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Compressor de ar isento de óleo para fabricação de painéis de LCD e OLED: O guia completo para salas limpas no Reino Unido
Como os fabricantes de painéis ópticos e de exibição do Reino Unido eliminam os riscos de contaminação em nível de ppb, protegem o rendimento dos revestimentos e preparam suas instalações para o futuro com a infraestrutura de ar comprimido isenta de óleo adequada.
✔ Sem óleo com nível de ppb
✔ Fabricado sob medida para fábricas no Reino Unido
✔ Mais de 18 anos de experiência em salas limpas
Ao entrar em uma linha de produção de painéis de exibição no East Midlands, no Cambridge Science Park ou em uma instalação de óptica de defesa na Escócia, um fato se torna imediatamente claro: o próprio ar é um insumo de fabricação. Dentro de salas limpas de classe ISO 1 a 10, engenheiros depositam revestimentos ópticos de película fina medidos em camadas atômicas, alinham substratos de cristal líquido com tolerâncias abaixo de um mícron e unem conjuntos de emissores OLED, onde uma única molécula de hidrocarboneto na superfície pode desencadear uma falha eletroluminescente catastrófica. Nesse mundo, um compressor de ar lubrificado convencional simplesmente não é uma opção. Mesmo traços de aerossóis de óleo em níveis de partes por bilhão — invisíveis a qualquer sentido humano — degradam a adesão de revestimentos antirreflexo, dispersam a luz polarizada através de camadas de alinhamento contaminadas e produzem o tipo de defeitos estéticos que levam à rejeição do produto 100% na inspeção óptica automática final.
A solução é um sistema de compressor de ar isento de óleo, projetado especificamente para ambientes ópticos de precisão. Seja para a produção de painéis LCD de grande formato para imagens médicas, microdisplays OLED para HUDs de defesa, lentes ópticas para sensores LiDAR em veículos autônomos ou módulos de câmeras de precisão para o setor aeroespacial, a especificação do ar comprimido deve atender à norma ISO 8573-1 Classe 0 para teor de óleo — garantia de zero arraste de óleo em todos os momentos de operação, e não apenas durante as janelas de amostragem de rotina. Na Ever Power, projetamos e instalamos compressores isentos de óleo no Reino Unido e na Europa há mais de 18 anos, e este guia resume o conhecimento técnico mais importante na especificação, seleção e operação do seu sistema.
As demandas de ar comprimido na fabricação de LCDs, OLEDs e componentes ópticos de precisão abrangem cinco funções de processo distintas: limpeza do substrato e remoção de partículas, acionamento de sistemas de vácuo e manipulação robótica, resfriamento do alvo de pulverização catódica, purga da retícula de fotolitografia e controle da atmosfera dentro das câmaras de deposição. Cada função impõe diferentes exigências de pureza, estabilidade de pressão e vazão ao sistema de ar comprimido — e um compressor de ar isento de óleo deve atender a todas elas simultaneamente, 24 horas por dia, com tolerância zero para variações.
Sistemas de compressores centrífugos e de parafuso isentos de óleo da Ever Power — projetados para pureza ISO Classe 0 em ambientes de salas limpas para LCD, OLED e óptica de precisão em todo o Reino Unido.
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Por que o ar comprimido isento de óleo é absolutamente indispensável em salas limpas para óptica.
A física e a química por trás da perda de rendimento causada pela contaminação.
Um compressor de parafuso rotativo lubrificado padrão, operando a 7 bar, normalmente produz ar comprimido com um teor de óleo entre 1 e 5 miligramas por metro cúbico. Após passar por um filtro coalescente de alta eficiência, esse valor pode cair para 0,01 mg/m³ — o que ainda representa aproximadamente 10.000 partes por bilhão em massa. Em pintura automotiva ou em sistemas pneumáticos para a indústria alimentícia, isso pode ser totalmente aceitável. Em uma célula de laminação de polarizador de LCD ou em uma câmara de encapsulamento de filme fino OLED, é uma catástrofe de produção iminente.
