Întrebați un metrolog care este cea mai mare sursă de eroare de măsurare într-o fabrică tipică și majoritatea nu vor spune instrumentul. Vor spune camera.
De ce temperatura este inamicul tăcut al preciziei
Aproape fiecare material utilizat în producția de precizie - oțel, granit, ceramică, aluminiu - se extinde și se contractă cu temperatura. Efectul este mic pe grad, dar la toleranțele pe care se așteaptă să le păstreze echipamentele moderne (de multe ori micrometri cu o singură cifră sau mai puțin), chiar și o variație de 1-2 grade într-o zi de lucru poate introduce o eroare dimensională măsurabilă.
Acesta este motivul pentru care unitățile serioase de producție de precizie nu se bazează doar pe aer condiționat -, ci construiesc ateliere dedicate cu temperatură constantă-, umiditate constantă- ca medii controlate separate de zonele generale de producție.
Ce se întâmplă într-un atelier de{0}}temperatură adevărată constantă
Un atelier construit pentru lucru de ultra-precizie diferă de un etaj de fabrică standard-climat controlat în mai multe moduri specifice:
Construcția podelei. Mai degrabă decât betonul standard, aceste ateliere folosesc de obicei pardoseală din beton armat de mare-rezistență turnată la o grosime semnificativă - adesea un metru sau mai mult - pentru a minimiza flexiunea și pentru a oferi o masă stabilă care să reziste la transferul de vibrații de la echipamentele din jur sau traficul pietonal.
Transeuri de izolare. În jurul perimetrului zonei controlate, șanțuri de izolare (uneori de câteva sute de milimetri lățime și câțiva metri adâncime) sunt construite pentru a decupla fizic podeaua atelierului de vibrațiile generate de mașinile din apropiere, de traficul vehiculelor sau chiar de vibrațiile-la solului din exteriorul clădirii.
Macarale silențioase. Macaralele rulante standard utilizate pentru a muta componente grele din granit sau metal pot introduce vibrații și zgomot care perturbă lucrările sensibile de măsurare în curs. Instalațiile de precizie instalează adesea sisteme de macarale cu-zgomot redus, cu vibrații-amortizate special pentru utilizare în aceste zone controlate.
Sisteme de control al temperaturii și umidității. Dincolo de HVAC de bază, aceste încăperi mențin de obicei valori de referință strânse (adesea ± 0,5 grade sau mai bine) cu monitorizare continuă, deoarece chiar și punctele fierbinți localizate de la echipamente sau iluminare pot crea gradienți termici pe o piesă de prelucrat.
Camera curată-Zone de asamblare adiacentă
Pentru anumite componente - în special pentru cele destinateechipamente semiconductoare- este necesar un nivel suplimentar de control. Unele facilități mențin o zonă de asamblare dedicată constantă-temperatura, praf-controlată, modelată vag pe principiile camerei curate cu semiconductori, în special pentru asamblarea finală a componentelor structurale din granit. Acest lucru reduce contaminarea cu particule în timpul asamblării și ajută la asigurarea faptului că componentele măsurate și adaptate în camera de metrologie își mențin precizia certificată odată ce sunt integrate într-un sistem finit.
De ce este importantă această investiție în infrastructură pentru cumpărători
Pentru un producător de echipamente care aprovizionează baze din granit sau componente de precizie, mediul în care un furnizor măsoară și finisează piesele este la fel de important ca și calitatea materiei prime. O bază de granit care este acoperită și certificată într-o cameră necontrolată poate prezenta acuratețe pe hârtie care nu rezistă odată ce ajunge la mediul propriu al clientului - sau, mai rău, este posibil să nu fi fost niciodată la toleranța declarată pentru început, deoarece măsurarea în sine a fost efectuată în condiții instabile.
Câteva întrebări practice care merită adresate unui furnizor:
Care este toleranța la temperatură menținută în camera dumneavoastră de metrologie?
Camera este izolată de sursele de vibrații și cum?
Măsurătorile de calibrare sunt efectuate în același mediu controlat ca și inspecția finală?
Există o zonă separată de praf-controlat pentru ansamblul componentelor de tip semiconductor-?
Imaginea de ansamblu
Producția de ultra-precizie este adesea discutată în ceea ce privește toleranțele mașinilor și rezoluția instrumentelor, dar camera în care se află acele mașini și instrumente merită o atenție egală. Un atelier-izolat la vibrații, la temperatură-stabil nu este un supliment de lux-pentru -, ci fundația de mediu care face ca orice altă afirmație de precizie din proces să fie credibilă.
Întrebări frecvente
Î: Cât de mult variația temperaturii afectează de fapt măsurătorile de precizie? Depinde de material și dimensiunea piesei, dar, ca regulă generală, o modificare de 1 grad poate schimba lungimea unei piese de oțel de 1-metru cu aproximativ 12 micrometri din cauza expansiunii termice - suficient pentru a conta în mod semnificativ pentru lucrări de toleranță sub-micron.
Î: Este necesar un atelier cu temperatură constantă-pentru toate produsele din granit? Nu pentru fiecare produs - bazele de granit de uz general-cu toleranțe mai slabe ar putea să nu necesite acest lucru. Devine esențial pentru plăcile de suprafață de referință-, componentele treptei semiconductoare și orice piesă cu cerințe sub-de planeitate sau paralelism.
Î: Cum se verifică de fapt izolarea vibrațiilor? Instalațiile folosesc de obicei senzori de vibrații sau accelerometre pentru a măsura nivelurile de vibrații ale solului-în zona controlată și pentru a le compara cu criteriile relevante de vibrație din industrie (cum ar fi curbele VC-A până la VC-E utilizate în proiectarea semiconductorilor și a instalațiilor de laborator).