Невидимая угроза, таящаяся в каждой чистой комнате.
Современное производство дисплеев — будь то ЖК-панели для автомобильных приборных панелей, OLED-экраны для флагманских смартфонов или прецизионные оптические линзы для медицинского оборудования — работает в условиях, где допустимые уровни загрязнения измеряются в частях на миллиард. Это не преувеличение. При изготовлении оптических тонких пленок и стеклянных подложек полупроводникового качества концентрация масляного аэрозоля всего 0,003 мг/м³ может привести к дефектам покрытия, которые делают всю партию панелей непригодной для использования. Для производственной партии стоимостью в десятки тысяч фунтов стерлингов это единственное невидимое загрязнение представляет собой катастрофический финансовый и операционный удар.
Сжатый воздух лежит в основе этих производственных процессов. Он приводит в действие роботизированные манипуляторы для обработки подложек, питает пневматические системы обдува, удаляющие субмикронные частицы со стеклянных поверхностей, поддерживает избыточное давление внутри чистых помещений и обеспечивает точное усилие, необходимое для позиционирования мишеней при распылении. Однако сжатый воздух, генерируемый обычными винтовыми или поршневыми компрессорами с масляной смазкой, по своей природе переносит масло, которое проходит через системы фильтрации и попадает в производственную среду. Даже многоступенчатые коалесцентные фильтры не могут гарантировать истинную безмасляную эффективность на уровне ppb (частей на миллиард), требуемом ведущими производителями оптики и дисплеев.
Именно поэтому безмасляный воздушный компрессор, сертифицированный по стандарту ISO 8573-1 Class 0, подтверждающему отсутствие обнаруживаемых масляных аэрозолей, паров или жидкостей, стал обязательным стандартом в мировом секторе производства дисплеев и оптических компонентов. От полупроводниковых заводов в Кембридже до предприятий по нанесению оптических покрытий в Чешире, от исследовательских кампусов в области фотоники в Эдинбурге до сборочных заводов дисплеев на севере Англии, дальновидные британские производители выбирают безмасляные центробежные и сухие винтовые компрессоры в качестве базовой инфраструктуры сжатого воздуха.
Серия безмасляных компрессоров Ever Power
Разработан специально для чистых помещений. Сертифицирован по стандарту ISO 8573-1 Класс 0. Доступны конфигурации мощностью от 7,5 кВт до 315 кВт, возможна разработка индивидуальных решений для предприятий в Великобритании.
Что происходит, когда стандартный сжатый воздух попадает в оптическую чистую комнату?
Большинство инженеров понимают, что загрязнение сжатого воздуха маслом вызывает видимые проблемы в обычных производственных условиях — пятна на изделиях, повреждение пневматических компонентов, засорение фильтрационных систем. Однако при производстве ЖК- и OLED-дисплеев причина отказов гораздо более коварна. Пары масла с размером частиц менее микрометра не оставляют видимых пятен на стеклянной подложке. Вместо этого они нарушают поверхностную энергию стекла, вызывая расслоение, неравномерное прилипание или образование оптических интерференционных картин, которые становятся видимыми только во время окончательной проверки качества — после того, как подложка уже прошла обработку методом магнетронного распыления, фотолитографии и инкапсуляции.
Для производителей прецизионных оптических линз, выпускающих компоненты для телескопов, спектрометров, систем LiDAR и гарнитур дополненной/виртуальной реальности, ставки одинаково высоки. Антиотражающие покрытия, покрытия для разделения луча и многослойные зеркала с высокой отражательной способностью, нанесенные методом физического осаждения из паровой фазы (PVD) или химического осаждения из паровой фазы (CVD), требуют атомарно чистой поверхности подложки. Любое загрязнение углеводородами, включая углеродистые остатки, остающиеся после пиролиза масляного аэрозоля под воздействием тепловой лампы, ухудшит адгезию покрытия и значения оптического пропускания, что обычно приводит к потерям выхода годной продукции в 15–301 тонну даже при последующих этапах коррекции.
