Link Magazine: Miniaturisierung treibt die Nachfrage nach Reinräumen voran

Quelle: LINK magazine 

Da Genauigkeiten, Auflösungen und das Risiko von Verunreinigungen ständig zunehmen, steigt die Nachfrage nach Reinräumen rasant. Sauberes Arbeiten, saubere Montage, saubere Verpackung und saubere Lieferung sind die Norm, die vor allem von anspruchsvollen Kunden diktiert wird. Als Antwort darauf statten OEMs und Zulieferer ihre Betriebe zunehmend mit Reinräumen und Flow-Boxen aus. Angesichts der unterschiedlichen Anforderungen an die Reinheitsklasse und der Forderung nach geringerem Energieverbrauch handelt es sich dabei immer häufiger um modulare Lösungen, die flexibel sind und an die aktuellen und zukünftigen Anforderungen angepasst werden können. Ein gutes Beispiel dafür sind die von ProCleanroom bei Bronkhorst High-Tech in Ruurlo installierten modularen Reinräume und integrierten Flow-Boxen.

Harold Veldkamp, Contamination Control Specialist bei Bronkhorst High-Tech: „Dieses modulare System ermöglicht es uns, unsere fünf Räume unabhängig voneinander zu betreiben.“ Foto: Bronkhorst

Von Frank Senteur

„Wir verkaufen Reinräume und Flow-Boxen seit 2009 und entwickeln und produzieren sie seit 2016 auch selbst“, sagt Niels Ferguson, Geschäftsführer von ProCleanroom in Valkenswaard. „Mittlerweile verfügen wir über ein breites Portfolio an Produkten und Dienstleistungen und entwickeln, produzieren und installieren unsere Lösungen mit einem Team von 22 festen Mitarbeitern. Wir sind auch für die Durchführung von Validierungen gemäß der ISO 14644-1/3-Norm akkreditiert – sozusagen der TÜV für Reinräume.“

Früher waren Reinräume oft feste Räume, die basierend auf dem erforderlichen Reinheitsgrad integral gemäß einer bestimmten ISO-Klasse konditioniert wurden. „Das bot wenig Flexibilität und unnötig hohe Betriebs- und Energiekosten“, so Ferguson. Solche Reinräume bieten in der richtigen Konfiguration sicherlich noch eine passende Lösung für Anwendungen, bei denen ein strenges Temperatur- und Feuchtigkeitsregime erforderlich ist. Ferguson sieht jedoch einen klaren Trend zu modularen Reinräumen, die aus mehreren Bereichen mit unterschiedlichen Reinheitsklassen bestehen. „Diese Bereiche werden oft durch integrierte Flow-Boxen ergänzt, um lokal die kritischsten Bedingungen zu realisieren und gleichzeitig flexibel arbeiten zu können“, erklärt er.

Die Reinräume passen sich zukünftigen sich ändernden Anforderungen und Wünschen an. Sie sind sogar komplett verlagerbar, aber vor allem flexibel in Bezug auf Layout und Spezifikation. „Mit Flow-Boxen können Sie die Reinheit an bestimmten Stellen beispielsweise um den Faktor 1.000 verbessern. Im allgemeinen Bereich kann dann eine niedrigere Reinheitsklasse verwendet werden, wodurch insgesamt Betriebs- und Energiekosten eingespart werden.“ Hierzu trägt auch der Einsatz energieeffizienter, drehzahlgeregelter Gleichstrommotoren für die Lüftungssysteme bei, die einen Großteil der Kosten ausmachen.

