểm soát là bao nhiêu?
Máy đặt trong khu vực nào của line?
Có hóa chất không?
Có yêu cầu ESD không?
Có yêu cầu low outgas không?
Có được dùng grease không?
Có được dùng khí nén không?
Có yêu cầu vật liệu hoặc xử lý bề mặt riêng không?

Phòng sạch là một hệ thống kiểm soát môi trường.

Máy mình thiết kế chỉ là một phần trong hệ thống đó.

Nếu máy tự sinh bụi hoặc làm rối dòng khí, thì dù phòng sạch tốt đến đâu, sản phẩm vẫn có thể bị nhiễm bẩn.

2. Trước tiên phải hiểu cấp sạch

Cấp sạch là cấp độ sạch của phòng.

Nói đơn giản, cấp càng nghiêm thì số lượng hạt bụi cho phép trong không khí càng ít.

Hiện nay thường gặp cách gọi theo ISO 14644-1, ví dụ:

Cấp sạch	Cách hiểu rất ngắn
ISO Class 5	Rất sạch, hay gặp ở khu vực yêu cầu nghiêm
ISO Class 6	Sạch cao
ISO Class 7	Sạch ở mức phổ biến trong nhiều nhà máy
ISO Class 8	Sạch hơn môi trường thường, nhưng yêu cầu không quá cực đoan

Ngoài ISO class, ở một số hiện trường vẫn có cách gọi cũ như Class 100, Class 1,000, Class 10,000.

Điểm cần nhớ là:

Cấp sạch càng nghiêm thì thiết kế máy càng bị giới hạn.

Không phải máy nào cũng cần thiết kế cực đoan như thiết bị bán dẫn cấp cao. Nếu yêu cầu chỉ là ISO Class 7 hoặc 8, thiết kế có thể thực tế hơn, chi phí cũng dễ kiểm soát hơn.

Nhưng nếu là ISO Class 5 hoặc khu vực gần sản phẩm nhạy cảm, thì câu chuyện khác hẳn.

Khi đó, từng cơ cấu trượt, từng dây điện, từng vị trí xả khí, từng loại grease đều phải xem rất kỹ.

Vì vậy, trước khi vẽ máy, nên xác nhận cấp sạch trước.

Nếu chưa rõ cấp sạch mà đã chọn vật liệu, chọn actuator, chọn cable carrier, chọn grease, thì rất dễ phải sửa lại sau.

3. Phòng sạch sống nhờ dòng khí

Một điểm rất quan trọng nhưng người mới hay bỏ qua là dòng khí.

Phòng sạch không chỉ sạch vì có lọc khí.

Nó sạch vì có dòng khí sạch liên tục được cấp vào và đưa bụi ra khỏi khu vực cần bảo vệ.

Trong nhiều phòng sạch, khí sạch được thổi từ trần xuống sàn. Người ta thường gọi là downflow.

Khi thiết kế máy, mình không tạo ra dòng khí chính đó.

Dòng khí là của hệ thống phòng sạch.

Việc của người thiết kế máy là:

Không cản dòng khí, không làm rối dòng khí, không đặt nguồn phát bụi ở phía trên sản phẩm.

Nghe đơn giản nhưng khi vào thiết kế thật lại rất dễ sai.

Ví dụ:

Đặt motor ngay phía trên vùng sản phẩm
Đặt cable carrier chạy ngang qua khu vực sạch nhất
Làm một tấm cover lớn chắn dòng khí từ trần xuống
Tạo nhiều hốc kín làm khí không quét qua được
Để khu vực phát bụi nằm ở thượng lưu của sản phẩm

Trong phòng sạch, vị trí đặt cơ cấu không chỉ là câu chuyện layout.

Nó liên quan trực tiếp tới đường đi của bụi.

Nếu nguồn phát bụi nằm phía trên sản phẩm, bụi có thể theo dòng khí rơi xuống sản phẩm.

Nếu máy có nhiều mặt phẳng lớn chắn khí, phía dưới có thể tạo vùng xoáy hoặc vùng khí chết.

Nếu bụi sinh ra nhưng không có đường thoát, nó sẽ đọng lại rồi bay lại vào sản phẩm khi máy chuyển động.

Vì vậy, khi thiết kế máy phòng sạch, nên nhìn layout theo hướng dòng khí.

Không chỉ nhìn từ trên xuống như layout thông thường.