O mecanismo de dano é bem compreendido. Moléculas de hidrocarbonetos do lubrificante do compressor viajam pela rede de distribuição como gotículas de aerossol submicrométricas e espécies em fase vapor que atravessam a maioria dos meios filtrantes. Quando entram em contato com um substrato de vidro ou filme polimérico, ocorrem três processos destrutivos. A energia superficial é reduzida, impedindo a adesão com precisão nanométrica de revestimentos antirreflexo ou antimanchas. A camada de óleo hidrofóbica interrompe o alinhamento dos campos diretores de cristal líquido em telas TN ou IPS, criando "manchas de óleo" visíveis que não podem ser corrigidas. Na deposição de OLEDs, os hidrocarbonetos residuais suprimem a formação de excítons na camada emissora, reduzindo drasticamente a eficiência luminosa e acelerando o crescimento de manchas escuras. Mesmo um único evento de contaminação pode invalidar milhares de painéis em um lote de produção — o tipo de falha de qualidade que leva à exclusão imediata do fornecedor dos contratos com OEMs de nível 1.
Um compressor de ar isento de óleo elimina esses riscos na origem, em vez de tentar filtrá-los posteriormente. A certificação ISO 8573-1:2010 Classe 0 — a classe de pureza mais alta na norma internacional — especifica que a concentração total de óleo no ar comprimido deve ser inferior à melhor capacidade de medição disponível na época em que a norma foi elaborada. Na prática, os compressores Classe 0 fornecem um teor de óleo inferior a 0,003 mg/m³, o que é três ordens de magnitude mais limpo do que até mesmo uma máquina lubrificada com tripla filtragem. Esta não é uma especificação de luxo: é o requisito básico que todo operador de sala limpa confiável no setor óptico do Reino Unido deve atender.
Limiar de Contaminação
A adesão do revestimento óptico falha em concentrações de óleo acima de 0,01 mg/m³. A Classe ISO 0 oferece desempenho abaixo de 0,003 mg/m³ — com uma margem de segurança de 3 vezes.
Impacto no rendimento
Instalações que estão migrando de sistemas lubrificados com filtro para sistemas verdadeiramente isentos de óleo relatam melhorias no rendimento da primeira passagem de 3 a 8 pontos percentuais em linhas de deposição de filmes finos.
Requisito de auditoria
Os principais clientes OEM do Reino Unido nos setores de defesa e imagem médica agora exigem comprovação de ar comprimido Classe ISO 0 como condição para qualificação de fornecedores — e não como recomendação.
Como funciona um compressor de ar isento de óleo: princípio, materiais e construção.
Duas tecnologias principais dominam os modernos sistemas de ar comprimido para salas limpas.
O termo “compressor de ar isento de óleo” refere-se a máquinas projetadas de forma que nenhum óleo lubrificante entre na câmara de compressão em nenhum ponto do ciclo. Duas tecnologias dominam essa categoria para aplicações em salas limpas: compressores de parafuso rotativo isentos de óleo e compressores centrífugos (turbo) isentos de óleo. Ambos alcançam a compressão isenta de óleo por meio de mecanismos fundamentalmente diferentes, e compreender essa diferença é importante ao especificar um sistema para sua aplicação específica em sala limpa.
Em um compressor de parafuso rotativo sem óleoOs rotores macho e fêmea são retificados com precisão e revestidos com PTFE ou revestimentos poliméricos especiais que proporcionam lubrificação e vedação sem contato com óleo. Os rotores mantêm uma folga precisa, eliminando o contato metal-metal que, de outra forma, exigiria lubrificação. Os sistemas de lubrificação da caixa de engrenagens e dos rolamentos são completamente isolados da câmara de compressão por vedações de eixo e passagens labirínticas. As variantes com injeção de água utilizam água purificada como meio de vedação e resfriamento, fornecendo ar comprimido com umidade residual que é então removida a jusante por um sistema de secagem com refrigerante ou dessecante. Essa tecnologia é ideal para aplicações em salas limpas com vazões de 1 m³/min a aproximadamente 30 m³/min, atendendo à maioria das pequenas e médias instalações de produção óptica no Reino Unido.