Weltspitze
Ein gutes Beispiel für diesen neuen Trend sind die modularen Hardwall-Reinräume, die im Hauptsitz von Bronkhorst High-Tech in Ruurlo installiert wurden. Dieses Unternehmen gehört zur Weltspitze im Bereich hochpräziser Durchflussmesser, Durchflussregler und Druckregler für Gase und Flüssigkeiten. „In den Reinräumen produzieren wir hauptsächlich Durchflussmesser für die Halbleiterindustrie“, sagt Harold Veldkamp. „Es gibt keinen Prozess, in dem nicht gemessen wird, weshalb unsere Durchfluss- und Druckinstrumente auch in der Pharmazie, bei Solarmodulen, in der Lebensmittelindustrie, im Öl- und Gassektor sowie in Bioreaktoren zu finden sind.“ Bronkhorst ist auf Durchflussmesser für sehr genaue niedrige Durchflüsse spezialisiert, mit Werten von 5 mg/Stunde bis zu 10.000 m³/Stunde. „Mit einem neu im eigenen Haus entwickelten Chipsensor konnten wir unsere Messgeräte noch schneller und genauer machen.“

Völlig Sauber
Veldkamp, der auch in der Association Contamination Control Netherlands (VCCN) aktiv ist, kam dort mit dem modularen Reinraumkonzept von ProCleanroom in Kontakt. „Unsere Durchfluss- und Druckinstrumente müssen absolut sauber geliefert werden, denn wenn sie in eine Maschine in der Halbleiterwelt gelangen und noch Schmutz enthalten wären, wären die Folgen unabsehbar. Für die Durchführung von Arbeiten wie Reinigung, Montage, Prüfung und Verpackung von Gas- und Flüssigkeitsdruckreglern in einer ISO-6-Umgebung gemäß einem vorab festgelegten Arbeitsablauf benötigten wir neue Reinräume.“

„DIE REINRÄUME PASSEN SICH VERÄNDERNDEN ANFORDERUNGEN UND WÜNSCHEN AN“

Um die technischen Spezifikationen zu erfüllen, teilte ProCleanroom den 120 Quadratmeter großen Raum bei Bronkhorst in fünf modulare ISO-Klasse-7-Reinraumzellen von jeweils 24 Quadratmetern auf. Diese haben eine Innenhöhe von 2,7 m und sind alle mit einer eigenen Lichtsteuerung, Schiebetür und Durchführungen für Versorgungsleitungen ausgestattet. Zudem verfügt jede Zelle über eine eigene Laminar-Flow-Einheit mit ISO-Klasse-5-Klassifizierung.

Zellenstruktur
„Die Flexibilität dieses modularen Reinraumsystems ermöglicht es, die fünf Räume unabhängig voneinander zu betreiben“, sagt Veldkamp. „Ein großer Vorteil ist, dass eine eventuelle Erweiterung des Reinraums den bestehenden Arbeitsprozess nicht beeinträchtigt. Das Hinzufügen eines zusätzlichen Moduls ist eine vollständige Skalierung der Reinraumkapazität.“

Die Produktion ist in Zellen mit zwei bis drei Mitarbeitern unterteilt. Mit diesem modularen Konzept erreicht die umgebende Halle ISO-7, während die darin platzierten Reinräume im Betrieb ISO-6 erzielen. „Mit diesem Ansatz haben wir eine sehr schöne Kombination aus einer Gesamt-Reinheit im umgebenden Raum und einer höheren Reinheit in den Zellen bei minimalen Energiekosten. Die Reinraummodule können später jederzeit sehr einfach versetzt werden.“ Upgrades sind ebenfalls schnell möglich und erfordern nur eine Anpassung der Filtersysteme.

Full-Service-Anbieter
Ferguson fasst abschließend zusammen: „Als Gesamtanbieter von Reinraumlösungen bieten wir nicht nur das Engineering und die Realisierung der Reinräume selbst an, sondern Kunden können sich auch für die periodische ISO-Validierung, die komplette Einrichtung und die Verbrauchsmaterialien an uns wenden. Über unseren Webshop bieten wir mehr als zweitausend Produkte an und liefern viele direkt ab Lager. Auf diese Weise können wir unsere Kunden vollständig entlasten.“

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