सैन्य क्षेत्र में क्लीनरूम के अनुप्रयोग

आधुनिक क्लीनरूम का जन्म युद्धकालीन सैन्य उद्योग में हुआ। 1920 के दशक में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने विमानन उद्योग में जाइरोस्कोप निर्माण प्रक्रिया के दौरान स्वच्छ उत्पादन वातावरण की आवश्यकता को पहली बार लागू किया। विमान के उपकरण गियर और बियरिंग में हवा में उड़ने वाली धूल के प्रदूषण को दूर करने के लिए, उन्होंने विनिर्माण कार्यशालाओं और प्रयोगशालाओं में "नियंत्रित असेंबली क्षेत्र" स्थापित किए, जिससे बियरिंग असेंबली प्रक्रिया को अन्य उत्पादन और संचालन क्षेत्रों से अलग किया जा सके और साथ ही फ़िल्टर की गई हवा की निरंतर आपूर्ति सुनिश्चित की जा सके। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, युद्ध की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए हेपा फ़िल्टर जैसी क्लीनरूम तकनीकों का विकास किया गया। इन तकनीकों का मुख्य रूप से सैन्य प्रायोगिक अनुसंधान और उत्पाद प्रसंस्करण में परिशुद्धता, लघुकरण, उच्च शुद्धता, उच्च गुणवत्ता और उच्च विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए उपयोग किया गया। 1950 के दशक में, कोरियाई युद्ध के दौरान, अमेरिकी सेना को इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की व्यापक विफलता का सामना करना पड़ा। 80% से अधिक रडार विफल हो गए, लगभग 50% हाइड्रोएकॉस्टिक पोजिशनर विफल हो गए और सेना के 70% इलेक्ट्रॉनिक उपकरण विफल हो गए। घटकों की खराब विश्वसनीयता और असंगत गुणवत्ता के कारण वार्षिक रखरखाव लागत मूल लागत से दोगुनी से भी अधिक हो गई। अंततः, अमेरिकी सेना ने धूल और कारखानों के अस्वच्छ वातावरण को इसका मुख्य कारण बताया, जिसके परिणामस्वरूप पुर्जों की उत्पादन दर कम हो रही थी। उत्पादन कार्यशालाओं को सील करने के कड़े उपायों के बावजूद, समस्या का काफी हद तक समाधान हो गया। इन कार्यशालाओं में हेपा एयर फिल्टर लगाने से अंततः समस्या का हल हो गया, जिससे आधुनिक क्लीनरूम का जन्म हुआ।

1950 के दशक की शुरुआत में, अमेरिका ने हेपा एयर फिल्टर का आविष्कार और उत्पादन किया, जो क्लीनरूम तकनीक में पहली बड़ी सफलता थी। इससे अमेरिकी सेना और उपग्रह निर्माण क्षेत्रों में कई औद्योगिक क्लीनरूम स्थापित करने में मदद मिली, और बाद में विमानन और समुद्री नेविगेशन उपकरण, एक्सेलेरोमीटर, जाइरोस्कोप और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उत्पादन में इनका व्यापक उपयोग होने लगा। जैसे-जैसे अमेरिका में क्लीनरूम तकनीक तेजी से विकसित हुई, दुनिया भर के विकसित देशों ने भी इस पर शोध और इसका उपयोग शुरू कर दिया। कहा जाता है कि एक अमेरिकी मिसाइल कंपनी ने पाया कि पर्डी कार्यशाला में इनर्शियल गाइडेंस जाइरोस्कोप को असेंबल करते समय, उत्पादित प्रत्येक 10 यूनिट के लिए औसतन 120 बार रीवर्क की आवश्यकता होती थी। जब नियंत्रित धूल प्रदूषण वाले वातावरण में असेंबली की गई, तो रीवर्क की दर घटकर केवल दो रह गई। धूल रहित वातावरण और धूल भरे वातावरण (औसत कण व्यास 3 माइक्रोमीटर और कण संख्या 1000 पीसी/मीटर³) में 1200 आरपीएम पर असेंबल किए गए जाइरोस्कोप बियरिंग की तुलना करने पर उत्पाद के जीवनकाल में 100 गुना अंतर पाया गया। इन उत्पादन अनुभवों ने सैन्य उद्योग में वायु शुद्धिकरण के महत्व और आवश्यकता को उजागर किया और उस समय स्वच्छ वायु प्रौद्योगिकी के विकास के लिए एक प्रेरक शक्ति के रूप में कार्य किया।