Безмасляный воздушный компрессор полностью исключает этот путь отказа. В отличие от машин с масляной смазкой и последующей фильтрацией, которые в идеальных условиях могут снизить содержание масла лишь примерно до 0,001 мг/м³, настоящий безмасляный компрессор класса 0 — будь то двухступенчатый сухой винтовой компрессор, винтовой компрессор с впрыском воды или безмасляный центробежный турбокомпрессор — производит сжатый воздух с нулевым содержанием масла по своей конструкции. В камере сжатия отсутствует смазка, нет масляного резервуара, из которого может вытекать масло, и нет изнашивающегося фильтрующего элемента, который мог бы помешать вашему производственному процессу предотвратить загрязнение.
Технические характеристики — Серия безмасляных компрессоров Ever Power
| Параметр | EP-OF-7 (7,5 кВт) | EP-OF-22 (22 кВт) | EP-OF-75 (75 кВт) | EP-OF-315 (315 кВт) |
|---|---|---|---|---|
| Тип сжатия | Сухой винт | Сухой винт | Двухступенчатый сухой винт | Центробежный турбокомпрессор |
| Содержание масла (ISO 8573-1) | Класс 0 | Класс 0 | Класс 0 | Класс 0 |
| Расход (м³/мин FAD) | 0,8 – 1,2 | 2.4 – 3.6 | 8.2 – 12.5 | 35 – 58 |
| Рабочее давление (бар изб.) | 6–10 | 6–10 | 7 – 13 | 6 – 9 |
| Точка росы (ТПЖ) | -40 °C (с сушилкой) | -40 °C (с сушилкой) | -70 °C (с сушилкой) | -70 °C (с сушилкой) |
| Уровень шума (дБ(А) на расстоянии 1 м) | ≤ 62 | ≤ 65 | ≤ 70 | ≤ 74 |
| Диапазон температур окружающей среды (°C) | 2 – 40 | 2 – 40 | 2 – 45 | 5 – 45 |
| Тип привода | Фиксированная скорость / VSD | Фиксированный / VSD | Стандарт VSD | VSD + IGV |
| Сертификация / Стандарты | CE, ISO 8573-1, PSSR 2000 | CE, ISO 8573-1, PSSR 2000 | CE, ISO 8573-1, PSSR 2000 | CE, ISO 8573-1, PSSR 2000 |
| Класс энергоэффективности | IE4 | IE4 | IE4 | IE4 / IE5 |
* FAD = Подача воздуха, измеренная при 20 °C, 1 бар(а), относительной влажности 0% согласно ISO 1217. VSD = Привод с регулируемой скоростью. IGV = Входная направляющая лопатка. PSSR 2000 = Правила безопасности систем под давлением 2000 года (Великобритания).
Шесть причин, по которым британские производители оптики выбирают безмасляные компрессоры Ever Power.
Абсолютное отсутствие загрязнения маслом
Сертификация ISO 8573-1 класса 0 подтверждена независимой верификацией, а не самодекларацией. В камере сжатия полностью отсутствует масло — нет смазки, нет масляного поддона и нет возможности попадания масла внутрь при любых условиях эксплуатации, включая запуск, остановку или частичную нагрузку. Для чистых помещений в Великобритании, работающих в соответствии со стандартом BS EN ISO 14644, это служит документальным подтверждением чистоты сжатого воздуха для целей аудита.
Эффективность частотно-регулируемого привода
В процессах оптического производства редко требуется постоянный поток сжатого воздуха. Циклы очистки подложки, перемещения пневматических приводов и давление в чистых помещениях колеблются в течение производственной смены. Безмасляные компрессоры Ever Power, оснащенные частотно-регулируемым приводом (VSD), модулируют скорость двигателя в режиме реального времени в соответствии с потребностью, обеспечивая экономию энергии в размере 25–401 ТВт·ч по сравнению с альтернативными компрессорами с фиксированной скоростью и масляной смазкой. Для британских производителей, сталкивающихся с промышленными затратами на электроэнергию выше 25 пенсов/кВт·ч, это означает существенную ежегодную экономию на эксплуатационных расходах.
