मंत्रालयातील क्लीनरूम अर्ज

आधुनिक क्लीनरूमचा जन्म युद्धकाळातील लष्करी उद्योगात झाला. १९२० च्या दशकात, युनायटेड स्टेट्सने प्रथम विमान उद्योगात जायरोस्कोप उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान स्वच्छ उत्पादन वातावरणाची आवश्यकता सादर केली. विमान उपकरणांच्या गीअर्स आणि बेअरिंग्जचे हवेतील धूळ दूषित होणे दूर करण्यासाठी, त्यांनी उत्पादन कार्यशाळा आणि प्रयोगशाळांमध्ये "नियंत्रित असेंब्ली क्षेत्रे" स्थापन केली, बेअरिंग असेंब्ली प्रक्रियेला इतर उत्पादन आणि ऑपरेशन क्षेत्रांपासून वेगळे केले आणि फिल्टर केलेल्या हवेचा सतत पुरवठा देखील केला. दुसऱ्या महायुद्धादरम्यान, युद्धाच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी हेपा फिल्टर्स सारख्या क्लीनरूम तंत्रज्ञानाचा विकास करण्यात आला. या तंत्रज्ञानाचा वापर प्रामुख्याने लष्करी प्रायोगिक संशोधन आणि उत्पादन प्रक्रियेत अचूकता, लघुकरण, उच्च शुद्धता, उच्च गुणवत्ता आणि उच्च विश्वासार्हता प्राप्त करण्यासाठी केला गेला. १९५० च्या दशकात, कोरियन युद्धादरम्यान, अमेरिकन सैन्याला व्यापक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या बिघाडांना सामोरे जावे लागले. ८०% पेक्षा जास्त रडार अयशस्वी झाले, जवळजवळ ५०% हायड्रोकॉस्टिक पोझिशनर्स अयशस्वी झाले आणि लष्कराच्या ७०% इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या बिघाड झाला. खराब घटक विश्वसनीयता आणि विसंगत गुणवत्तेमुळे वार्षिक देखभाल खर्च मूळ खर्चाच्या दुप्पट झाला. अखेर, अमेरिकन सैन्याने धूळ आणि अस्वच्छ कारखान्यातील वातावरण हे मुख्य कारण ओळखले, ज्यामुळे सुटे भागांचे उत्पादन दर कमी झाले. उत्पादन कार्यशाळा सील करण्यासाठी कडक उपाययोजना करूनही, समस्या मोठ्या प्रमाणात सोडवली गेली. या कार्यशाळांमध्ये हेपा एअर फिल्टर्सच्या परिचयाने अखेर ही समस्या सोडवली आणि आधुनिक क्लीनरूमचा जन्म झाला.

१९५० च्या दशकाच्या सुरुवातीला, अमेरिकेने हेपा एअर फिल्टर्सचा शोध लावला आणि त्यांची निर्मिती केली, जी क्लीनरूम तंत्रज्ञानातील पहिली मोठी प्रगती होती. यामुळे अमेरिकन लष्करी आणि उपग्रह उत्पादन क्षेत्रात अनेक औद्योगिक क्लीनरूमची स्थापना शक्य झाली आणि त्यानंतर, विमानचालन आणि सागरी नेव्हिगेशन उपकरणे, एक्सेलेरोमीटर, जायरोस्कोप आणि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या उत्पादनात त्यांचा व्यापक वापर झाला. अमेरिकेत क्लीनरूम तंत्रज्ञान वेगाने प्रगत होत असताना, जगभरातील विकसित देशांनीही त्यावर संशोधन आणि वापर करण्यास सुरुवात केली. असे म्हटले जाते की एका अमेरिकन क्षेपणास्त्र कंपनीने असे शोधून काढले की पर्डी वर्कशॉपमध्ये इनर्शियल गाइडन्स जायरोस्कोप असेंब्ली करताना, उत्पादित होणाऱ्या प्रत्येक १० युनिट्ससाठी सरासरी १२० वेळा पुनर्काम आवश्यक होते. नियंत्रित धूळ प्रदूषण असलेल्या वातावरणात असेंब्ली केल्यावर, पुनर्काम दर फक्त दोन पर्यंत कमी झाला. धूळमुक्त वातावरणात १२०० आरपीएमवर एकत्रित केलेल्या जायरोस्कोप बेअरिंग्ज आणि धुळीच्या वातावरणात (सरासरी कण व्यास ३μm आणि कण संख्या १००० पीसी/मीटर³) तुलना केल्यास उत्पादनाच्या आयुष्यमानात १०० पट फरक दिसून आला. या उत्पादन अनुभवांनी लष्करी उद्योगात हवा शुद्धीकरणाचे महत्त्व आणि निकड अधोरेखित केली आणि त्या वेळी स्वच्छ हवा तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी प्रेरक शक्ती म्हणून काम केले.