Compressores centrífugos isentos de óleo Utilizam impulsores de alta velocidade — tipicamente girando entre 20.000 e 80.000 RPM — para imprimir velocidade às moléculas de ar, que é então convertida em pressão no difusor. Como o mecanismo de compressão é inteiramente aerodinâmico, não há contato físico entre os componentes rotativos e estacionários no fluxo de gás, e absolutamente nenhuma possibilidade de entrada de lubrificante na corrente de ar. Os mancais aerodinâmicos (mancais de perfil aerodinâmico ou de levitação magnética) eliminam até mesmo as câmaras de mancais lubrificadas a óleo encontradas em turbomáquinas convencionais, tornando essas máquinas a solução definitiva ISO Classe 0 para grandes fábricas de painéis de exibição e complexos com múltiplas salas limpas que exigem vazões de 30 m³/min ou superiores. A linha de máquinas centrífugas da Ever Power utiliza impulsores de liga de titânio patenteados com rugosidade superficial Ra ≤ 0,2 µm e palhetas guia de entrada variáveis integradas para eficiência de acompanhamento de carga.
Comparação de desempenho técnico: Tipos de compressores isentos de óleo para salas limpas ópticas
✦ Melhor valor da categoria para o parâmetro apresentado. Todos os valores foram obtidos com pressão de descarga de 7 bar(g), temperatura de entrada de 20 °C e condições ao nível do mar. Desempenho verificado de acordo com a norma ISO 1217 Anexo E.
Onde o ar comprimido isento de óleo realiza o trabalho de verdade: seis cenários críticos de produção.
Etapas específicas do processo em que a pureza do ar comprimido determina a qualidade do produto.
O ar comprimido para salas limpas não é um recurso único com uma única finalidade. Em uma linha de produção típica de painéis de exibição ou componentes ópticos, um sistema de compressores de ar isentos de óleo atende simultaneamente a múltiplas etapas de processo distintas, cada uma com seu próprio perfil de pureza, pressão e vazão. Compreender esses casos de uso em profundidade permite que os engenheiros da planta especifiquem a arquitetura de sistema adequada — seja um único compressor centralizado de grande porte isento de óleo com circuitos de distribuição dedicados, ou uma abordagem modular distribuída com unidades isentas de óleo de ponto de uso para as ferramentas de deposição mais críticas.
1 · Limpeza do substrato e remoção de partículas
Os substratos de vidro para painéis LCD e OLED devem estar livres de partículas maiores que 0,1 µm antes de qualquer etapa de revestimento ou colagem. Jatos de ar comprimido de alta velocidade a 3–6 bar, fornecidos por um compressor de ar isento de óleo com pureza Classe 0, são usados em conjunto com bicos ionizantes para remover partículas residuais das superfícies dos substratos sem depositar contaminação orgânica. Mesmo a deposição de película de óleo subnanométrica proveniente de uma fonte não isenta de óleo seria detectada pela medição do ângulo de contato após a limpeza e acionaria retrabalho imediato ou descarte.
2 · Mandril de vácuo e manuseio robótico de substratos
Geradores de vácuo Venturi, alimentados por ar comprimido a 5–7 bar, criam a força de sucção que mantém substratos de vidro de 1,8 mm e 2,2 mm em atuadores finais robóticos e mandris de precisão durante operações de inspeção, colagem e corte. Qualquer resíduo de óleo proveniente de um compressor não isento de óleo formaria uma película lubrificante na superfície de contato do mandril, reduzindo a força de retenção e aumentando o risco de deslizamento do substrato — uma causa dispendiosa de quebra para substratos de grande porte da Geração 8.
3 · Controle da atmosfera da câmara de pulverização catódica e CVD
As câmaras de deposição física de vapor (PVD) e deposição química de vapor (CVD) utilizadas para a deposição de condutores transparentes de ITO e camadas de passivação de nitreto de silício por PECVD requerem ciclos periódicos de purga com ar comprimido ou nitrogênio ultrasseco e ultralimpo. Um compressor de ar isento de óleo que alimenta o sistema de purga garante que nenhuma espécie de hidrocarboneto contamine as paredes da câmara durante períodos de inatividade ou manutenção, protegendo o equipamento de deposição, avaliado em milhões de libras, contra contaminação cruzada.
4 · Purga de retículo e lente de fotolitografia
Os sistemas de fotolitografia por projeção usados para padronizar circuitos de backplane TFT exigem a purga contínua do espaço da retícula com ar comprimido seco Classe 0 ou nitrogênio para evitar o embaçamento da lente e a formação de névoa na retícula. A formação de névoa na lente — causada pela contaminação orgânica que reage com fótons UV profundos — é um dos modos de falha mais dispendiosos na fabricação de backplanes de displays. Um compressor isento de óleo que alimenta o sistema de purga da retícula impede completamente esse mecanismo.