Снижение общей стоимости владения
Традиционные компрессоры с масляной смазкой требуют регулярной замены масла, замены коалесцентного фильтра, обслуживания маслоотделителя и, в конечном итоге, замены компрессорного блока из-за износа масла. Эти затраты быстро накапливаются — типичный винтовой компрессор мощностью 75 кВт с масляной смазкой может обходиться в 8 000–14 000 фунтов стерлингов в год только на расходные материалы. Безмасляный компрессор полностью исключает затраты на замену масла, сокращает интервалы замены фильтров до одного года, а в центробежных конструкциях компрессионный элемент поддерживается воздушными подшипниками без контактного износа, что увеличивает интервалы капитального ремонта до 40 000+ часов.
Повышение урожайности и стабильности качества.
Производители, перешедшие от масляной смазки к безмасляной инфраструктуре сжатого воздуха, постоянно сообщают о заметном улучшении производительности. В области нанесения оптических тонкопленочных покрытий количество дефектов, связанных с загрязнением поверхности, снизилось на 60–801 Т/5 Т после перехода. В производстве ЖК-панелей количество дефектов пикселей, обусловленных загрязнением подложки, практически исключено. Финансовая отдача от капитальных инвестиций в безмасляную компрессорную инфраструктуру обычно достигается в течение 18–30 месяцев только за счет повышения производительности.
Бесшумная работа в чувствительных средах
Многие научно-исследовательские центры оптики и фотоники располагаются в одних зданиях с лабораториями, где вибрация и воздушный шум влияют на чувствительные интерферометры, оптические стенды и измерительное оборудование. Серия безмасляных компрессоров Ever Power с сухим винтовым ротором работает с уровнем шума 62–70 дБ(А) на расстоянии 1 метра — значительно тише, чем аналогичные по мощности смазываемые машины. Кроме того, отсутствие компонентов, смачиваемых маслом, означает полное исключение образования паров углеводородов в воздухе, которые могут оседать на оптических поверхностях в соседних лабораториях.
Соблюдение нормативных требований и требований клиентов
Крупнейшие производители дисплейных панелей и поставщики оптических компонентов все чаще указывают стандарт ISO 8573-1 «Сжатый воздух класса 0» в качестве требования к квалификации поставщика. Британские производители, поставляющие продукцию в сектор медицинских изделий, также должны соответствовать рекомендациям MHRA и стандарту BS EN ISO 13485, которые предписывают документально подтвержденный контроль всех загрязняющих веществ в производственных зонах. Безмасляные компрессоры Ever Power поставляются с полным комплектом документов по сертификации испытаний, протоколами испытаний ISO 8573 от независимых лабораторий и декларацией соответствия для маркировки CE — удовлетворяя всем требованиям к документации для аудита.
Принцип работы: как безмасляный компрессор с сухим винтовым компрессором обеспечивает чистоту воздуха класса 0
Синхронизированные зубчатые передачи
Винтовые роторы с внутренней и внешней резьбой приводятся в движение прецизионно обработанными синхронизирующими шестернями, расположенными вне камеры сжатия. Роторы вращаются в противоположных направлениях без контакта, что исключает необходимость смазки внутри компрессионного элемента. Исключена возможность попадания масла в поток сжатого воздуха на любом этапе цикла сжатия.
Профили ротора с покрытием из ПТФЭ
Поверхности винтового ротора покрываются композитным покрытием из ПТФЭ (политетрафторэтилена), обеспечивающим сухую смазку во время начальной обкатки ротора и предотвращающим контакт металла при кратковременных перегрузках. Это покрытие одобрено FDA и не оставляет никаких примесей в сжатом воздухе — что крайне важно для производства оптических компонентов фармацевтического и пищевого качества.
Встроенная система осушения воздуха
После сжатия горячий, насыщенный влагой воздух проходит через встроенный охладитель, высокоэффективный осушитель с хладагентом (обеспечивающий PDP +3 °C) и, при необходимости, через расположенный ниже по потоку безтепловой регенеративный осушитель с адсорбентом для достижения PDP -40 °C или ниже. Для чистых помещений полупроводникового класса и систем осаждения PVD/CVD перенос влаги на уровне частей на миллиард так же губителен для качества покрытия, как и масло, поэтому вся система осушения является неотъемлемой частью безмасляного компрессорного агрегата.
