Motor apa yang digunakan dalam ruang hampa? Menjelaskan contoh penggunaan dan manfaatnya

1. Apa yang dimaksud dengan ruang hampa?

Ruang hampa adalah ruang berisi gas yang tekanannya lebih rendah dari tekanan atmosfer normal. Vakum memainkan peran penting dalam banyak bidang, termasuk sains, teknik, dan kedokteran.

Dalam sains, ini digunakan untuk mempelajari atom dan molekul.
Dalam bidang teknik, vakum digunakan untuk memproduksi bahan seperti semikonduktor dan sel surya, serta untuk memproduksi komponen elektronik.
Dalam bidang medis, penyedot debu digunakan untuk mempelajari jaringan hidup, mengawetkan darah dan jaringan, serta mensterilkan instrumen bedah.

Jenis vakum

vakum mutlak

Vakum juga merupakan konsep penting dalam fisika. Dalam teori klasik, ruang hampa absolut adalah keadaan di mana tidak ada molekul di ruang angkasa. Meskipun luar angkasa dikatakan vakum, sebenarnya terdapat sejumlah kecil molekul di ruang angkasa, sehingga hanya keadaan maya dan ruang yang tidak ada.

tekanan negatif

Tekanan negatif adalah keadaan dimana tekanan atmosfer lebih rendah dari tekanan atmosfer standar di Bumi (dekat permukaan laut = 1 atmosfer). JIS (Standar Industri Jepang) mendefinisikan empat tahap: vakum rendah, vakum sedang, vakum tinggi, dan vakum sangat tinggi.

• Vakum rendah: Digunakan sebagai paket vakum dan digunakan dalam pembuatan tabung vakum dan komponen elektronik.
• Vakum sedang: Digunakan untuk pembuatan bahan seperti semikonduktor dan sel surya.
• Vakum tinggi: Digunakan untuk memproduksi perangkat seperti laser dan mikroskop elektron.
• Vakum ultra-tinggi: Digunakan untuk penelitian atom dan molekul.

2. Aplikasi apa yang memerlukan lingkungan vakum?

Sampai disini kami telah menjelaskan tentang vakum, tetapi motor digunakan pada perangkat yang memanfaatkan lingkungan vakum ini dan perangkat yang digunakan di luar angkasa.

Contoh 1: Wadah peralatan pembentuk film tipis vakum

Peralatan pembentuk film tipis vakum digunakan untuk membentuk film tipis dari logam, keramik, semikonduktor, bahan organik, dll.
Film tipis digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk perangkat semikonduktor, sel surya, layar, dan perangkat optik.

Alasan mengapa peralatan pembentuk film tipis vakum memerlukan lingkungan vakum adalah untuk menghilangkan molekul udara yang mengganggu pergerakan atom dan molekul yang diperlukan untuk pertumbuhan film tipis.
Dalam lingkungan vakum, atom dan molekul cenderung tidak saling bertabrakan karena tekanan atmosfer yang lebih rendah. Hal ini memudahkan atom dan molekul untuk menempel pada lokasi yang diinginkan, memungkinkan pembentukan lapisan tipis yang seragam dan berkualitas tinggi.

Contoh aplikasi peralatan pembentuk film tipis vakum

• Perangkat semikonduktor seperti transistor, dioda, dan kapasitor (untuk peningkatan kinerja dan miniaturisasi)
• Sel surya (untuk mengubah sinar matahari menjadi listrik)
• Layar seperti layar kristal cair dan EL organik (untuk meningkatkan kualitas gambar dan mengurangi ketebalan)
• Perangkat optik seperti laser dan serat optik (untuk peningkatan kinerja dan miniaturisasi)
• Perangkat energi seperti sel surya, sel bahan bakar, dan dioda pemancar cahaya (LED) (untuk meningkatkan kinerja dan efisiensi)
• Lapisan pelindung pada material seperti logam, keramik, dan plastik (untuk melindungi dari abrasi, korosi, dan radiasi UV)
• Pelapis dekoratif pada material seperti kaca, plastik, dan logam (untuk menambah keindahan, daya tahan, dan fungsi)

Contoh 2: Kotak peralatan metalurgi vakum

Peralatan metalurgi vakum adalah peralatan untuk melebur dan memadatkan logam dalam ruang hampa.

Alasan mengapa peralatan metalurgi memerlukan lingkungan vakum adalah
“Dengan menghilangkan kotoran dari atmosfer, kita dapat menekan oksidasi logam dan kontaminasi kotoran.”
“Dalam ruang hampa, laju pemadatan logam meningkat, sehingga produk logam dengan butiran kristal halus dan seragam dapat diproduksi.”
“Gelembung udara yang dihasilkan selama pemadatan menjadi lebih kecil, sehingga meningkatkan kekuatan dan kualitas logam.”
Karena ada kelebihannya seperti adalah.