5 · Inspeção final de lentes ópticas e sensores por sopro
Lentes ópticas de precisão, janelas de sensores LiDAR e lentes de cobertura de módulos de câmeras passam por uma limpeza final com ar comprimido isento de óleo antes da selagem, para remover quaisquer partículas residuais depositadas durante a montagem. Esta etapa de limpeza final, utilizando ar comprimido filtrado de um compressor isento de óleo a 2–4 bar através de bicos de fluxo laminar, é crucial para atingir as especificações de transmitância e dispersão exigidas em aplicações ópticas automotivas e médicas.
6 · Atuadores Pneumáticos e Sistemas de Controle
Os atuadores pneumáticos compatíveis com salas limpas, que controlam robôs de transferência de painéis, estágios de alinhamento e cilindros de prensas de laminação, consomem ar comprimido a 5–8 bar e representam aplicações de alto ciclo, operando milhões de vezes por ano. O uso de ar comprimido isento de óleo nos circuitos dos atuadores elimina a necessidade de separadores de óleo e manutenção de drenos, reduz o desprendimento de partículas das vedações dos atuadores e prolonga a vida útil das vedações — todas vantagens críticas em ambientes de produção 24 horas por dia, 7 dias por semana, onde o tempo de inatividade do atuador se traduz diretamente em perda de produção.
Sete razões pelas quais os fabricantes ópticos do Reino Unido escolhem os sistemas isentos de óleo da Ever Power
Vantagens técnicas e comerciais que vão além do certificado.
Certificação ISO Classe 0 — Sempre
Todos os compressores isentos de óleo da Ever Power possuem certificação ISO 8573-1 Classe 0 de terceiros, validada pela TÜV Rheinland — não um valor declarado, mas um fato medido e certificado.
Acionamento de velocidade variável (VSD) como padrão
O VSD integrado ajusta a potência do compressor com precisão à demanda instantânea da sala limpa, proporcionando uma economia de energia de 25 a 40% em comparação com alternativas de velocidade fixa e eliminando as flutuações da faixa de pressão que desestabilizam processos de revestimento sensíveis.
Recuperação de calor integrada
Até 80% de energia elétrica de entrada podem ser recuperadas como calor utilizável através do pacote opcional de trocador de calor, reduzindo a carga de aquecimento das instalações — um benefício significativo em termos de custos e emissões de carbono para salas limpas no Reino Unido, sujeitas ao aumento das tarifas de energia.
Monitoramento remoto da Indústria 4.0
Conectividade Ethernet/IP, Profibus e Modbus RTU de série, com painéis opcionais de manutenção preditiva baseados na nuvem, que fornecem tendências em tempo real do teor de óleo, monitoramento do ponto de orvalho e análise de vibração, acessíveis a partir de qualquer central de suporte técnico no Reino Unido ou no mundo.
Baixo custo total de propriedade
A ausência de consumíveis de óleo, de custos com descarte de condensado de óleo e os intervalos de manutenção prolongados do rotor, de 20.000 horas para modelos centrífugos, reduzem drasticamente o custo do ciclo de vida em comparação com sistemas lubrificados que exigem trocas de óleo trimestrais.
Descarte zero de óleo — Conformidade ambiental total
A ausência de condensado contaminado por óleo significa que não há necessidade de separadores de água e óleo e que não há complexidade nos processos de licenciamento de descarga. A conformidade com a Agência Ambiental do Reino Unido é simplificada e os auditores da ISO 14001 não encontram nada a apontar — uma verdadeira vantagem para as instalações do Reino Unido, que estão sob crescente escrutínio ambiental.
Pacote completo de documentação para auditorias de fornecedores
Cada instalação da Ever Power inclui um conjunto completo de documentação IQ/OQ/PQ compatível com relatórios de teste acreditados pela ISO/IEC 17025, certificados de rastreabilidade de materiais e registros de qualificação de instalação de sala limpa exigidos por auditorias de clientes OEM de nível 1.
Sucesso do cliente: como um fabricante escocês de óptica para defesa reduziu as rejeições de revestimento (74%)
Resultado concreto da mudança para ar comprimido isento de óleo com certificação ISO Classe 0.
