EN
DE
IT
RU
CN
EN
Podľa Moorovho zákona je empirickým pravidlom, že zložitosť integrovaných obvodov (počet tranzistorov integrovaných na nich) sa zdvojnásobuje približne každé dva roky. (zdroj: Wikipedia).
V elektronickom priemysle je zvyšovanie hustoty v integrovaných obvodov realizované spolu s vývojom stupňa čistoty výrobného prostredia. Súčasné „Clean Room“ klasifikácie z ISO 10 do ISO 1 pokračujú v nízkych tlakoch vzduchu, až po vákuum.
Budúcnosť ukazuje, že na výrobu elektronických súčiastok bude vákuové prostredie nevyhnutnosťou. Vákuum bude potrebné aj pre nano technológie, presné laserové zvárania a pre riadené tavené technológie. Mnoho nových technológii potrebuje prostredie bez akejkoľvek kontaminácie, bez vlhkosti a bez oxidačného procesu. Technológie môžu byť realizované vo vesmíre, aby sa eliminoval vplyv gravitácie na výrobný proces. Všetky tieto trendy vygenerovali potrebu presných rotačných pohybov s požiadavkou pre maximum kompaktnosti a minimum hmotnosti a zároveň dve základné inžinierske výzvy.
Prvou výzvou je docielenie spoľahlivého mazania s elimináciou prchavých materiálov a s obsahom tekutých zložiek. Tekuté zložky mazania a chladenia maziva sa vo veľmi nízkom tlaku dosiahnu bodu varu, následne sa vo vákuu strácajú, čím štandardné mazivo degraduje.
Druhá výzva spočíva v efektívnom regulovaní vnútornej kumulácie tepla. Vákuum je výborný izolátor, teplo sa uvoľňuje len cez žiarenie, alebo cez tepelný prestup kovových časti. Zdroje tepla vytvorené účinnosťou – trením by mali byť absorbované okolím. V opačnom prípade by zostali v zariadení. Ak by sa neodstránili došlo by k prehrievaniu reduktora a následne k prudkému zvyšovaniu trenia vplyvom rozťažnosti, čo by v konečnom dôsledku zapríčinilo zablokovanie rotačného pohybu.
A ako sa spoločnosť SPINEA® popasovala s týmito výzvami?
Spoločnosť otestovala reduktor so špeciálnym mazivom vo vákuovej komore Vývojového Centra pre Vesmír (CBK PAN) v Poľsku.
Mazivo vyrobené spoločnosti Nye Lubricant,Inc., z USA, ktorá sa zaoberá vývojom a výrobou mazív, je dodávateľom pre vesmírny priemysel a zaoberá sa aj mazivami pre špeciálne aplikácie.
Súčasná rada z NyeTorr 5200 až Nye Torr 6370EL obsahuje veľmi nízku úroveň prchavých zložiek s integráciou PTFE (teflón) materiál s pevnými miro časticami, ktoré sú vhodné pre rozsah teploty od –60 °C do +250 °. Uvedené mazivo vytvára stabilné mazacie parametre aj vo vákuovom prostredí.
„TwinSpin® reduktor, ktorý pracuje vo vákuovom prostredí sa perfektne hodí pre Nye Torr výrobnú sériu vákuových mazív, pre dlhú životnosť s minimálnym opotrebením a udržiavaním vysokej presnosti chodu v ultra vysokých vákuových prostrediach (UHV)“ vyhlásil Bob Hoffman regionálny inžiniersky manažér v Nye Lubricant.
Spoločnosť SPINEA® vyvinula riešenie pre testovací prípravok vo vákuu a so skupinou teplotných senzorov v kooperácii s Vývojovým Centrom pre vesmír v Poľsku ( CBK PAN). Parciálna teplota v reálnom čase závisí na zaťažujúcom cykle, kde sa konkrétne meralo na testovacom prípravku vo vákuu. Tepelná simulácia bola pripravená a porovnaná s konkrétnou parciálnou teplotou v určitých komponentov prípravku. 65°C povrchová teplota reduktora TwinSpin® reprezentuje limitujúci faktor. Skutočný záťažový cyklus ktorý bol generovaný vo vákuovej komore a porovnanie so simuláciou celého systému bolo výsledkom testovania. Odkedy samotná odchýlka medzi simuláciou a testovaním bola zanedbateľná môžeme potvrdiť, že vákuum je prostredie v ktorom môže reduktor TwinSpin® pracovať tak spoľahlivo ako v atmosfére. Vákuum nemá žiaden negatívny vplyv na presnosť polohovania a tiež žiaden vplyv na chybu uhlového prenosu.
Jednotlivé úspešne testované cykly vo vákuu boli ponížené cca o 50 % oproti štandardným cyklom testovaným v atmosférických podmienkach.
Väčšina aplikácii v súčasnom priemysle nemá pre vákuum dynamické zaťaženia. Ide o aplikácie ako napr. polohovadlá laserového zvárania, alebo SCARA roboty pre manipuláciu a inštaláciu elektronických komponentov. Preto pre spoločnosť SPINEA® sú vákuové aplikácie veľkou výzvou do budúcnosti. Spoločnosť je technicky schopná pripraviť reduktor TwinSpin® aj s inými mazivami vhodnými pre vákuum, alebo extra čisté prostredie. Je schopná realizovať teplotnú simuláciu toku tepla v polohovadlách, alebo robotoch, to ju predurčuje stať sa unikátnym partnerom v projektoch vývoja zariadení vo vákuovom prostredí.
Pre otázky týkajúce sa maziva vo vákuu kontaktujte www.nyelubricants.com
Referencia:
Vývojové Centrum pre Vesmír ( CBK PAN) vyvíja manipulačné rameno pracujúce vo vesmírnom priestore. Mechanické Srdce každého manipulátora v kĺbe je prevodovka. Na tomto poli kooperujeme so Spinea spoločnosťou, analyzujeme použitie cykloidnej prevodovky do vesmírnych kĺbov manipulátora. Kooperácia bola úspešná a pripravili sme spoločnú prezentáciu pre „Final Mechanisms Presentation Days in ESTEC (ESA) a dúfame v budúcnosti pre ďalšie spoločné aktivity.
Karol Seweryn, DSc, PhD, Eng, Associate Professor
Space Mechatronics and Robotics Laboratory, Space Research Centre,
Polish Academy of Sciences.