सैन्य क्षेत्र में स्वच्छ वायु प्रौद्योगिकी का उपयोग मुख्य रूप से हथियारों के प्रदर्शन और सेवा जीवन को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है। वायु की स्वच्छता, सूक्ष्मजीवों की मात्रा और अन्य प्रदूषकों को नियंत्रित करके, स्वच्छ वायु प्रौद्योगिकी हथियारों के लिए एक सुव्यवस्थित वातावरण प्रदान करती है, जिससे उत्पादन सुनिश्चित होता है, उत्पादन क्षमता बढ़ती है, कर्मचारियों का स्वास्थ्य सुरक्षित रहता है और नियमों का अनुपालन होता है। इसके अलावा, स्वच्छ वायु प्रौद्योगिकी का व्यापक रूप से सैन्य सुविधाओं और प्रयोगशालाओं में सटीक उपकरणों और यंत्रों के सुचारू संचालन को सुनिश्चित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

अंतर्राष्ट्रीय युद्ध के प्रकोप ने सैन्य उद्योग के विकास को गति प्रदान की है। यह तेजी से विस्तार करने वाला उद्योग उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादन वातावरण की मांग करता है, चाहे वह कच्चे माल की शुद्धता में सुधार हो, पुर्जों का प्रसंस्करण और संयोजन हो, या घटकों और संपूर्ण उपकरणों की विश्वसनीयता और सेवा जीवन को बढ़ाना हो। उत्पाद प्रदर्शन पर उच्चतर अपेक्षाएं रखी जा रही हैं, जैसे कि लघुकरण, उच्च परिशुद्धता, उच्च शुद्धता, उच्च गुणवत्ता और उच्च विश्वसनीयता। इसके अलावा, उत्पादन तकनीक जितनी उन्नत होती जा रही है, उत्पादन वातावरण के लिए स्वच्छता की आवश्यकताएं भी उतनी ही बढ़ रही हैं।

क्लीनरूम तकनीक का उपयोग मुख्य रूप से सैन्य क्षेत्र में विमानों, युद्धपोतों, मिसाइलों और परमाणु हथियारों के उत्पादन और रखरखाव के साथ-साथ युद्ध के दौरान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के उपयोग और रखरखाव में किया जाता है। क्लीनरूम तकनीक वायु में मौजूद कणों, खतरनाक हवा और सूक्ष्मजीवों जैसे प्रदूषकों को नियंत्रित करके सैन्य उपकरणों की सटीकता और उत्पादन वातावरण की शुद्धता सुनिश्चित करती है, जिससे उपकरणों का प्रदर्शन और विश्वसनीयता बढ़ती है।

सैन्य क्षेत्र में क्लीनरूम के अनुप्रयोगों में मुख्य रूप से सटीक मशीनिंग, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण उत्पादन और एयरोस्पेस शामिल हैं। सटीक मशीनिंग में, क्लीनरूम धूल रहित और रोगाणु-मुक्त कार्य वातावरण प्रदान करते हैं, जिससे यांत्रिक पुर्जों की सटीकता और गुणवत्ता सुनिश्चित होती है। उदाहरण के लिए, अपोलो चंद्रमा लैंडिंग कार्यक्रम में सटीक मशीनिंग और इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण उपकरणों के लिए अत्यंत उच्च स्तर की स्वच्छता की आवश्यकता थी, जिसमें क्लीनरूम तकनीक ने महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। इलेक्ट्रॉनिक उपकरण उत्पादन में, क्लीनरूम इलेक्ट्रॉनिक घटकों की विफलता दर को प्रभावी ढंग से कम करते हैं। एयरोस्पेस उद्योग में भी क्लीनरूम तकनीक अपरिहार्य है। अपोलो चंद्रमा लैंडिंग मिशन के दौरान, न केवल सटीक मशीनिंग और इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण उपकरणों को अति-स्वच्छ वातावरण की आवश्यकता थी, बल्कि चंद्र चट्टानों को वापस लाने के लिए उपयोग किए जाने वाले कंटेनरों और उपकरणों को भी अत्यंत उच्च स्तर के स्वच्छता मानकों को पूरा करना था। इससे लैमिनार फ्लो तकनीक और क्लास 100 क्लीनरूम का विकास हुआ। विमानों, युद्धपोतों और मिसाइलों के उत्पादन में, क्लीनरूम सटीक घटक निर्माण सुनिश्चित करते हैं और धूल से संबंधित विफलताओं को कम करते हैं।

क्लीनरूम तकनीक का उपयोग सैन्य चिकित्सा, वैज्ञानिक अनुसंधान और अन्य क्षेत्रों में भी किया जाता है ताकि चरम स्थितियों में उपकरणों और प्रयोगों की सटीकता और सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके। तकनीकी प्रगति के साथ, क्लीनरूम मानकों और उपकरणों को लगातार उन्नत किया जा रहा है, और सैन्य क्षेत्र में इनका उपयोग बढ़ रहा है।

