Ми прагнемо розробити вітчизняну платформу CAE/CFD та програмне забезпечення для пошуку 3D-моделей, спеціалізуючись на наданні рішень для цифрового моделювання та проектування для оптимізації проектування, зменшення споживання енергії та викидів, а також зниження витрат та підвищення ефективності в таких галузях, як біомедицина та передача захворювань, виробництво високоякісних матеріалів, інженерія чистих приміщень, центри обробки даних, накопичення енергії та управління температурою, а також важка промисловість.
У високотехнологічних галузях виробництва, таких як виробництво напівпровідників, біомедицина та прецизійна оптика, навіть одна крихітна частинка пилу може призвести до збою всього виробничого процесу. Дослідження показують, що у виробництві інтегральних схем кожне збільшення кількості частинок пилу розміром понад 0,3 мкм на 1000 частинок/фут³ збільшує рівень дефектів мікросхем на 8%. У стерильному фармацевтичному виробництві надмірний рівень плаваючих бактерій може призвести до браку цілих партій продукції. Чисті приміщення, основа сучасного високотехнологічного виробництва, гарантують якість та надійність інноваційної продукції завдяки точному контролю на мікронному рівні. Технологія моделювання обчислювальної гідродинаміки (CFD) революціонізує традиційні методи проектування та оптимізації чистих приміщень, стаючи двигуном технологічної революції в інженерії чистих приміщень. Виробництво напівпровідників: війна проти пилу мікронного масштабу. Виробництво напівпровідникових мікросхем є однією з галузей з найсуворішими вимогами до чистих приміщень. Процес фотолітографії надзвичайно чутливий до частинок розміром до 0,1 мкм, що робить ці надтонкі частинки практично неможливими для виявлення за допомогою традиційного обладнання для виявлення. 12-дюймова фабрика пластин, що використовує високопродуктивні лазерні детектори пилових частинок та передові технології очищення, успішно контролювала коливання концентрації частинок розміром 0,3 мкм у межах ±12%, збільшуючи вихід продукту на 1,8%.
Біомедицина: опікун бактеріального виробництва
У виробництві стерильних фармацевтичних препаратів та вакцин чисті приміщення мають вирішальне значення для запобігання мікробному забрудненню. Біомедичні чисті приміщення вимагають не лише контрольованої концентрації частинок, але й підтримки відповідної температури, вологості та перепадів тиску для запобігання перехресному забрудненню. Після впровадження інтелектуальної системи чистих приміщень виробник вакцин зменшив стандартне відхилення кількості зважених частинок у своїй зоні класу А з 8,2 частинок/м³ до 2,7 частинок/м³, скоротивши цикл сертифікації FDA на 40%.
Аерокосмічна галузь
Точна обробка та складання аерокосмічних компонентів вимагає чистого середовища. Наприклад, під час обробки лопаток авіаційних двигунів, крихітні домішки можуть спричинити дефекти поверхні, що впливає на продуктивність та безпеку двигуна. Складання електронних компонентів та оптичних приладів в аерокосмічному обладнанні також вимагає чистого середовища для забезпечення належного функціонування в екстремальних космічних умовах.
Виробництво прецизійного машинобудування та оптичних приладів
У прецизійній обробці, такій як виробництво високоякісних годинникових механізмів та високоточних підшипників, чисті приміщення можуть зменшити вплив пилу на прецизійні компоненти, підвищуючи точність продукції та термін служби. Виробництво та складання оптичних приладів, таких як літографічні лінзи та лінзи астрономічних телескопів, можуть виконуватися в чистому середовищі, щоб запобігти дефектам поверхні, таким як подряпини та точкова виразка, забезпечуючи оптичні характеристики.
Технологія CFD-моделювання: «цифровий мозок» інженерії чистих приміщень
Технологія моделювання обчислювальної гідродинаміки (CFD) стала основним інструментом для проектування та оптимізації чистих приміщень. Використання методів числового аналізу для прогнозування потоку рідини, передачі енергії та інших пов'язаних фізичних характеристик значно покращує продуктивність чистих приміщень. Технологія CFD для оптимізації повітряного потоку може моделювати повітряний потік чистого приміщення та оптимізувати розташування та конструкцію припливних та повертаючих вентиляційних отворів. Дослідження показало, що шляхом правильного розташування та схеми повертаючого повітря вентиляторних фільтрувальних блоків (FFU), навіть зі зменшеною кількістю HEPA-фільтрів на кінці, можна досягти вищого рейтингу чистого приміщення, одночасно досягаючи значної економії енергії.
Тенденції майбутнього розвитку
З проривами в таких галузях, як квантові обчислення та біочіпи, вимоги до чистоти стають дедалі суворішими. Виробництво квантових бітів навіть вимагає чистої кімнати класу ISO 0.1 (тобто розмір частинок ≤1 на кубічний метр, ≥0,1 мкм). Майбутні чисті кімнати розвиватимуться в напрямку вищої чистоти, більшого інтелекту та більшої стійкості: 1. Інтелектуальні оновлення: інтеграція алгоритмів штучного інтелекту для прогнозування тенденцій концентрації частинок за допомогою машинного навчання, проактивне регулювання об'єму повітря та циклів заміни фільтрів; 2. Застосування цифрових двійників: створення тривимірної системи цифрового картографування чистоти, підтримка дистанційних перевірок віртуальної реальності та зниження фактичних витрат на введення в експлуатацію; 3. Сталий розвиток: використання низьковуглецевих холодоагентів, сонячних фотоелектричних систем виробництва енергії та систем переробки дощової води для зменшення викидів вуглецю та навіть досягнення "чистої кімнати з нульовим викидом вуглецю".
Висновок
Технологія чистих приміщень, як невидимий охоронець високоякісного виробництва, постійно розвивається завдяки цифровим технологіям, таким як CFD-моделювання, забезпечуючи чистіше та надійніше виробниче середовище для технологічних інновацій. З постійним розвитком технологій чисті приміщення продовжуватимуть відігравати незамінну роль у більш високоякісних галузях, захищаючи кожен мікрон технологічних інновацій. Чи то виробництво напівпровідників, біомедицина, чи виробництво оптичних та прецизійних приладів, синергія між технологією чистих приміщень та CFD-моделюванням просуватиме ці галузі вперед та створюватиме більше наукових і технологічних чудес.
Час публікації: 18 вересня 2025 р.