Zavezani smo k razvoju doma razvite platforme CAE/CFD in programske opreme za pridobivanje 3D-modelov, specializirane za zagotavljanje digitalnih simulacijskih in oblikovalskih rešitev za optimizacijo načrtovanja, zmanjšanje porabe energije in emisij ter znižanje stroškov in povečanje učinkovitosti na področjih, kot so biomedicina in prenos bolezni, proizvodnja vrhunskih materialov, inženiring čistih prostorov, podatkovni centri, shranjevanje energije in upravljanje toplote ter težka industrija.
V visokozmogljivih proizvodnih področjih, kot so proizvodnja polprevodnikov, biomedicina in precizna optika, lahko že en sam droben prašni delec povzroči odpoved celotnega proizvodnega procesa. Raziskave kažejo, da pri proizvodnji integriranih vezij vsako povečanje prašnih delcev, večjih od 0,3 μm, za 1000 delcev/ft³ poveča stopnjo napak čipa za 8 %. V sterilni farmacevtski proizvodnji lahko prekomerne ravni lebdečih bakterij povzročijo zavrženje celih serij izdelkov. Čisti prostori, temelj sodobne visokozmogljive proizvodnje, varujejo kakovost in zanesljivost inovativnih izdelkov z natančnim nadzorom na mikronski ravni. Tehnologija simulacije računalniške dinamike tekočin (CFD) revolucionira tradicionalne metode načrtovanja in optimizacije čistih prostorov ter postaja gonilo tehnološke revolucije v inženirstvu čistih prostorov. Proizvodnja polprevodnikov: Vojna proti mikronskemu prahu. Proizvodnja polprevodniških čipov je eno od področij z najstrožjimi zahtevami glede čistih prostorov. Postopek fotolitografije je izjemno občutljiv na delce, majhne le 0,1 μm, zaradi česar je te ultrafine delce praktično nemogoče zaznati s tradicionalno opremo za zaznavanje. 12-palčna tovarna rezin, ki uporablja visokozmogljive laserske detektorje prašnih delcev in napredno čisto tehnologijo, je uspešno nadzorovala nihanje koncentracije delcev velikosti 0,3 μm na ±12 %, kar je povečalo izkoristek produkta za 1,8 %.
Biomedicina: varuh bakterijske proizvodnje
Pri proizvodnji sterilnih farmacevtskih izdelkov in cepiv so čisti prostori ključnega pomena za preprečevanje mikrobne kontaminacije. Biomedicinski čisti prostori ne zahtevajo le nadzorovanih koncentracij delcev, temveč tudi vzdrževanje ustrezne temperature, vlažnosti in tlačnih razlik, da se prepreči navzkrižna kontaminacija. Po uvedbi inteligentnega sistema čistih prostorov je proizvajalec cepiv zmanjšal standardni odklon števila suspendiranih delcev v svojem območju razreda A z 8,2 delcev/m³ na 2,7 delcev/m³, kar je skrajšalo cikel pregleda certificiranja FDA za 40 %.
Vesoljska in vesoljska industrija
Za natančno obdelavo in sestavljanje letalskih in vesoljskih komponent je potrebno čisto okolje. Na primer, pri obdelavi lopatic letalskih motorjev lahko drobne nečistoče povzročijo površinske napake, kar vpliva na delovanje in varnost motorja. Tudi sestavljanje elektronskih komponent in optičnih instrumentov v vesoljski opremi zahteva čisto okolje, da se zagotovi pravilno delovanje v ekstremnih vesoljskih pogojih.
Proizvodnja preciznih strojev in optičnih instrumentov
Pri precizni obdelavi, kot je proizvodnja vrhunskih urnih mehanizmov in visoko preciznih ležajev, lahko čiste sobe zmanjšajo vpliv prahu na precizne komponente, kar izboljša natančnost izdelkov in njihovo življenjsko dobo. Proizvodnja in montaža optičnih instrumentov, kot so litografske leče in leče astronomskih teleskopov, se lahko izvaja v čistem okolju, da se preprečijo površinske napake, kot so praske in jamice, ter zagotovi optična zmogljivost.
Tehnologija simulacije CFD: "Digitalni možgani" inženiringa čistih prostorov
Tehnologija simulacije računalniške dinamike tekočin (CFD) je postala ključno orodje za načrtovanje in optimizacijo čistih prostorov. Z uporabo metod numerične analize za napovedovanje pretoka tekočine, prenosa energije in drugih sorodnih fizikalnih lastnosti znatno izboljša delovanje čistih prostorov. Tehnologija CFD za optimizacijo pretoka zraka lahko simulira pretok zraka v čistih prostorih ter optimizira lokacijo in zasnovo dovodnih in povratnih prezračevalnih odprtin. Študija je pokazala, da je z ustrezno razporeditvijo lokacije in vzorca povratnega zraka ventilatorskih filtrov (FFU), tudi z zmanjšanim številom HEPA filtrov na koncu, mogoče doseči višjo oceno čistih prostorov, hkrati pa doseči znatne prihranke energije.
Trendi prihodnjega razvoja
Z dosežki na področjih, kot sta kvantno računalništvo in biočipi, postajajo zahteve glede čistoče vse strožje. Za proizvodnjo kvantnih bitov je celo potrebna čista soba razreda ISO 0.1 (tj. velikost delcev ≤1 na kubični meter, ≥0,1 μm). Čiste sobe prihodnosti se bodo razvijale v smeri večje čistoče, večje inteligence in večje trajnosti: 1. Inteligentne nadgradnje: Integracija algoritmov umetne inteligence za napovedovanje trendov koncentracije delcev s strojnim učenjem, proaktivno prilagajanje količine zraka in ciklov zamenjave filtrov; 2. Aplikacije digitalnih dvojčkov: Izgradnja tridimenzionalnega sistema digitalnega kartiranja čistoče, podpora oddaljenim pregledom VR in zmanjšanje dejanskih stroškov zagona; 3. Trajnostni razvoj: Uporaba nizkoogljičnih hladilnih sredstev, sončne fotovoltaike in sistemov za recikliranje deževnice za zmanjšanje emisij ogljika in celo doseganje "čiste sobe z ničnimi emisijami ogljika".
Zaključek
Tehnologija čistih prostorov kot nevidni varuh visokokakovostne proizvodnje se nenehno razvija z digitalnimi tehnologijami, kot je CFD simulacija, in zagotavlja čistejše in zanesljivejše proizvodno okolje za tehnološke inovacije. Z nenehnim napredkom tehnologije bodo čisti prostori še naprej igrali nenadomestljivo vlogo na bolj visokokakovostnih področjih, saj bodo varovali vsak mikron tehnoloških inovacij. Ne glede na to, ali gre za proizvodnjo polprevodnikov, biomedicino ali proizvodnjo optičnih in preciznih instrumentov, bo sinergija med tehnologijo čistih prostorov in CFD simulacije ta področja spodbudila k napredku in ustvarila še več znanstvenih in tehnoloških čudežev.
Čas objave: 18. september 2025