Contoh aplikasi peralatan metalurgi vakum

• Pembuatan baja berkualitas tinggi
• Pembuatan paduan suhu tinggi
• Pembuatan bahan semikonduktor
• bahan magnetis
• Pembuatan bahan superkonduktor

Contoh 3: Kasus akselerator

Akselerator adalah perangkat yang memberi energi pada partikel seperti elektron dan proton dan mempercepatnya hingga kecepatan tinggi.
Akselerator harus beroperasi di lingkungan vakum. Hal ini karena partikel kehilangan energi ketika bertabrakan dengan molekul di udara di dalam akselerator.

Dalam lingkungan vakum, tumbukan antara partikel dan molekul di udara dapat dihindari, dan partikel dapat dipercepat hingga kecepatan tinggi.
Akselerator digunakan untuk penelitian di berbagai bidang seperti fisika, kimia, biologi, dan kedokteran.

Hal ini juga digunakan dalam diagnosis medis dan terapi radiasi, dan berguna dalam hal-hal seperti terapi sinar partikel.

Contoh aplikasi peralatan metalurgi vakum

• Studi tentang struktur materi
• Pengembangan zat baru
• diagnosa medis
• terapi radiasi
• penelitian fusi nuklir

Contoh 4: Contoh penggunaan motor di luar angkasa

Di luar angkasa, motor digunakan untuk mengoperasikan banyak perangkat di satelit buatan dan pesawat ruang angkasa.

Contoh penerapan di luar angkasa

• Lengan robot:
  Ia dikendalikan oleh motor dan dapat dioperasikan dari jarak jauh, seperti mengambil dan melepaskan benda di luar pesawat ruang angkasa.
• antena:
  Ini digunakan oleh satelit dan pesawat ruang angkasa untuk berkomunikasi dengan Bumi dan pesawat ruang angkasa lainnya. Motor digunakan untuk mengarahkan satelit dan pesawat ruang angkasa agar dapat berkomunikasi dengan baik dengan Bumi dan pesawat ruang angkasa lainnya.
• Susunan surya:
  Digunakan untuk memberi daya pada satelit dan pesawat ruang angkasa. Dikendalikan dengan motor sehingga menghadap ke arah matahari sehingga dapat menangkap sinar matahari sebanyak-banyaknya.
• Pendorong:
  Pendorong yang digunakan untuk mengontrol orbit satelit atau pesawat ruang angkasa buatan. Propulsor ini terdiri dari nosel yang digerakkan oleh motor.
  Saat motor menggerakkan nosel, gas bertekanan tinggi dikeluarkan dari nosel, yang memberikan daya dorong dan mempercepat satelit atau pesawat ruang angkasa.
• Roda reaksi:
  Ini memainkan peran penting dalam pengendalian sikap dan lintasan dan terdiri dari serangkaian roda yang diputar oleh motor. Satelit dan pesawat ruang angkasa memerlukan kontrol sikap yang tepat.
  Misalnya, jika pesawat ruang angkasa harus menghadap ke arah tertentu, bagian roda reaksi yang berputar dapat mengontrol gerakan rotasi kapal. Ini juga digunakan untuk menyempurnakan orbit dan berpindah ke posisi tertentu.

Ini hanyalah contoh, namun motor adalah perangkat penting untuk pengoperasian pesawat ruang angkasa dan satelit buatan. Mereka bekerja dengan andal dan tepat bahkan di lingkungan yang keras, sehingga memainkan peran penting dalam keberhasilan misi.

3. Apa keuntungan menggunakan motor vakum?

​Sebelumnya, ketika menggunakan motor untuk menggerakkan suatu benda dalam lingkungan vakum, mesin pengenalan vakum (mesin pengenalan rotasi) digunakan untuk mengirimkan pergerakan motor eksternal ke dalam ruang vakum (ruang yang mempertahankan keadaan vakum). .
Namun terdapat permasalahan seperti mesin pengenalan vakum yang membutuhkan ruang yang besar dan memakan banyak ruang.

Motor vakum dapat dipasang dan digunakan langsung di lingkungan vakum, sehingga menghilangkan kebutuhan akan perangkat pengenalan vakum dan membuat peralatan lebih kompak.

4. Tindakan pencegahan saat menggunakan motor dalam ruang hampa

Sekarang saya akan menjelaskan tindakan pencegahan yang harus dilakukan saat menggunakan motor dalam kondisi vakum.

Risiko kenaikan suhu

Ketika listrik mengalir melalui belitan motor, suhu belitan meningkat. Di atmosfer, panas keluar melalui konveksi udara, tetapi di ruang hampa, di mana tidak ada udara, suhu meningkat secara signifikan. Oleh karena itu, tindakan terhadap timbulnya panas menjadi penting.

Motor loncatan vakum SANYO DENKI CO., LTD.

• Terbuat dari bahan yang tahan suhu tinggi (dapat digunakan terus menerus pada suhu 200℃).