4. Bốn nguyên tắc chống nhiễm bẩn

Có thể nhớ phòng sạch bằng 4 nguyên tắc cơ bản:

Nguyên tắc	Ý nghĩa
Không mang vào	Không đưa bụi, dầu, vật liệu bẩn từ bên ngoài vào
Không phát sinh	Máy không tự sinh bụi, mạt, dầu, khí bẩn
Không để đọng lại	Không tạo hốc, khe, mặt phẳng làm bụi tích tụ
Loại bỏ được	Nếu có bụi phát sinh thì phải hút, lọc hoặc vệ sinh được

Trong thiết kế máy, hai điểm quan trọng nhất thường là:

Không phát sinh và không để đọng lại.

Vì nếu máy đã tự phát sinh bụi quá nhiều, thì xử lý phía sau sẽ rất mệt.

Nếu kết cấu có quá nhiều hốc và khe, thì dù có vệ sinh cũng khó sạch lâu dài.

Thiết kế tốt là giảm nhiễm bẩn từ gốc.

Đừng để tới lúc máy hoàn thành rồi mới nghĩ cách hút bụi hoặc che chắn.

Lúc đó thường là xử lý vá lỗi, vừa tốn tiền vừa không đẹp.

5. Nguồn phát bụi lớn nhất thường là cơ cấu chuyển động

Máy đứng yên thì ít phát sinh bụi.

Máy bắt đầu nguy hiểm khi có chuyển động.

Các nguồn phát bụi hay gặp:

Linear guide
Ball screw
Bearing
Timing belt
Pulley
Gear
Cable carrier
Cable robot
Air cylinder
Seal
Cơ cấu trượt nhựa - kim loại
Cụm kẹp có ma sát
Cụm stop, stopper, cam, latch

Chỗ nào có ma sát, chỗ đó có khả năng phát sinh bụi.

Chỗ nào có grease, chỗ đó có khả năng văng grease hoặc sinh outgas.

Chỗ nào có nhựa uốn lặp lại, chỗ đó có khả năng mòn và sinh particle.

Vì vậy, khi thiết kế máy phòng sạch, không nên chỉ chọn actuator theo lực, tốc độ, stroke như máy thường.

Cần xem thêm:

Có thông số dùng cho phòng sạch không?
Có low dust grease không?
Có hút chân không trong thân actuator không?
Seal có phát bụi nhiều không?
Cable carrier có phải loại low dust không?
Cable có phù hợp cho chuyển động trong phòng sạch không?
Cơ cấu có thể đặt xa vùng sản phẩm không?

Một máy chạy được trong xưởng thường chưa chắc chạy được trong phòng sạch.

6. Vật liệu: inox là cơ bản, nhưng không phải câu trả lời cho tất cả

Nói tới máy phòng sạch, nhiều người nghĩ ngay đến inox.

Đúng là inox được dùng rất nhiều.

Lý do là:

Ít rỉ
Dễ vệ sinh
Bề mặt ổn định
Ít bong tróc hơn sơn
Phù hợp với nhiều môi trường sạch

Nhưng không phải cứ phòng sạch là toàn bộ máy phải làm bằng inox.

Cần chọn theo vị trí và yêu cầu.

Ví dụ:

Vị trí	Vật liệu hay xem xét
Khung, cover gần sản phẩm	SUS304, SUS316, inox điện giải nếu yêu cầu cao
Chi tiết tiếp xúc hóa chất	SUS316, nhựa chịu hóa chất, ceramic tùy môi trường
Chi tiết cần cách điện	PEEK, PPS, PEI, epoxy glass, ceramic
Chi tiết trượt đặc biệt	PEEK sliding grade, PTFE, UHMW-PE, vật liệu chuyên dụng
Cover nhẹ, không gần vùng sạch nghiêm	Nhôm anodize, inox mỏng, panel phù hợp

SUS304 thường đủ cho nhiều máy thông thường.

SUS316 dùng khi cần chịu ăn mòn tốt hơn, ví dụ môi trường có hóa chất hoặc độ ẩm cao hơn.

Nhôm anodize có thể dùng ở một số vị trí, nhưng cần cẩn thận nếu có ma sát, trầy xước hoặc yêu cầu particle nghiêm.

Nhựa kỹ thuật như PEEK có thể rất hữu ích, nhưng không nên lạm dụng vì giá cao.