Интеллектуальный контроллер мониторинга
Контроллер EP-Smart объединяет мониторинг температуры на выходе, анализ вибрации, регистрацию точки росы и отслеживание тенденций изменения качества воздуха в едином сенсорном интерфейсе. Подключение по протоколам Modbus TCP/IP и OPC-UA позволяет передавать данные в режиме реального времени в заводские системы SCADA и MES — это крайне важно для британских производителей, обеспечивающих целостность данных системы качества в соответствии со стандартами ISO 9001 или IATF 16949. Удаленная диагностика и оповещения о плановом техническом обслуживании помогают предотвратить незапланированные простои, которые могут остановить всю производственную линию в чистом помещении.
Материалы, используемые при изготовлении безмасляных компрессоров Ever Power для чистых помещений и оптического производства, специально подобраны таким образом, чтобы исключить любой риск вторичного загрязнения. Компоненты, контактирующие со сжатым воздухом, изготовлены из нержавеющей стали 316L или электрополированного алюминиевого сплава. Уплотнения выполнены из EPDM или PTFE без миграции пластификаторов. Внутренние трубопроводы и фитинги очищаются и пассивируются в соответствии со стандартами ASTM A380 перед сборкой. Такой уровень контроля за материалами гарантирует, что сжатый воздух, выходящий из компрессора, будет таким же чистым на входе в камеру PVD или станцию прецизионной очистки линз, как и на выходе из компрессора.
Где безмасляный сжатый воздух меняет ситуацию: сценарии применения
Очистка и удаление воздуха с поверхности подложки
Ионизированный безмасляный сжатый воздух используется для удаления субмикронных частиц со стеклянных и кремниевых подложек перед осаждением методом PVD. Один ионизирующий воздушный нож потребляет до 200 литров сжатого воздуха в минуту, и любое масло в этом потоке воздуха немедленно ухудшит поверхностную энергию подложки, препятствуя надлежащей адгезии тонкой пленки. Безмасляные воздушные компрессоры гарантируют, что продувочный воздух не содержит загрязнений.
Системы вакуумной присоски для перемещения грузов
Бесконтактные присоски типа Бернулли и вакуумные генераторы, используемые для транспортировки крупноформатных стеклянных подложек и OLED-панелей по производственным линиям, используют сжатый воздух для создания вакуума за счет эффекта Вентури. Безмасляный сжатый воздух из сертифицированного источника класса 0 гарантирует, что присоски не переносят остатки масла на чувствительные поверхности панелей во время роботизированных операций по перемещению.
Поддержание чистоты в помещении при избыточном давлении
В чистых помещениях классов ISO 3 и 4 используется непрерывная подача кондиционированного приточного воздуха, очищенного HEPA-фильтрами, для поддержания положительного перепада давления по отношению к соседним зонам более низкого класса. Воздухообрабатывающие установки (ВУ), подающие воздух в эти помещения, получают его от центральной системы сжатого воздуха. Использование безмасляных источников исключает риск попадания углеводородного загрязнения в систему HEPA-фильтрации и потенциального повторного выброса летучих органических соединений (ЛОС) в атмосферу чистого помещения с течением времени.
Позиционирование мишени для распыления тонких пленок
В системах магнетронного распыления, используемых для нанесения ITO (оксида индия-олова) на подложки ЖК-дисплеев или для нанесения антиотражающих покрытий на оптические линзы, пневматические цилиндры приводят в действие механизмы затвора, регулировку наклона мишени и приводы вращения подложки. Сжатый воздух, приводящий в действие эти пневматические приводы, должен быть безмасляным и сухим. Любое загрязнение углеводородами, попадающее через утечки пневматического воздуха в вакуумную камеру осаждения, может потребовать полной термической обработки системы, что приведет к потере нескольких дней производства.