लष्करात स्वच्छ हवा तंत्रज्ञानाचा वापर प्रामुख्याने शस्त्रास्त्रांची कार्यक्षमता आणि सेवा आयुष्य सुधारतो. हवेची स्वच्छता, सूक्ष्मजीवांचे प्रमाण आणि इतर दूषित घटक नियंत्रित करून, स्वच्छ हवा तंत्रज्ञान शस्त्रास्त्रांसाठी एक नियंत्रित वातावरण प्रदान करते, प्रभावीपणे उत्पादन उत्पादन सुनिश्चित करते, उत्पादन कार्यक्षमता सुधारते, कर्मचाऱ्यांच्या आरोग्याचे रक्षण करते आणि नियमांचे पालन करते. शिवाय, अचूक उपकरणे आणि उपकरणांचे योग्य ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी लष्करी सुविधा आणि प्रयोगशाळांमध्ये स्वच्छ हवा तंत्रज्ञानाचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

आंतरराष्ट्रीय युद्धाचा उद्रेक लष्करी उद्योगाच्या विकासाला चालना देत आहे. या वेगाने विस्तारणाऱ्या उद्योगाला उच्च दर्जाच्या उत्पादन वातावरणाची आवश्यकता आहे, मग ते कच्च्या मालाची शुद्धता सुधारण्यासाठी, भागांवर प्रक्रिया करण्यासाठी आणि एकत्र करण्यासाठी असो किंवा घटक आणि संपूर्ण उपकरणांची विश्वासार्हता आणि सेवा आयुष्य वाढविण्यासाठी असो. उत्पादनाच्या कामगिरीवर उच्च आवश्यकता ठेवल्या जात आहेत, जसे की लघुकरण, उच्च अचूकता, उच्च शुद्धता, उच्च गुणवत्ता आणि उच्च विश्वासार्हता. शिवाय, उत्पादन तंत्रज्ञान जितके अधिक प्रगत होईल तितके उत्पादन वातावरणासाठी स्वच्छतेच्या आवश्यकता जास्त असतील.

क्लीनरूम तंत्रज्ञानाचा वापर प्रामुख्याने लष्करी क्षेत्रात विमाने, युद्धनौका, क्षेपणास्त्रे आणि अण्वस्त्रांच्या निर्मिती आणि देखभालीसाठी तसेच युद्धादरम्यान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचा वापर आणि देखभालीसाठी केला जातो. क्लीनरूम तंत्रज्ञान कणयुक्त पदार्थ, घातक हवा आणि सूक्ष्मजीव यांसारख्या हवेतील दूषित घटकांना नियंत्रित करून लष्करी उपकरणांची अचूकता आणि उत्पादन वातावरणाची शुद्धता सुनिश्चित करते, ज्यामुळे उपकरणांची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता सुधारते.