Điểm quan trọng là:

Vật liệu phải phù hợp với vị trí sử dụng, không chỉ phù hợp với chữ “phòng sạch”.

7. Bề mặt càng dễ lau càng tốt

Trong phòng sạch, bề mặt máy không chỉ cần đẹp.

Nó cần dễ vệ sinh và khó bám bụi.

Các lỗi hình dạng hay gặp:

Mặt phẳng ngang quá lớn
Hốc sâu
Góc trong sắc
Rãnh nhỏ
Khe giữa hai tấm cover
Đầu vít lộ ra nhiều
Ren lộ ra ngoài
Dây điện đặt ở nơi khó lau
Bracket chồng nhiều lớp tạo khe

Những chỗ này đều là nơi bụi dễ đọng lại.

Vì vậy, khi thiết kế nên ưu tiên:

Giảm mặt phẳng ngang
Tạo độ nghiêng nhẹ cho cover nếu cần
Bo góc trong
Tránh khe hẹp không lau được
Giảm số lượng bracket phụ
Giấu ren hoặc che ren
Dùng đầu vít dễ vệ sinh hơn nếu khu vực yêu cầu cao
Tránh layout dây chằng chịt quanh vùng sản phẩm

Có một cách kiểm rất thực tế:

Tưởng tượng mình là người phải lau máy mỗi ngày.

Nếu có chỗ tay không chạm tới được, khăn không lau được, bụi nhìn thấy nhưng không lấy ra được, thì thiết kế đó chưa tốt cho phòng sạch.

Máy phòng sạch không chỉ cần sạch lúc bàn giao.

Nó phải dễ giữ sạch trong quá trình vận hành.

8. Điện giải inox dùng để làm gì?

Với những khu vực yêu cầu cao, inox có thể được xử lý điện giải, tiếng Nhật là 電解研磨.

Điện giải inox giúp bề mặt mịn hơn ở mức vi mô.

Lợi ích chính:

Giảm bám particle
Dễ lau chùi hơn
Tăng khả năng chống ăn mòn
Giảm các điểm giữ bụi nhỏ trên bề mặt
Bề mặt nhìn sạch và ổn định hơn

Nhưng điện giải không phải cứ dùng là tốt cho mọi chỗ.

Nó làm tăng chi phí.

Và nếu thiết kế góc cạnh, khe hẹp, bề mặt quá phức tạp thì hiệu quả cũng không như mong muốn.

Điện giải nên được xem là một phần của thiết kế tổng thể.

Không phải thiết kế bừa rồi đem đi điện giải là giải quyết hết.

Muốn bề mặt sạch, trước tiên hình dạng phải hợp lý.

Sau đó mới tới xử lý bề mặt.

9. Timing belt là nguồn phát bụi cần cẩn thận

Timing belt rất tiện trong máy tự động.

Rẻ, dễ thiết kế, dễ thay, truyền động xa tốt.

Nhưng trong phòng sạch, timing belt là chi tiết cần cân nhắc kỹ.

Vì belt làm việc bằng cách uốn, ăn khớp, ma sát với pulley. Sau một thời gian có thể sinh mạt cao su hoặc bụi nhựa.

Nếu belt nằm xa sản phẩm, yêu cầu cấp sạch không quá cao, có che chắn và hút hợp lý, vẫn có thể dùng trong một số trường hợp.

Nhưng nếu belt nằm gần sản phẩm sạch, đặc biệt là phía trên sản phẩm, thì phải rất cẩn thận.

Các phương án thay thế có thể xem xét:

Direct drive
Linear motor
Ball screw clean type
Actuator loại dùng cho phòng sạch
Motor đặt xa vùng sạch, truyền động qua cơ cấu kín
Che chắn và hút bụi tại nguồn

Không phải phòng sạch là cấm tuyệt đối timing belt.

Nhưng không được dùng belt theo thói quen như máy thường.

Cần nhìn vào vị trí belt, hướng dòng khí, yêu cầu sạch và rủi ro nếu belt mòn.

10. Linear guide và ball screw phải chọn loại phù hợp

Linear guide và ball screw là cơ cấu rất phổ biến.

Nhưng trong phòng sạch, chúng cũng là nguồn phát bụi.

Vì bên trong có bi lăn, có tiếp xúc, có grease, có seal.

Khi chọn, nên xem:

Có loại stainless không?
Có loại low dust không?
Có seal phù hợp không?
Có self-lubrication unit không?
Grease mặc định là loại gì?
Có dùng được low dust grease không?
Có yêu cầu hút bụi hoặc hút chân không không?