Оптические системы метрологии и контроля
Автоматизированные системы оптического контроля (АОИ), эллипсометры и интерферометры белого света, используемые для контроля качества оптических покрытий и конструкций ЖК-панелей в процессе производства, используют прецизионные воздушные подшипники на своих подвижных платформах для достижения точности позиционирования менее нанометра. Эти воздушные подшипники чрезвычайно чувствительны к загрязнению маслом — даже аэрозоль масла на уровне частей на миллиард может изменить вязкость воздушной пленки и вызвать ошибки позиционирования. Для этих систем обязательным условием является наличие безмасляного сжатого воздуха класса 0.
Высокоточная шлифовка и полировка оптических линз
В станках с ЧПУ для шлифовки и полировки оптических деталей используется сжатый воздух для привода систем смены инструмента, позиционирования сопла охлаждающей жидкости и зажимных устройств для заготовок. При производстве высокоэффективных объективов для фотоаппаратов, зеркал для телескопов и оптики для медицинских эндоскопов загрязнение маслом на этапе шлифовки представляет собой особенно серьезную проблему, поскольку остатки масла могут внедряться в подповерхностный слой стекла и трудно удаляться при последующей очистке, что приводит к нарушению адгезии покрытия.
🇬🇧
Обслуживание сектора прецизионной оптики и производства дисплеев в Великобритании.
Соединенное Королевство имеет долгую и выдающуюся историю в области оптического производства, начиная с производства телескопов компанией Barr & Stroud в Глазго и заканчивая современным кластером фотонных технологий, сосредоточенным вокруг Саутгемптона, Кембриджа и Шотландского коридора. Сегодня британские компании, производящие оптические компоненты для оборонной, аэрокосмической, телекоммуникационной и бытовой электроники, представляют собой значительный и растущий рынок для инфраструктуры сжатого воздуха, соответствующей требованиям чистых помещений.
Компания Ever Power оказывает поддержку британским производителям оптического и дисплейного оборудования, предоставляя техническое представительство на местах, проводя предпродажные обследования объектов и аудиты систем сжатого воздуха. Наши инженеры имеют опыт работы на предприятиях Великобритании, регулируемых стандартами PSSR 2000 (Правила безопасности систем под давлением), COSHH (Контроль за веществами, опасными для здоровья) в отношении управления смазочными материалами, а также рекомендациями HSE по системам сжатого воздуха (HSG39). безмасляный воздушный компрессор Поставляемая нами продукция клиентам в Великобритании имеет маркировку CE в соответствии с требованиями маркировки UKCA после Brexit и поставляется с декларацией соответствия, соответствующей требованиям UKCA.
История успеха клиента: Производитель прецизионных оптических покрытий, Хэмпшир, Англия
Вызов
Компания OptaCoat Technologies производит широкополосные антибликовые покрытия (BBAR) для объективов камер, используемых в теле- и кинопроизводстве, а также прецизионные покрытия для светоделителей в научном оборудовании. Существующая система сжатого воздуха включала два роторных винтовых компрессора мощностью 37 кВт каждый, смазываемых маслом, и коалесцирующей фильтрацией на выходе. Несмотря на регулярную замену фильтров, инженеры по контролю качества покрытий периодически обнаруживали нарушения адгезии и дефекты в виде помутнения примерно в 81 тонне производственных партий. Анализ первопричин показал, что эти неисправности связаны с загрязнением стеклянных подложек парами масла во время пневматической продувки перед нанесением покрытия. Финансовые потери — включая бракованные стеклянные заготовки, потерю мощности камеры нанесения покрытия и расходы на переделку для клиентов — достигали 180 000 фунтов стерлингов в год.
Решение
Компания Ever Power поставила два безмасляных сухих винтовых компрессора EP-OF-22 в конфигурации "рабочий/резервный", в паре с двухбашенными безтепловыми регенеративными осушителями, обеспечивающими гарантированную точку росы под давлением -40 °C. Вся система включала в себя контроллер мониторинга EP-Smart с возможностью удаленного доступа, позволяющий команде технического обслуживания OptaCoat контролировать параметры качества воздуха из системы SCADA предприятия. Монтаж был завершен в течение одних выходных дней, чтобы минимизировать перебои в производстве, а наш инженер на месте предоставил полную документацию по вводу в эксплуатацию и провел обучение операторов.