Estudo de Caso
Caledonian Photonics Ltd · Glasgow, Escócia
Indústria: Óptica de precisão para defesa e aeroespacial — revestimentos antirreflexo para sensores de imagem térmica e conjuntos combinadores ópticos para displays montados na cabeça.
Instalação: Sala limpa de 2.400 m² com classificação ISO 5 e três câmaras de revestimento PVD por feixe de elétrons.
Ar comprimido anterior: Dois compressores de parafuso rotativo lubrificados de 15 kW com filtragem coalescente de três estágios, apresentando um teor de óleo medido de 0,008 mg/m³ — nominalmente em conformidade com a Classe 1, mas com picos intermitentes de até 0,02 mg/m³ detectados durante eventos de saturação do filtro.
Problema identificado: Falhas na adesão do revestimento antirreflexo e névoa difusa nas lentes do combinador HMD apresentavam taxas de rejeição de 18% na inspeção final do autocolimador, bem acima do limite superior de controle contratado de 5%. A investigação da causa raiz realizada pela equipe técnica da Ever Power identificou a contaminação por vapores de hidrocarbonetos no estágio de descarga do substrato como a principal causa, com o padrão de saturação do filtro de óleo do compressor correlacionando-se diretamente com os picos na taxa de rejeição.
Solução instalada: Dois compressores de parafuso de rotor duplo Ever Power EP-22OF isentos de óleo, em configuração de serviço-reserva, fornecendo 4,2 m³/min a 8 bar, combinados com secadores de sílica gel sem aquecimento Ever Power HLD-40, atingindo -60 °C de pressão de distribuição (PDP). Anel de distribuição principal em aço inoxidável 316L com furo interno eletropolido.
Resultado após 90 dias: A taxa de rejeição do revestimento antirreflexo caiu para 4,7% — uma redução de 74% em peças rejeitadas. A economia anual resultante da eliminação de retrabalho e desperdício de material ultrapassou £380.000, contra um custo de instalação do sistema de £68.000, proporcionando um retorno total do investimento em menos de 3 meses.
74%
Redução de rejeitos de revestimento
£ 380 mil
Economia anual resultante da redução do desperdício.
<3 meses
Período total de retorno do investimento
0,001 mg/m³
Teor de óleo alcançado (em comparação com 0,008 anteriormente)
O que dizem os fabricantes de produtos ópticos e displays do Reino Unido
Após analisarmos três fornecedores concorrentes, especificamos o compressor isento de óleo da Ever Power para nossa nova linha piloto de OLED em Cambridge. O certificado TÜV Classe 0 e os detalhes técnicos claros da proposta — em especial a especificação do revestimento do rotor e os dados da vedação labiríntica — nos deram a confiança necessária para prosseguir. Doze meses depois, não tivemos um único incidente de contaminação por óleo, e a economia de energia proporcionada pelo inversor de frequência está exatamente conforme o previsto.
Dr. David Hargreaves
Diretor de Engenharia de Processos · P&D de Displays OLED, Cambridge, Reino Unido
A documentação de auditoria que acompanhou a instalação do Ever Power foi excepcional — IQ, OQ, certificados de materiais, tudo. Nosso cliente de primeira linha aceitou sem questionamentos. Para uma empresa de óptica de dispositivos médicos, esse nível de documentação é fundamental. O sistema em si está funcionando 24 horas por dia, 7 dias por semana, há 18 meses sem intervenção, e o portal de monitoramento remoto é realmente útil para o nosso planejamento de manutenção preventiva.
Sarah Clements
Gerente de Operações · Óptica de Imagem Médica, Birmingham, Reino Unido
Inicialmente, estávamos céticos — usávamos um sistema sem óleo de uma grande marca europeia e presumíamos que todas as máquinas Classe 0 fossem equivalentes. Após compararmos o sistema Ever Power lado a lado em nossa linha de combinadores ópticos para HUD automotivo em Bristol, o consumo específico de energia foi 12% menor em nosso ponto de operação e o ponto de orvalho na saída se mostrou mais estável. A mudança foi uma decisão comercial fácil. O suporte técnico também tem sido exemplar — retorno no mesmo dia, sem exceção.