Với ball screw, grease là điểm rất quan trọng.

Grease thường có thể bị văng ra khi chạy tốc độ cao.

Nếu grease không phù hợp, nó có thể trở thành nguồn nhiễm bẩn.

Vì vậy, không nên chỉ ghi “bôi mỡ” chung chung.

Với máy phòng sạch, cần xác định rõ loại grease.

Nếu dùng actuator mua sẵn, phải kiểm trong catalog xem đó có phải loại dùng cho phòng sạch thật không, hay chỉ là actuator thông thường có cover.

11. Low dust grease không phải grease nào cũng giống nhau

Grease dùng trong phòng sạch phải được chọn kỹ.

Không chỉ cần bôi trơn tốt.

Nó còn phải:

Ít phát bụi
Ít văng
Ít bay hơi
Ít outgas
Phù hợp với nhiệt độ
Phù hợp với tải
Phù hợp với vật liệu seal
Phù hợp với môi trường sử dụng

Các hãng linear guide, ball screw thường có grease riêng cho phòng sạch hoặc low dust.

Khi thiết kế, nên tránh ghi quá chung chung kiểu:

Grease: standard

hoặc:

Apply grease

Với máy phòng sạch, cách ghi đó dễ gây sai khi lắp ráp hoặc bảo trì.

Nên ghi rõ loại grease, hãng, mã, hoặc yêu cầu tương đương.

Ví dụ:

Low dust grease for clean application

Nếu khách hàng có chỉ định grease, phải theo đúng chỉ định.

Một lỗi thực tế là máy ban đầu dùng đúng grease, nhưng sau bảo trì lại bôi nhầm grease thường.

Máy vẫn chạy, nhưng phát bụi tăng lên.

Vì vậy, thiết kế cần tính cả chuyện bảo trì sau này.

12. Air cylinder và khí xả cũng là vấn đề

Nhiều người nghĩ air cylinder sạch vì chỉ dùng khí nén.

Nhưng trong phòng sạch, khí xả từ van và cylinder cần xem kỹ.

Khí nén có thể mang theo:

Dầu
Nước
Hạt bụi nhỏ
Mạt từ seal
Tạp chất trong đường ống

Nếu xả thẳng vào phòng sạch, nó có thể gây nhiễm bẩn.

Vì vậy, khi dùng khí nén trong phòng sạch, cần xem:

Khí cấp đã đủ sạch chưa?
Có filter phù hợp chưa?
Có oil mist không?
Exhaust từ van xả ra đâu?
Có cần exhaust cleaner không?
Có cần gom xả ra ngoài không?
Có cần dùng cylinder loại dùng cho phòng sạch không?

Ở một số trường hợp, có thể dùng bộ lọc xả chuyên dụng để làm sạch khí xả trước khi thả ra môi trường.

Nhưng filter sẽ bị nghẹt theo thời gian.

Khi nghẹt, tốc độ cylinder có thể thay đổi.

Vì vậy, nếu dùng filter xả, phải tính luôn việc thay thế, kiểm tra, và không để nó nằm ở vị trí khó bảo trì.

13. Cable carrier cũng có thể phát bụi

Cable carrier là chi tiết rất dễ bị xem nhẹ.

Nhưng nó có rất nhiều chuyển động lặp lại.

Các mắt xích cọ vào nhau. Dây điện bên trong cọ vào nhau. Ống khí cọ vào vách. Tất cả đều có thể phát sinh particle.

Trong phòng sạch, không nên mặc định dùng cable carrier thường.

Nên xem:

Có loại low dust không?
Có loại dùng cho phòng sạch không?
Cable bên trong có phù hợp cho chuyển động không?
Có cần cable jacket bằng fluororesin không?
Có separator để dây không cọ vào nhau không?
Bán kính uốn có đủ lớn không?
Carrier có nằm trên vùng sản phẩm không?

Nếu chỉ thay carrier mà dây bên trong vẫn là dây PVC thường, thì chưa chắc đã giải quyết được vấn đề.

Dây điện cũng là một phần của hệ thống phát bụi.

Với khu vực yêu cầu cao, có thể cần cable ít phát bụi, chịu uốn tốt, bề mặt ít mòn, ít outgas.

Điểm này nên xác nhận với nhà cung cấp cable hoặc actuator ngay từ đầu.

