Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA»Clean Multipurpose Cover« ist das erste flexible Reinraumsystem der Welt
Reinraum on Demand
Selbst geringe Kontaminationen richten in vielen Branchen gewaltige Qualitätseinbußen an. Geraten z. B. Verunreinigungen auf Mikrochips, Raumsonden oder Linsen, kann dies zu defekten oder fehlerhaften Endgeräten führen. Um Schäden bei hochqualitativen Produkten zu vermeiden, lagern Unternehmen die betroffenen Fertigungs- und Montageschritte in Reinräume aus. Diese sind aber teuer, nicht überall verfügbar und schützen nicht vor transportbedingten Verschmutzungen. Mit dem »Clean Multipurpose Cover« hat das Fraunhofer IPA das erste Reinraumzelt der Welt entwickelt, das flexibel errichtet werden kann und durch seine Mobilität die Teile beim Transport sauber hält.
Partikuläre Verunreinigungen oder filmische Kontaminationen verursachen in vielen Industrien zusätzliche Kosten. Betroffen seien u. a. die Halbleiter-, Lebensmittel- oder Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrttechnik oder die Pharmazie. »Treten hier Verschmutzungen auf, führt das entweder zum Ausschuss oder das Werkstück muss nachgereinigt werden«, erklärt Projektleiterin Tanja Meyer vom Fraunhofer IPA. Können sich Unternehmen auf die Sauberkeit ihrer Produktionsumgebung nicht verlassen, sind Analysen im Nachgang erforderlich, so Meyer. Beides sei zeit- und kostenaufwendig.
Unternehmen umgehen das Problem, indem sie empfindliche Produkte in Reinräumen fertigen. Aber auch hier gibt es Schwierigkeiten. »Nicht allen Firmen, vor allem KMU, steht ein eigener Reinraum zur Verfügung. Zwar können sie einen mieten oder die Teile extern reinigen lassen, auf Dauer ist das aber in vielen Fällen unwirtschaftlich«, weiß Meyer. Weiterhin entstehen Kontaminationen auch beim Transport. Statische Reinräume, wie es sie heute ausschließlich gibt, können die Produkte außerhalb ihrer eigenen vier Wände nicht schützen. Die IPA-Wissenschaftler haben deshalb schon mehrfach Anfragen aus der Industrie erhalten, eine kostengünstige, flexible Lösung zu entwickeln.
Unternehmen sparen Energie- und Wartungskosten
Mit ihrem »Clean Multipurpose Cover« sind die Stuttgarter Forscher diesen Anforderungen nachgekommen. Das erste flexible Reinraumsystem der Welt verfügt über die sauberkeitstechnischen Standards eines Reinraums, lässt sich aber schnell und einfach an beliebiger Stelle errichten. Mit dem Betrieb »on demand« verspürt das Unternehmen nicht den Auslastungszwang der statischen Reinräume und spart dadurch enorme Energieund Wartungskosten. Ebenfalls ein großer Vorteil sei die geringe Montagezeit von unter einer Stunde und die sofortige Nutzbarkeit nach kurzer Anlaufphase. Für ihr System haben die Stuttgarter Forscher ein Strömungskonzept entwickelt, das sich aus TVOC-armen und abriebarmen Materialien mit angeschlossenem Filtersystem zusammensetzt. »Damit können wir eine kontaminationsfreie Fertigungsumgebung bis ISO-Klasse 3, zertifiziert nach DIN ISO 14644-1, gewährleisten«, erläutert Meyer. Das Clean Multipurpose Cover ist modular aufgebaut und lässt sich je nach Anforderung individuell konfigurieren. Erhältlich ist es in verschiedenen Größen bis zu vier Quadratmetern, wahlweise mit oder ohne Boden. Das aufgebaute System ist transportabel, wiegt in der mittleren Größe nicht mehr als 20 kg und ist dabei voll funktionsfähig.
Reinraumtauglichkeit in Labortests bestätigt
Einen ersten Prototyp haben die IPA-Wissenschaftler im Juni 2016 realisiert. »Die Testreihe in den Reinraumlaboren des Zentrums für Kontaminationskontrolle hat die Funktionsfähigkeit bestätigt«, freut sich Meyer. Unternehmen können ihr kundenspezifisches Modell ab sofort beim Fraunhofer IPA anfordern. Im Austausch mit ihren Forschungs- und Industriepartnern stellen die Wissenschaftler den Bedarf fest. Die Kosten werden kundenspezifisch ermittelt und variieren je nach Anforderung, Größe und Luftreinheitsklasse. Aktuell sind die Stuttgarter Forscher dabei, das System für branchen- und kundenspezifische Bedürfnisse wie chemische und mikrobiologische Kontaminanten weiterzuentwickeln.