लष्करी क्षेत्रातील क्लीनरूम अनुप्रयोगांमध्ये प्रामुख्याने प्रिसिजन मशीनिंग, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचे उत्पादन आणि एरोस्पेस यांचा समावेश आहे. प्रिसिजन मशीनिंगमध्ये, क्लीनरूम धूळमुक्त आणि निर्जंतुकीकरण कार्य वातावरण प्रदान करते, ज्यामुळे यांत्रिक भागांची अचूकता आणि गुणवत्ता सुनिश्चित होते. उदाहरणार्थ, अपोलो मून लँडिंग प्रोग्राममध्ये प्रिसिजन मशीनिंग आणि इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण उपकरणांसाठी अत्यंत उच्च स्वच्छता पातळी आवश्यक होती, जिथे क्लीनरूम तंत्रज्ञानाने महत्त्वाची भूमिका बजावली. इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या उत्पादनात, क्लीनरूमने इलेक्ट्रॉनिक घटकांचे अपयश दर प्रभावीपणे कमी केले. एरोस्पेस उद्योगात क्लीनरूम तंत्रज्ञान देखील अपरिहार्य आहे. अपोलो मून लँडिंग मोहिमेदरम्यान, प्रिसिजन मशीनिंग आणि इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण उपकरणांना केवळ अल्ट्रा-क्लीन वातावरणाची आवश्यकता नव्हती, तर चंद्राचे खडक परत आणण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या कंटेनर आणि साधनांना देखील अत्यंत उच्च स्वच्छता मानकांची पूर्तता करावी लागली. यामुळे लॅमिनार फ्लो तंत्रज्ञान आणि वर्ग 100 क्लीनरूमचा विकास झाला. विमान, युद्धनौका आणि क्षेपणास्त्रांच्या उत्पादनात, क्लीनरूम देखील प्रिसिजन घटक उत्पादन सुनिश्चित करते आणि धूळ-संबंधित अपयश कमी करते.

अत्यंत कठीण परिस्थितीत उपकरणे आणि प्रयोगांची अचूकता आणि सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी क्लीनरूम तंत्रज्ञानाचा वापर लष्करी औषध, वैज्ञानिक संशोधन आणि इतर क्षेत्रात देखील केला जातो. तांत्रिक प्रगतीसह, क्लीनरूम मानके आणि उपकरणे सतत अपग्रेड केली जात आहेत आणि लष्करात त्यांचा वापर वाढत आहे.

अण्वस्त्रांच्या निर्मिती आणि देखभालीमध्ये, स्वच्छ वातावरण किरणोत्सर्गी पदार्थांचा प्रसार रोखते आणि उत्पादन सुरक्षितता सुनिश्चित करते. इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांची देखभाल: लढाऊ वातावरणात, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे राखण्यासाठी क्लीनरूमचा वापर केला जातो, ज्यामुळे धूळ आणि ओलावा त्यांच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करू शकत नाही. वैद्यकीय उपकरणांचे उत्पादन: लष्करी वैद्यकीय क्षेत्रात, क्लीनरूम वैद्यकीय उपकरणांची निर्जंतुकीकरण सुनिश्चित करते आणि त्यांची सुरक्षितता सुधारते.

आंतरखंडीय क्षेपणास्त्रे, राष्ट्राच्या धोरणात्मक शक्तींचा एक महत्त्वाचा घटक असल्याने, त्यांची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता थेट राष्ट्रीय सुरक्षा आणि प्रतिबंधक क्षमतांशी संबंधित आहे. म्हणूनच, स्वच्छता नियंत्रण हे क्षेपणास्त्र उत्पादन आणि उत्पादनात एक महत्त्वाचे पाऊल आहे. अपुरी स्वच्छता क्षेपणास्त्र घटकांना दूषित करू शकते, ज्यामुळे त्यांची अचूकता, स्थिरता आणि आयुष्यमान प्रभावित होऊ शकते. क्षेपणास्त्र इंजिन आणि मार्गदर्शन प्रणालींसारख्या प्रमुख घटकांसाठी उच्च स्वच्छता विशेषतः महत्त्वपूर्ण आहे, ज्यामुळे स्थिर क्षेपणास्त्र कामगिरी सुनिश्चित होते. आंतरखंडीय क्षेपणास्त्रांची स्वच्छता सुनिश्चित करण्यासाठी, उत्पादक स्वच्छ खोली, स्वच्छ बेंच, स्वच्छ खोलीचे कपडे आणि उत्पादन वातावरणाची नियमित स्वच्छता आणि चाचणी यासह कठोर स्वच्छता नियंत्रण उपायांची मालिका लागू करतात.

