Zaviazali sme sa k vývoju domácej platformy CAE/CFD a softvéru na vyhľadávanie 3D modelov, špecializujúc sa na poskytovanie digitálnych simulačných a dizajnových riešení na optimalizáciu dizajnu, znižovanie spotreby energie a emisií a znižovanie nákladov a zvyšovanie efektívnosti v oblastiach ako biomedicína a prenos chorôb, výroba špičkových materiálov, inžinierstvo čistých priestorov, dátové centrá, skladovanie energie a tepelný manažment a ťažký priemysel.
V oblastiach špičkovej výroby, ako je výroba polovodičov, biomedicína a presná optika, môže jediná malá prachová častica spôsobiť zlyhanie celého výrobného procesu. Výskum ukazuje, že pri výrobe integrovaných obvodov každé zvýšenie počtu prachových častíc väčších ako 0,3 μm o 1 000 častíc/ft³ zvyšuje mieru chybovosti čipov o 8 %. V sterilnej farmaceutickej výrobe môžu nadmerné hladiny plávajúcich baktérií viesť k zošrotovaniu celých šarží produktov. Čisté priestory, základný kameň modernej špičkovej výroby, zabezpečujú kvalitu a spoľahlivosť inovatívnych produktov prostredníctvom presnej kontroly na mikrónovej úrovni. Technológia výpočtovej dynamiky tekutín (CFD) prináša revolúciu v tradičných metódach návrhu a optimalizácie čistých priestorov a stáva sa motorom technologickej revolúcie v oblasti inžinierstva čistých priestorov. Výroba polovodičov: Vojna proti prachu v mikrónovom meradle. Výroba polovodičových čipov je jednou z oblastí s najprísnejšími požiadavkami na čisté priestory. Proces fotolitografie je mimoriadne citlivý na častice s veľkosťou už od 0,1 μm, vďaka čomu je tieto ultrajemné častice prakticky nemožné detekovať tradičnými detekčnými zariadeniami. Výroba 12-palcových doštičiek využívajúca vysokovýkonné laserové detektory prachových častíc a pokročilú čistú technológiu úspešne kontrolovala kolísanie koncentrácie častíc s veľkosťou 0,3 μm s presnosťou na ±12 %, čím sa výťažok produktu zvýšil o 1,8 %.
Biomedicína: Strážca bakteriálnej produkcie
Pri výrobe sterilných liečiv a vakcín sú čisté priestory kľúčové pre prevenciu mikrobiálnej kontaminácie. Biomedicínske čisté priestory vyžadujú nielen kontrolované koncentrácie častíc, ale aj udržiavanie vhodných teplotných, vlhkostných a tlakových rozdielov, aby sa zabránilo krížovej kontaminácii. Po implementácii inteligentného systému čistých priestorov výrobca vakcín znížil štandardnú odchýlku počtu suspendovaných častíc vo svojej oblasti triedy A z 8,2 častíc/m³ na 2,7 častíc/m³, čím sa skrátil cyklus certifikácie FDA o 40 %.
Letectvo a kozmonautika
Presné obrábanie a montáž leteckých komponentov si vyžaduje čisté prostredie. Napríklad pri obrábaní lopatiek leteckých motorov môžu drobné nečistoty spôsobiť povrchové defekty, ktoré ovplyvňujú výkon a bezpečnosť motora. Montáž elektronických komponentov a optických prístrojov v leteckých zariadeniach si tiež vyžaduje čisté prostredie, aby sa zabezpečila správna funkcia v extrémnych podmienkach vesmíru.
Výroba presných strojov a optických prístrojov
Pri presnom obrábaní, ako je výroba špičkových hodinkových strojčekov a vysoko presných ložísk, môže čistá miestnosť znížiť vplyv prachu na presné súčiastky, čím sa zlepší presnosť výrobkov a ich životnosť. Výroba a montáž optických prístrojov, ako sú litografické šošovky a šošovky astronomických teleskopov, sa môže vykonávať v čistom prostredí, aby sa predišlo povrchovým chybám, ako sú škrabance a jamky, a zabezpečil sa tak optický výkon.
Technológia CFD simulácie: „Digitálny mozog“ inžinierstva čistých priestorov
Technológia výpočtovej dynamiky tekutín (CFD) sa stala základným nástrojom pre návrh a optimalizáciu čistých priestorov. Použitie metód numerickej analýzy na predpovedanie prúdenia tekutín, prenosu energie a ďalších súvisiacich fyzikálnych vlastností výrazne zlepšuje výkon čistých priestorov. Technológia CFD na optimalizáciu prúdenia vzduchu dokáže simulovať prúdenie vzduchu v čistých priestoroch a optimalizovať umiestnenie a návrh vetracích otvorov pre prívod a odvod vzduchu. Štúdia ukázala, že správnym usporiadaním umiestnenia a vzoru odvodu vzduchu filtračných jednotiek ventilátorov (FFU), a to aj so zníženým počtom HEPA filtrov na konci, je možné dosiahnuť vyššie hodnotenie čistých priestorov a zároveň dosiahnuť významné úspory energie.
Trendy budúceho vývoja
S prelomovými objavmi v oblastiach, ako sú kvantové výpočty a biočipy, sú požiadavky na čistotu čoraz prísnejšie. Výroba kvantových bitov dokonca vyžaduje čistú miestnosť triedy ISO 0.1 (t. j. veľkosť častíc ≤1 na meter kubický, ≥0,1 μm). Budúce čisté priestory sa budú vyvíjať smerom k vyššej čistote, väčšej inteligencii a väčšej udržateľnosti: 1. Inteligentné vylepšenia: Integrácia algoritmov umelej inteligencie na predpovedanie trendov koncentrácie častíc prostredníctvom strojového učenia, proaktívne upravovanie objemu vzduchu a cyklov výmeny filtrov; 2. Aplikácie digitálnych dvojčiat: Vytvorenie trojrozmerného systému digitálneho mapovania čistoty, podpora diaľkových kontrol VR a zníženie skutočných nákladov na uvedenie do prevádzky; 3. Trvalo udržateľný rozvoj: Využívanie nízkouhlíkových chladív, solárnej fotovoltaickej výroby energie a systémov recyklácie dažďovej vody na zníženie emisií uhlíka a dokonca na dosiahnutie „čistej miestnosti s nulovými emisiami uhlíka“.
Záver
Technológia čistých priestorov, ako neviditeľný strážca špičkovej výroby, sa neustále vyvíja prostredníctvom digitálnych technológií, ako je CFD simulácia, a poskytuje čistejšie a spoľahlivejšie výrobné prostredie pre technologické inovácie. S neustálym pokrokom technológií budú čisté priestory naďalej hrať nenahraditeľnú úlohu v oblastiach vyššej triedy a chrániť každý mikrón technologických inovácií. Či už ide o výrobu polovodičov, biomedicínu alebo výrobu optických a presných prístrojov, synergia medzi technológiou čistých priestorov a CFD simuláciou posunie tieto oblasti vpred a vytvorí ďalšie vedecké a technologické zázraky.
Čas uverejnenia: 18. septembra 2025