14. Fan là thứ nên tránh trong phòng sạch

Trong máy thường, nóng thì gắn fan.

Trong phòng sạch, cách nghĩ này rất nguy hiểm.

Fan có thể gây ra nhiều vấn đề:

Tự phát sinh bụi từ motor hoặc bearing
Hút bụi từ nơi khác thổi sang vùng sản phẩm
Làm rối dòng khí sạch của phòng
Tạo dòng khí không kiểm soát
Làm particle bay lại từ bề mặt máy

Vì vậy, máy phòng sạch thường ưu tiên thiết kế fanless.

Nếu cần tản nhiệt, có thể xem:

Tăng diện tích tản nhiệt
Đặt nguồn nhiệt xa vùng sạch
Dùng heat sink dễ lau
Dẫn nhiệt ra ngoài
Dùng nước làm mát nếu cần
Đưa control box ra ngoài phòng sạch nếu layout cho phép

Với motor, driver, power supply, cần tính nhiệt ngay từ đầu.

Đừng đợi tới lúc máy nóng mới thêm fan.

Trong phòng sạch, thêm fan sau cùng thường là dấu hiệu thiết kế ban đầu chưa ổn.

15. Tĩnh điện không nhìn thấy nhưng rất nguy hiểm

Phòng sạch không chỉ có bụi.

Tĩnh điện cũng là vấn đề lớn.

Tĩnh điện có thể gây hai lỗi:

Thứ nhất là ESD, tức phóng điện làm hỏng linh kiện điện tử.

Thứ hai là ESA, tức lực hút tĩnh điện làm bụi bị hút vào bề mặt sản phẩm hoặc chi tiết máy.

Có những vị trí nhìn rất sạch, nhưng vì bị tích điện nên bụi cứ bám vào.

Với máy dùng trong điện tử, bán dẫn, film, nhựa mỏng, linh kiện nhỏ, cần kiểm tra ESD ngay từ đầu.

Các biện pháp thường gặp:

Nối đất frame đúng cách
Dùng vật liệu ESD ở vị trí tiếp xúc sản phẩm
Dùng ionizer nếu cần
Tránh vật liệu cách điện tích điện mạnh ở gần sản phẩm
Kiểm tra điện trở bề mặt của jig, tray, guide
Kiểm soát độ ẩm nếu quy trình cho phép

Nhưng cũng không nên lắp ionizer theo cảm giác.

Ionizer cũng cần vị trí lắp, hướng thổi, bảo trì kim phóng điện, kiểm soát ion balance.

Nếu lắp sai, hiệu quả thấp hoặc gây rối dòng khí.

16. Outgas: vật liệu sạch không chỉ là không có bụi

Outgas là khí hoặc chất bay hơi thoát ra từ vật liệu.

Nguồn outgas có thể đến từ:

Nhựa
Cao su
Keo
Sơn
Grease
Dây điện
Seal
Băng dính
Vật liệu in 3D
Một số loại coating

Trong một số ngành, outgas có thể bám lên sản phẩm, lens, wafer hoặc bề mặt nhạy cảm.

Điều khó chịu là outgas không nhìn thấy như bụi.

Máy nhìn sạch, lau sạch, nhưng vẫn có thể gây lỗi nếu vật liệu không phù hợp.

Vì vậy, với môi trường yêu cầu cao, cần kiểm:

Vật liệu có low outgas không?
Có dùng keo gần sản phẩm không?
Có cao su thường trong vùng sạch không?
Dây điện có phù hợp không?
Grease có bay hơi không?
Có yêu cầu dữ liệu outgas từ khách hàng không?

Một lỗi khá phổ biến là dùng vật liệu tiện lợi ở máy thường, ví dụ keo, cao su, sponge, băng dính, tube mềm... nhưng đem vào phòng sạch thì không phù hợp.

Với phòng sạch, vật liệu phụ cũng quan trọng như vật liệu chính.

17. Bảo trì cũng phải được thiết kế trước

Máy phòng sạch không chỉ cần sạch lúc mới giao.

Nó phải sạch sau 6 tháng, 1 năm, 3 năm vận hành.

Muốn vậy, bảo trì phải dễ và ít gây bẩn.