स्वच्छ खोलीचे वर्गीकरण त्यांच्या स्वच्छतेच्या पातळीनुसार केले जाते, ज्यामध्ये कमी पातळी स्वच्छतेची उच्च पातळी दर्शवते. सामान्य स्वच्छ खोलीच्या श्रेणींमध्ये हे समाविष्ट आहे: वर्ग १०० स्वच्छ खोली, प्रामुख्याने जैविक प्रयोगशाळांसारख्या अत्यंत उच्च स्वच्छता आवश्यक असलेल्या वातावरणात वापरली जाते. वर्ग १००० स्वच्छ खोली, आंतरखंडीय क्षेपणास्त्र विकासादरम्यान उच्च-परिशुद्धता डीबगिंग आणि उत्पादन आवश्यक असलेल्या वातावरणासाठी योग्य; वर्ग १०००० स्वच्छ खोली, उच्च स्वच्छता आवश्यक असलेल्या उत्पादन वातावरणात वापरली जाते, जसे की हायड्रॉलिक किंवा वायवीय उपकरणांची असेंब्ली. वर्ग १०००० स्वच्छ खोली, सामान्य अचूक उपकरण उत्पादनासाठी योग्य.

ICBM विकासासाठी क्लास 1000 क्लीनरूम आवश्यक आहे. ICBM च्या विकास आणि उत्पादनादरम्यान हवेची स्वच्छता महत्त्वाची असते, विशेषतः लेसर आणि चिप मॅन्युफॅक्चरिंग सारख्या उच्च-परिशुद्धता उपकरणांच्या कमिशनिंग आणि उत्पादनादरम्यान, ज्यांना सामान्यतः क्लास 10000 किंवा क्लास 1000 अल्ट्रा-क्लीन वातावरणाची आवश्यकता असते. ICBM विकासासाठी क्लीनरूम उपकरणे देखील आवश्यक असतात, जी विशेषतः उच्च-ऊर्जा इंधन, संमिश्र साहित्य आणि अचूक उत्पादन क्षेत्रात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. प्रथम, ICBM मध्ये वापरले जाणारे उच्च-ऊर्जा इंधन स्वच्छ वातावरणावर कठोर आवश्यकता घालते. NEPE सॉलिड फ्युएल (NEPE, नायट्रेट एस्टर प्लॅस्टिकाइज्ड पॉलिथर प्रोपेलेंटसाठी संक्षिप्त), 2685 N·s/kg (आश्चर्यकारक 274 सेकंदांच्या समतुल्य) च्या सैद्धांतिक विशिष्ट आवेगासह उच्च-ऊर्जा घन इंधन सारख्या उच्च-ऊर्जा इंधनांचा विकास. हे क्रांतिकारी प्रणोदक 1970 च्या दशकाच्या उत्तरार्धात उद्भवले आणि युनायटेड स्टेट्समधील हर्क्युलस कॉर्पोरेशनने काळजीपूर्वक विकसित केले. १९८० च्या दशकाच्या सुरुवातीला, ते एक नवीन नायट्रामाइन सॉलिड प्रोपेलेंट म्हणून उदयास आले. त्याच्या अपवादात्मक ऊर्जा घनतेसह, ते जगभरात व्यापक वापरासाठी सार्वजनिक रेकॉर्डमध्ये सर्वाधिक-ऊर्जा घन प्रोपेलेंट बनले.) इंधन कार्यक्षमतेवर परिणाम होण्यापासून अशुद्धतेला रोखण्यासाठी उत्पादन पर्यावरण स्वच्छतेचे कठोर नियंत्रण आवश्यक आहे. हवेतील कण, सूक्ष्मजीव आणि हानिकारक पदार्थ काढून टाकण्यासाठी स्वच्छ खोलीमध्ये हेपा एअर (HEPA) आणि अल्ट्रा-हेपा एअर (ULPA) फिल्टरसह कार्यक्षम एअर फिल्ट्रेशन आणि ट्रीटमेंट सिस्टमसह सुसज्ज असणे आवश्यक आहे. हवेची गुणवत्ता उत्पादन आवश्यकता पूर्ण करते याची खात्री करण्यासाठी पंखे आणि एअर कंडिशनिंग सिस्टमने योग्य तापमान, आर्द्रता आणि हवेचा प्रवाह राखला पाहिजे. या प्रकारचे इंधन धान्य आकार डिझाइनवर अत्यंत उच्च मागणी करते (ग्रॅन शेप डिझाइन हा सॉलिड रॉकेट इंजिन डिझाइनमध्ये एक मुख्य मुद्दा आहे, जो इंजिनच्या कामगिरीवर आणि विश्वासार्हतेवर थेट परिणाम करतो. धान्य भूमिती आणि आकार निवडीसाठी इंजिन ऑपरेटिंग वेळ, ज्वलन कक्ष दाब ​​आणि थ्रस्टसह अनेक घटकांचा विचार केला पाहिजे) आणि कास्टिंग प्रक्रिया. स्वच्छ वातावरण इंधन स्थिरता आणि सुरक्षितता सुनिश्चित करते.