परमाणु हथियारों के उत्पादन और रखरखाव में, स्वच्छ वातावरण रेडियोधर्मी पदार्थों के प्रसार को रोकता है और उत्पादन सुरक्षा सुनिश्चित करता है। इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का रखरखाव: युद्ध के वातावरण में, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के रखरखाव के लिए क्लीनरूम का उपयोग किया जाता है, जिससे धूल और नमी का उनके प्रदर्शन पर प्रभाव नहीं पड़ता। चिकित्सा उपकरणों का उत्पादन: सैन्य चिकित्सा क्षेत्र में, क्लीनरूम चिकित्सा उपकरणों की रोगाणुहीनता सुनिश्चित करता है और उनकी सुरक्षा बढ़ाता है।

अंतरमहाद्वीपीय मिसाइलें किसी राष्ट्र की रणनीतिक सेनाओं का एक महत्वपूर्ण घटक हैं, और इनका प्रदर्शन और विश्वसनीयता सीधे तौर पर राष्ट्रीय सुरक्षा और प्रतिरोध क्षमता से संबंधित है। इसलिए, मिसाइल उत्पादन और निर्माण में स्वच्छता नियंत्रण एक महत्वपूर्ण कदम है। अपर्याप्त स्वच्छता से मिसाइल के पुर्जों में संदूषण हो सकता है, जिससे उनकी सटीकता, स्थिरता और जीवनकाल प्रभावित हो सकता है। मिसाइल इंजन और मार्गदर्शन प्रणाली जैसे प्रमुख पुर्जों के लिए उच्च स्वच्छता विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जो मिसाइल के स्थिर प्रदर्शन को सुनिश्चित करती है। अंतरमहाद्वीपीय मिसाइलों की स्वच्छता सुनिश्चित करने के लिए, निर्माता कई कड़े स्वच्छता नियंत्रण उपाय लागू करते हैं, जिनमें क्लीनरूम, क्लीन बेंच, क्लीनरूम वस्त्रों का उपयोग और उत्पादन वातावरण की नियमित सफाई और परीक्षण शामिल हैं।

क्लीनरूम को स्वच्छता स्तर के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है, जिसमें निचले स्तर उच्च स्तर की स्वच्छता को दर्शाते हैं। सामान्य क्लीनरूम ग्रेड में शामिल हैं: क्लास 100 क्लीनरूम, जिसका उपयोग मुख्य रूप से उन वातावरणों में किया जाता है जहां अत्यंत उच्च स्वच्छता की आवश्यकता होती है, जैसे कि जैविक प्रयोगशालाएं; क्लास 1000 क्लीनरूम, जो अंतरमहाद्वीपीय मिसाइल विकास के दौरान उच्च परिशुद्धता वाले डिबगिंग और उत्पादन की आवश्यकता वाले वातावरणों के लिए उपयुक्त है; क्लास 10000 क्लीनरूम, जिसका उपयोग उच्च स्वच्छता की आवश्यकता वाले उत्पादन वातावरणों में किया जाता है, जैसे कि हाइड्रोलिक या न्यूमेटिक उपकरणों की असेंबली; और क्लास 10000 क्लीनरूम, जो सामान्य परिशुद्धता उपकरण उत्पादन के लिए उपयुक्त है।