Результаты
Что говорят наши клиенты
«Мы перешли от использования трехступенчатой коалесцентной фильтрации, при которой все еще наблюдались дефекты, связанные с маслом, к полному отсутствию обнаруживаемых случаев загрязнения за 18 месяцев с момента установки безмасляной системы Ever Power. Предоставленный ими пакет документации полностью удовлетворил требованиям нашего аудита цепочки поставок в аэрокосмической отрасли по стандарту AS9100 без каких-либо вопросов».
«Встроенная система мониторинга EP-Smart стала решающим фактором. Мы можем в режиме реального времени отслеживать точку росы, температуру нагнетания и количество часов работы с помощью нашей производственной системы DCS. При производстве OLED-панелей с такой точностью мы не можем позволить себе гадать, соответствует ли наш сжатый воздух техническим требованиям — нам нужны данные».
«Для нашего нового завода по производству фотонных компонентов в Кембридже мы выбрали три установки EP-OF-75. Инженерная поддержка на этапе проектирования была исключительной — они провели анализ потребности в сжатом воздухе, правильно рассчитали размеры приемного сосуда для нашего циклического режима производства и помогли нам получить сертификат BREEAM Excellent, продемонстрировав энергоэффективность системы VSD».
Разработка и индивидуальная настройка: с учетом требований ваших чистых помещений.
Нет двух одинаковых предприятий по производству оптики или дисплеев. Размеры чистых помещений, высота потолков, точки подключения инженерных коммуникаций, существующая трубопроводная инфраструктура, совместимость с системами пожаротушения и требования местных властей к зданиям — все это различается. Инженерная команда Ever Power обладает собственными возможностями для проектирования и производства полностью индивидуальных безмасляных компрессорных установок, которые органично вписываются в специфические ограничения вашего предприятия — от изготовления акустических кожухов на заказ до нестандартных спецификаций напряжения/частоты для экспортных проектов.
Наш завод работает по системе управления качеством, сертифицированной по стандарту ISO 9001:2015. Каждый компрессор проходит полное заводское приемочное тестирование (FAT) перед отправкой, с возможностью проведения испытаний в присутствии заказчика, где инспекционная группа заказчика может наблюдать за окончательной проверкой рабочих характеристик. Мы можем предоставить индивидуальные протоколы испытаний, документирующие измерения переноса масла на уровне ppb, сертификацию количества частиц по стандарту ISO 8573-1 Class 0, а также испытания на вибрацию и шум по стандарту BS EN ISO 2151 — предоставляя всю необходимую документацию для вашей команды по квалификации чистых помещений для первоначальной валидации объекта.
Нестандартные значения давления, индивидуальные параметры напряжения, готовые решения «под ключ» на салазках, системы резервирования N+1.
Отчеты о заводских приемочных испытаниях (FAT), декларация UKCA, сертификат испытаний ISO 8573-1 класса 0, руководства по эксплуатации и техническому обслуживанию на английском языке.
Доступны поставки под собственной торговой маркой и OEM-поставки для системных интеграторов и производителей оборудования по всему миру.
Годовые контракты на планово-профилактическое обслуживание, подписка на удаленный мониторинг, круглосуточная аварийная поддержка для объектов в Великобритании.
Часто задаваемые вопросы
Готовы исключить загрязнение маслом из процесса производства оптической продукции?
Свяжитесь сегодня с инженером по применению продукции Ever Power. Мы предоставляем бесплатные проверки систем сжатого воздуха, расчеты необходимого оборудования и официальные коммерческие предложения для британских производителей оптики и дисплеев. Никаких обязательств, никакого давления со стороны отдела продаж — только экспертные знания в области инженерии.
✉ Получите ценовое предложение — Свяжитесь с нашей командой