在涵盖半导体、制药和航空航天等领域的高精度制造领域，最小的隐形威胁也可能导致最大的经济损失。
虽然洁净室的设计目的是过滤掉空气中的污染物，但繁忙的洁净室引入了一个标准过滤通常无法捕捉的动态变量：颗粒再悬浮。
本文探讨了如何通过模拟颗粒再悬浮来帮助设施管理人员和质量控制工程师识别污染热点、优化气流并显著降低产品缺陷率。
了解洁净室环境中的颗粒再悬浮
在静态环境中，粒子遵循可预测的重力沉降规律。然而，在繁忙的洁净室中，人类活动和机械设备产生的能量可以克服将粒子固定在表面上的粘附力。
一旦重新悬浮，这些颗粒就会迁移到关键的洁净区域或直接附着在敏感产品上，导致硅片上出现微划痕或无菌药物批次受到生物污染。
高流量繁忙环境对收益率的影响
洁净室的ISO等级通常是在静止状态下测量的。然而，大多数与污染相关的缺陷都发生在运行状态下。
1）人员流动和湍流
人类是洁净室中颗粒物的主要来源。除了脱落的皮肤细胞外，行走这一物理行为还会产生湍流。这种湍流就像真空一样，将地面上沉积的颗粒物吸到呼吸区和工作台面上。
2）弹跳效应
洁净室繁忙时，人员移动频率会增加。模型显示，一个人以中等速度行走，每分钟可使数千个颗粒物重新悬浮。
如果气流速度没有优化到足以立即将这些颗粒吹向回风口，它们就会漂浮足够长的时间，最终落在产品上。
建模作为一种解决方案：如何预测和预防再次悬浮
为了减少缺陷，制造商正在从被动清洗转向预测建模。通过使用计算流体动力学 (CFD) 和气流可视化技术，设施可以创建其洁净室的数字孪生模型。
用于污染控制的CFD建模
CFD建模使工程师能够模拟各种繁忙的场景。通过输入操作人员数量、传送带速度和机器热输出等变量，该模型可以进行预测。
· 停滞区：空气循环成环状的区域，会滞留悬浮颗粒。
· 速度间隙：空气流动速度过慢，无法阻止颗粒沉降或悬浮的区域。
气流可视化（烟雾研究）
计算流体动力学 (CFD) 提供数学推导，而气流可视化则提供验证。利用超纯雾化器进行烟雾研究，可以让研究团队观察再悬浮颗粒的物理行为。如果雾化器显示空气在技术人员的脚周围旋转，然后上升到工作台上，则表明存在因重新悬浮而导致缺陷的高风险。
减少粒子诱发缺陷的实用步骤
一旦模型识别出风险，就可以实施多种策略来减轻繁忙洁净室的影响。
· 优化气流速度：确保向下（单向）气流足够强劲，能够将重新悬浮的颗粒推到地面并进入回风口，防止它们横向扩散。
· 战略性地面维护：将清洁工作重点放在模型确定的交通繁忙、容易发生再次悬浮事故的热点区域。
· 工作服管理：加强在需要进行高强度机械活动（如举重或伸手）的区域工作的员工的服装管理规范。
· 设备放置：重新定位会产生局部热量或振动的机械，因为这些力有助于将颗粒从表面提升所需的能量。
结论
减少繁忙洁净室中的缺陷需要超越高效空气微粒过滤器（HEPA过滤器）的范畴。通过了解和模拟颗粒再悬浮的物理过程，设施可以从一般清洁过渡到精确的污染控制。实施这些模型不仅可以保护产品的完整性，还可以确保符合 ISO 14644 标准，并提高整体生产良率。对于那些微米级颗粒都可能导致百万美元损失的行业来说，模拟再悬浮已不再是可选项，而是保持竞争力的必要条件。
【免责声明】
文章来源：网络文章
上述内容仅供交流学习使用，对文中陈述、观点判断保持中立，不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。仅作参考，并请各位自行承担全部责任。版权归原作者所有，如遇版权问题请联系小编删除。