Marco Fletcher
Gerente de Utilidades de Fábrica · Óptica HUD Automotiva, Bristol, Reino Unido
Soluções personalizadas de compressores isentos de óleo da Ever Power para instalações de salas limpas no Reino Unido.
Desde unidades compactas padrão até estações de ar comprimido integradas e totalmente personalizadas.
Não existem duas salas limpas com requisitos de ar comprimido idênticos. Uma fábrica de fibras de cristal fotônico em Southampton tem necessidades fundamentalmente diferentes em termos de qualidade do ar, estabilidade de pressão e redundância, em comparação com uma linha de inspeção de vidro LCD de grande formato nas Terras Altas da Escócia ou uma célula de montagem de micro-óptica em Stevenage. É por isso que a abordagem de engenharia da Ever Power começa não com um catálogo, mas com uma avaliação do local e uma auditoria de processos. Nossos engenheiros de aplicação — com mais de 18 anos de experiência prática em projetos de ar comprimido para ambientes de produção de painéis ópticos e de displays — trabalham diretamente com suas equipes de processo, instalações e manutenção para projetar um sistema com o tamanho, as especificações e o contexto operacional corretos desde o primeiro dia.
Nossas capacidades de personalização de produtos são abrangentes e verdadeiramente diferenciadas no mercado. Fabricamos compressores isentos de óleo em configurações que variam de unidades compactas de 5,5 kW com isolamento acústico para montagem em parede, adequadas para pequenas salas limpas de P&D, até estações de ar comprimido centralizadas de 500 kW com múltiplas máquinas, controladores mestres inteligentes integrados, circuitos de recuperação de calor e arquiteturas de redundância N+1. As opções de pressão personalizadas abrangem de 4 a 40 bar, com pacotes metalúrgicos especiais disponíveis para ambientes de instalação corrosivos ou sensíveis à umidade. Integração de tubulação em aço inoxidável, painéis elétricos com classificação ATEX para penetrações em limites de salas limpas e suportes antivibração com isolamento sísmico para equipamentos ópticos sensíveis à vibração — todas essas são opções de personalização padrão que nossa fábrica oferece como soluções de engenharia padrão, e não como pedidos especiais dispendiosos.
5,5 – 500+ kW
Potência total disponível
4 – 40 bar
Configurações de pressão personalizadas
maiores de 18 anos
Experiência em instalação de salas limpas
Suporte 24 horas no Reino Unido
Resposta remota e presencial no mesmo dia
Atendemos fabricantes de produtos ópticos e displays em todo o Reino Unido.
A Ever Power fornece produtos sem óleo. compressor de ar Fornecimento, instalação, comissionamento e contratos de serviço de longo prazo para fabricantes de componentes ópticos, produtores de painéis de exibição e empresas de fotônica de precisão em todo o Reino Unido — incluindo instalações em Londres e o corredor tecnológico do Vale do Tâmisa, Cambridge e o cluster de fotônica do leste da Inglaterra, Edimburgo e Glasgow no setor de óptica de defesa escocês, Bristol e Bath nas indústrias aeroespaciais e fotônicas do oeste da Inglaterra, Birmingham e West Midlands coração industrial, Manchester e Leeds no corredor tecnológico do Northern Powerhouse, e o Sudeste da Inglaterra O polo de tecnologia de defesa e satélites concentra-se em torno de Stevenage, Guildford e Fareham.
Nossa equipe de suporte técnico sediada no Reino Unido oferece atendimento no mesmo dia para solicitações de serviço em todas essas regiões, com visita técnica no dia seguinte para instalações de produção críticas. Mantemos um estoque de peças de desgaste comuns e componentes de controle em nosso centro de logística no Reino Unido, eliminando os longos prazos de entrega que podem ocorrer com equipamentos importados de fornecedores que não possuem estoque no Reino Unido.
[email protected] · Sem compromisso · Análise das especificações técnicas incluída
Perguntas frequentes
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Este artigo foi escrito pela equipe sênior de engenharia de aplicações da Ever Power, com mais de 18 anos de experiência em projetos de ar comprimido para ambientes de fabricação de displays e óptica de precisão. Os dados técnicos foram verificados de acordo com as normas ISO 8573-1:2010, ISO 1217:2009 Anexo E e documentação de testes do fabricante. Última revisão e atualização para as condições atuais do mercado do Reino Unido.
editado por gzl