दुसरे म्हणजे, आंतरखंडीय क्षेपणास्त्रांच्या संमिश्र आवरणांना देखील स्वच्छ उपकरणे आवश्यक असतात. जेव्हा कार्बन फायबर आणि अ‍ॅरामिड फायबर सारखे संमिश्र साहित्य इंजिन आवरणात विणले जाते तेव्हा सामग्रीची ताकद आणि हलकेपणा सुनिश्चित करण्यासाठी विशेष उपकरणे आणि प्रक्रिया आवश्यक असतात. स्वच्छ वातावरण उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान दूषितता कमी करते, ज्यामुळे सामग्रीची कार्यक्षमता प्रभावित होत नाही याची खात्री होते. शिवाय, आंतरखंडीय क्षेपणास्त्रांच्या अचूक उत्पादन प्रक्रियेसाठी देखील स्वच्छ उपकरणे आवश्यक असतात. क्षेपणास्त्रांमधील मार्गदर्शन, संप्रेषण आणि प्रणोदक प्रणालींना धूळ आणि अशुद्धतेचा सिस्टम कार्यक्षमतेवर परिणाम होऊ नये म्हणून अत्यंत स्वच्छ वातावरणात उत्पादन आणि असेंब्ली आवश्यक असते.

थोडक्यात, आंतरखंडीय क्षेपणास्त्रांच्या विकासासाठी स्वच्छ उपकरणे आवश्यक आहेत. ते इंधन, साहित्य आणि प्रणालींची कार्यक्षमता आणि सुरक्षितता सुनिश्चित करते, ज्यामुळे संपूर्ण क्षेपणास्त्राची विश्वासार्हता आणि लढाऊ प्रभावीता सुधारते.

क्लीनरूम अनुप्रयोग क्षेपणास्त्र विकासाच्या पलीकडे विस्तारित आहेत आणि लष्करी, एरोस्पेस, जैविक प्रयोगशाळा, चिप उत्पादन, फ्लॅट-पॅनल डिस्प्ले उत्पादन आणि इतर क्षेत्रात देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. संगणक विज्ञान, जीवशास्त्र आणि जैवरसायनशास्त्रात नवीन तंत्रज्ञानाचा सतत उदय होत असल्याने, तसेच उच्च-तंत्रज्ञान उद्योगांच्या जलद विकासामुळे, जागतिक क्लीनरूम अभियांत्रिकी उद्योगाला व्यापक अनुप्रयोग आणि आंतरराष्ट्रीय मान्यता मिळाली आहे. क्लीनरूम उद्योग आव्हानांना तोंड देत असताना, तो संधींनी भरलेला आहे. या उद्योगातील यश तांत्रिक प्रगतीशी जुळवून घेणे आणि बाजारातील बदलांना सक्रियपणे प्रतिसाद देणे यात आहे.