आईसीबीएम के विकास के लिए क्लास 1000 क्लीनरूम की आवश्यकता होती है। आईसीबीएम के विकास और उत्पादन के दौरान वायु की स्वच्छता अत्यंत महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से लेजर और चिप निर्माण जैसे उच्च-सटीकता वाले उपकरणों के चालू करने और उत्पादन के दौरान, जिनके लिए आमतौर पर क्लास 10000 या क्लास 1000 अति-स्वच्छ वातावरण की आवश्यकता होती है। आईसीबीएम के विकास के लिए क्लीनरूम उपकरणों की भी आवश्यकता होती है, जो विशेष रूप से उच्च-ऊर्जा ईंधन, मिश्रित सामग्री और सटीक विनिर्माण के क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सबसे पहले, आईसीबीएम में उपयोग किए जाने वाले उच्च-ऊर्जा ईंधन के लिए स्वच्छ वातावरण की सख्त आवश्यकता होती है। एनईपीई ठोस ईंधन (एनईपीई, नाइट्रेट एस्टर प्लास्टिसाइज्ड पॉलीथर प्रोपेलेंट का संक्षिप्त रूप) जैसे उच्च-ऊर्जा ईंधन का विकास एक उच्च-ऊर्जा ठोस ईंधन है, जिसका सैद्धांतिक विशिष्ट आवेग 2685 एन·एस/किलोग्राम (274 सेकंड के बराबर) है। यह क्रांतिकारी प्रणोदक 1970 के दशक के उत्तरार्ध में अस्तित्व में आया और संयुक्त राज्य अमेरिका में हरक्यूलिस कॉर्पोरेशन द्वारा सावधानीपूर्वक विकसित किया गया था। 1980 के दशक के आरंभ में, यह एक नए नाइट्रामीन ठोस प्रणोदक के रूप में उभरा। अपनी असाधारण ऊर्जा घनत्व के कारण, यह विश्व स्तर पर व्यापक उपयोग के लिए सार्वजनिक रिकॉर्ड में सबसे अधिक ऊर्जा वाला ठोस प्रणोदक बन गया। ईंधन के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाली अशुद्धियों को रोकने के लिए उत्पादन वातावरण की स्वच्छता पर कड़ा नियंत्रण आवश्यक है। स्वच्छ कक्ष में कुशल वायु निस्पंदन और उपचार प्रणालियाँ होनी चाहिए, जिनमें हेपा वायु (HEPA) और अल्ट्रा-हेपा वायु (ULPA) फिल्टर शामिल हैं, ताकि वायु में मौजूद कणों, सूक्ष्मजीवों और हानिकारक पदार्थों को हटाया जा सके। पंखे और एयर कंडीशनिंग सिस्टम को उचित तापमान, आर्द्रता और वायु प्रवाह बनाए रखना चाहिए ताकि वायु गुणवत्ता उत्पादन आवश्यकताओं को पूरा करे। इस प्रकार का ईंधन कण आकार डिजाइन (कण आकार डिजाइन ठोस रॉकेट इंजन डिजाइन का एक मुख्य मुद्दा है, जो इंजन के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को सीधे प्रभावित करता है। कण ज्यामिति और आकार चयन में इंजन संचालन समय, दहन कक्ष दबाव और थ्रस्ट सहित कई कारकों पर विचार करना चाहिए) और ढलाई प्रक्रियाओं पर अत्यधिक मांग रखता है। स्वच्छ वातावरण ईंधन की स्थिरता और सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

दूसरे, अंतरमहाद्वीपीय मिसाइलों के मिश्रित आवरणों के लिए भी स्वच्छ उपकरणों की आवश्यकता होती है। जब कार्बन फाइबर और एरामिड फाइबर जैसे मिश्रित पदार्थों को इंजन आवरण में बुना जाता है, तो सामग्री की मजबूती और हल्केपन को सुनिश्चित करने के लिए विशेष उपकरणों और प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। स्वच्छ वातावरण निर्माण प्रक्रिया के दौरान संदूषण को कम करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि सामग्री के प्रदर्शन पर कोई प्रभाव न पड़े। इसके अलावा, अंतरमहाद्वीपीय मिसाइलों की सटीक निर्माण प्रक्रिया के लिए भी स्वच्छ उपकरणों की आवश्यकता होती है। मिसाइलों के भीतर मार्गदर्शन, संचार और प्रणोदक प्रणालियों के उत्पादन और संयोजन के लिए धूल और अशुद्धियों को प्रणाली के प्रदर्शन को प्रभावित करने से रोकने के लिए अत्यंत स्वच्छ वातावरण की आवश्यकता होती है।

संक्षेप में, अंतरमहाद्वीपीय मिसाइलों के विकास में स्वच्छ उपकरण अत्यंत आवश्यक हैं। यह ईंधन, सामग्री और प्रणालियों के प्रदर्शन और सुरक्षा को सुनिश्चित करता है, जिससे पूरी मिसाइल की विश्वसनीयता और युद्ध क्षमता में सुधार होता है।

क्लीनरूम के अनुप्रयोग मिसाइल विकास तक ही सीमित नहीं हैं, बल्कि इनका व्यापक उपयोग सैन्य, एयरोस्पेस, जैविक प्रयोगशालाओं, चिप निर्माण, फ्लैट-पैनल डिस्प्ले निर्माण और अन्य क्षेत्रों में भी होता है। कंप्यूटर विज्ञान, जीव विज्ञान और जैव रसायन विज्ञान में नई तकनीकों के निरंतर विकास और उच्च-तकनीकी उद्योगों के तीव्र विकास के साथ, वैश्विक क्लीनरूम इंजीनियरिंग उद्योग ने व्यापक अनुप्रयोग और अंतर्राष्ट्रीय मान्यता प्राप्त की है। क्लीनरूम उद्योग चुनौतियों का सामना करने के साथ-साथ अवसरों से भी भरपूर है। इस उद्योग में सफलता तकनीकी प्रगति के साथ तालमेल बनाए रखने और बाजार में होने वाले परिवर्तनों के प्रति सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया देने में निहित है।