Resiko outgassing (pelepasan gas)

Minyak pelumas dan minyak pendingin menguap dalam ruang hampa. Ketika minyak atsiri berdifusi ke dalam ruang hampa, minyak tersebut menempel pada permukaan pompa vakum dan ruang vakum, sehingga menyebabkan penurunan kinerja.
Selain itu, jika oli pelumas menguap, permukaan komponen seperti bantalan dan roda gigi tidak lagi terlumasi.

Selanjutnya, untuk motor standar, flensa dan braket ujung dibuat menggunakan die casting (teknologi di mana suatu produk dibentuk dengan menginjeksi lelehan paduan logam non-ferrous ke dalam cetakan bertekanan tinggi). Namun, dengan metode ini, udara halus tetap berada di permukaan, sehingga menyebabkan keluarnya gas.

Motor loncatan vakum SANYO DENKI CO., LTD.

• Tidak ada oli anti karat yang digunakan pada motor standar.
• Tidak ada cat atau pelarut yang digunakan untuk menyebabkan pelepasan gas.
• Sebelum perakitan, bagian-bagiannya dipanggang untuk menghilangkan gas keluar sebanyak mungkin, lalu dibersihkan dan dirakit.
  (Perlakuan memanggang adalah proses menghilangkan molekul gas yang mengandung uap air dengan memanaskan permukaan.)
• Flensa dan braket ujung bukan cetakan, melainkan dikerjakan dari balok aluminium.
• Gemuk vakum, yang sulit menguap, digunakan untuk bantalan bola.

Selain itu, ketika digunakan dalam lingkungan vakum ultra-tinggi, kami menyesuaikan bantalan dengan menggunakan bantalan berpelumas padat (hanya cincin bagian dalam, cincin luar, dan bola bantalan bola yang dilapisi).

keandalan motorik

Kegagalan motor di lingkungan vakum dapat menyebabkan masalah serius. Khususnya pada aplikasi dimana perbaikan atau penggantian sulit dilakukan, diperlukan keandalan yang sangat tinggi.

Motor loncatan vakum SANYO DENKI CO., LTD.

• Mempertimbangkan koefisien muai panas setiap bagian, misalnya, kami menggunakan bahan dengan koefisien muai panas yang serupa untuk stator dan flensa untuk menjaga akurasi perakitan bahkan pada suhu tinggi.

efisiensi motorik

Motor yang beroperasi di lingkungan vakum mengalami kesulitan melepaskan panas, sehingga penting untuk menghasilkan torsi tinggi dengan daya sesedikit mungkin. Oleh karena itu, perlu dipilih motor dengan efisiensi tinggi.

Motor loncatan vakum SANYO DENKI CO., LTD.

• Dirancang untuk meminimalkan kerugian akibat arus belitan.
• Dirancang untuk meminimalkan kerugian yang terjadi pada inti motor.

5.Memperkenalkan motor penggerak vakum SANYO DENKI CO., LTD. (2 fase/5 fase)

Fitur

• Ini adalah motor penggerak yang dapat digerakkan langsung di lingkungan vakum tanpa memerlukan pengenalan vakum.
• Ini adalah aktuator yang cocok untuk lingkungan vakum yang memungkinkan kontrol posisi presisi tinggi dengan mudah.
• Hal ini dapat disesuaikan agar sesuai dengan berbagai tekanan lingkungan, dari vakum rendah hingga vakum sangat tinggi.
• Suhu tahan panas adalah 200 ℃.

Perkiraan tekanan yang dapat digunakan

Tujuan

Peralatan manufaktur semikonduktor, mikroskop elektron, akselerator, penganalisis radiasi sinkrotron, lengan robot pesawat ruang angkasa, dll.

ukuran motorik

□42mm～□86mm
Kami dapat menyediakan motor yang sepenuhnya disesuaikan dengan kebutuhan pelanggan. Silakan hubungi kami untuk lebih jelasnya.

Kemampuan penyesuaian

Lingkungan penggunaan dalam ruang hampa bervariasi tergantung pada pelanggan.
Di SANYO DENKI CO., LTD., kami dapat melakukan berbagai penyesuaian sesuai permintaan pelanggan. Jangan ragu untuk menghubungi kami.

Contoh hasil kustomisasi SANYO DENKI CO., LTD.:

• Peralatan inspeksi wafer semikonduktor/kustomisasi material kabel
• Lengan robot untuk stasiun luar angkasa/kustomisasi penuh
• Kustomisasi pada peralatan penguapan vakum/motor penggerak yang diarahkan
• Kustomisasi ke mikroskop elektron/motor penggerak diarahkan
• Kustomisasi yang kompatibel dengan radiasi untuk peralatan/motor loncatan terkait tenaga nuklir
• Kustomisasi pada peralatan sputtering LCD/motor penggerak diarahkan, dll.

Kerjasama: SANYO DENKI CO., LTD. Divisi Sistem Servo 1 Kantor Pusat Penjualan Grup Bisnis Sistem Servo

Tanggal rilis: 01-06-2023 00:00