Khi thiết kế, nên tự hỏi:

Thay filter có dễ không?
Bổ sung grease có cần tháo nhiều cover không?
Thay actuator có phải mở vùng sạch không?
Có thể tháo module ra ngoài phòng sạch để sửa không?
Có vị trí nào phải chui tay vào rất sâu không?
Có dùng quá nhiều vít nhỏ ở khu vực cần vệ sinh không?
Có phải dùng dụng cụ đặc biệt trong phòng sạch không?

Mỗi lần mở cover, tháo máy, dùng dụng cụ là một lần tăng rủi ro nhiễm bẩn.

Vì vậy, máy phòng sạch nên được thiết kế theo hướng:

Dễ tiếp cận
Dễ lau
Dễ thay thế module
Ít tháo mở trong vùng sạch
Vị trí bảo trì nằm ngoài vùng sản phẩm nếu có thể
Có hướng dẫn bảo trì rõ loại grease, vật tư, filter

Thiết kế tốt không chỉ là chạy tốt ngày nghiệm thu.

Thiết kế tốt là người bảo trì sau này không phải chửi mình.

18. Checklist nhanh khi thiết kế máy phòng sạch

Trước khi chốt thiết kế, nên kiểm nhanh các điểm sau.

Về yêu cầu

Cấp sạch là bao nhiêu?
Sản phẩm có nhạy với particle không?
Có yêu cầu ESD không?
Có yêu cầu low outgas không?
Có hóa chất, nhiệt, hơi nước hoặc dung môi không?
Khách hàng có chỉ định vật liệu hoặc grease không?

Về layout và dòng khí

Đã biết hướng dòng khí chính chưa?
Có đặt nguồn phát bụi phía trên sản phẩm không?
Cover có cản downflow không?
Có vùng khí chết không?
Có cần local exhaust không?
Exhaust từ khí nén đi đâu?

Về cơ cấu chuyển động

Có timing belt gần sản phẩm không?
Linear guide, ball screw có thông số dùng cho phòng sạch không?
Actuator có phải loại dùng cho phòng sạch không?
Có hút chân không cho actuator nếu cần không?
Cable carrier có phải low dust type không?
Dây điện và tube có phù hợp với chuyển động trong phòng sạch không?

Về vật liệu và bề mặt

Inox dùng SUS304 hay SUS316?
Có cần điện giải không?
Nhôm anodize có dùng đúng vị trí không?
Nhựa có low outgas hoặc ESD nếu cần không?
Có vật liệu cao su, sponge, keo, tape không phù hợp không?
Bề mặt có dễ lau không?

Về bảo trì

Grease dùng loại nào?
Có ghi rõ grease trong bản vẽ hoặc tài liệu bảo trì không?
Filter xả khí có dễ thay không?
Có thể thay module mà không mở quá nhiều cover không?
Có chỗ nào bụi dễ đọng nhưng khó vệ sinh không?
Người vận hành có biết vật tư thay thế đúng loại không?

Checklist này không thay thế tiêu chuẩn của khách hàng.

Nhưng nó giúp tránh những lỗi rất cơ bản trước khi gửi bản vẽ hoặc đặt mua linh kiện.

Kết luận

Thiết kế máy cho phòng sạch không phải là chỉ đổi vật liệu sang inox.

Cũng không phải cứ che kín máy lại là sạch.

Điểm quan trọng là phải kiểm soát nhiễm bẩn từ đầu.

Máy có tự phát bụi không? Bụi sinh ra có bay vào sản phẩm không? Dòng khí sạch có bị cản không? Có chỗ nào bụi dễ đọng lại không? Vật liệu có sinh outgas không? Grease có phù hợp không? Dây điện, cable carrier, khí xả, tĩnh điện đã được xem chưa? Bảo trì sau này có làm bẩn phòng sạch không?

Với máy thường, mình chủ yếu quan tâm máy chạy đúng chức năng, đủ độ cứng, đủ độ chính xác và đủ an toàn.

Với máy phòng sạch, ngoài những điểm đó, còn phải quan tâm thêm một câu hỏi:

Máy này có giữ được môi trường sạch trong lúc nó đang chạy thật hay không?

Đó mới là phần khó.

Thiết kế phòng sạch tốt không phải là làm mọi thứ thật đắt.

Thiết kế tốt là biết khu vực nào cần nghiêm, khu vực nào có thể đơn giản, nguồn phát bụi nằm ở đâu, và xử lý nó từ trong bản vẽ chứ không phải đợi tới lúc máy chạy rồi mới sửa.

Xem tất cả bài viết kỹ thuật MINATA