Čistý vzduch u Plansee

V čisté místnosti o rozloze 400 m² Reinraum CleanCell4.0® třídy ISO 6 jsou vyráběny součástky pro výrobu polovodičů.

Protože na stropu na staveništi nebylo možné zavěšení, byl čistý prostor navržen jako samonosná konstrukce z nosníků z hliníkových profilů.

Speciální čistící místnosti a rolovací vrata s bezkontaktním ovládáním zajišťují bezpečný průběh procesů.

Materiálové přepážky a dveře obsahují inteligentní osvětlení, které zohledňuje dobu čištění a ukazuje, kdy je možné dveře otevřít.

Skupina Plansee, se sídlem v rakouském Reutte, je specializována na práškovou metalurgickou zpracování vysoce technických kovů molybdenu a wolframu. Neustálé investice do vývoje nových produktů a zlepšení procesů zajišťují udržitelný provoz a zaměstnanost přibližně 2400 zaměstnanců. Nyní byl uveden do provozu téměř 400 m² velký čistý prostor třídy ISO 6, který splňuje vysoké bezpečnostní normy polovodičového průmyslu.

Čistá metalurgie

S více než 14 000 zaměstnanci na 50 výrobních místech dosáhla soukromá společnost skupina Plansee v účetním roce 2018/2019 obratu 1,5 miliardy eur a patří tak mezi světové lídry v práškové metalurgii wolframu a molybdenu. V Rakousku, kde společnost vznikla v roce 1921 jako Metallwerk Plansee, sídlí její centrála a největší výrobní závod.

Když si při představě kovozpracovatelského podniku nejprve představíme výrobu s třískami, prachem a špínou, u společnosti Plansee je přesný opak pravdou. Firma se zaměřuje na vysokotavitelné kovy, jako je wolfram a molybden, které mají zvláštní vlastnosti, například vysokou odolnost a dobrou vodivost. Nejprve jsou kovy upraveny na vysoce čisté prášky, které jsou následně stlačeny, sintrány a mechanicky opracovány. Polotovary a komponenty jsou potřebné v elektronickém průmyslu, při výrobě polovodičů a v lékařské technice. Absolutní čistota ve výrobě má tedy nejvyšší prioritu.

Pro aktuální výrobu dílů pro výrobu polovodičů se proces odehrává přímo uvnitř čistého prostoru třídy ISO 6. V moderním čistém prostoru CleanCell4.0®, který byl nainstalován v roce 2019, jsou montovány díly a komponenty z molybdenu a jiných materiálů, které již i nejmenší kontaminace mohou narušit jejich funkci. Kontaminace citlivých dílů částicemi musí být naprosto vyloučena. Více než polovina z 400 m² výrobní plochy splňuje přísné požadavky na čistotu třídy ISO 6.

Čistící technologie s energeticky úsporným oběhem vzduchu

S pomocí laminar flow jednotek integrovaných do stropu, vybavených vysokovýkonnými filtry ULPA15, je do čistého prostoru zaváděn čistý vzduch. Bezpečné proudy vzduchu bez částic vytlačují částice vzduchem dolů a jsou následně odváděny z prostoru do recirkulačního systému. Tento výměna vzduchu je prováděna až 60krát za hodinu. Oběh vzduchu a zpětný odvod probíhá uvnitř stěn čistého prostoru. Již ochlazený a filtrováný vzduch je veden v uzavřeném okruhu, což přispívá k velmi efektivnímu provozu čistého prostoru. Navíc systém vzduchového oběhu uvnitř stěn umožňuje optimální využití prostoru. Společnost Plansee se rozhodla pro systém čistého prostoru od firmy Schilling Engineering. Projektový inženýr Mario Kuisle vysvětluje výhody tohoto systému:

„Oběh vzduchu systému CleanCell4.0 nás od začátku přesvědčil. Díky tomu můžeme dlouhodobě šetřit na energetických nákladech. Důležité bylo také to, že systém uvnitř stěn zajišťuje optimální využití prostoru. Čistý prostor byl přesně přizpůsoben našim podmínkám.“

Specifické podmínky staveniště vyžadovaly několikeré úpravy, aby byl čistý prostor přesně přizpůsoben potřebám zákazníků. Projektový inženýr vzpomíná na některé výzvy, které musela řešit firma navrhující čistý prostor:

„Strop haly společnosti Plansee je z hlediska statiky nevhodný pro zavěšení, například kvůli očekávané zátěži sněhem. Proto byl strop čistého prostoru konstruován jako samonosná konstrukce z hliníkových profilů. Strop je přístupný a je vybaven pevnými chodebními cestami. Velkou výhodou této konstrukce je, že čistý prostor byl navržen bez podpěr a sloupů.“

Modulární uspořádání

Další výzvou byla požadovaná výška čistého prostoru, která byla s čtyřmetrovou vnitřní výškou vyšší než běžné čisté prostory. Výšku, nutnou například pro instalaci měřicích strojů, bylo možné dosáhnout pomocí demontovatelných stěnových prvků. Také strop s 67 jednotkami čistého vzduchu je modulární a lze jej flexibilně upravovat. Modulární systém čistého prostoru CleanCell4.0® umožňuje flexibilní plánování budoucího využití, jak vysvětluje Mario Kuisle:

„Modulární uspořádání systému čistého prostoru nám velmi pomohlo při rozhodování o investicích. Chtěli jsme mít možnost rychle a flexibilně přestavět čistý prostor na jiné výrobní procesy. Momentálně vyrábíme pro výrobu polovodičů a výrobní stroje jsme začlenili do stěn čistého prostoru. Díky modulárním stěnám a stropům můžeme v budoucnu upravit uspořádání podle změn v kapacitě.“

Inteligentní řízení

Homogenně integrovány do hliníkových lišt stropu jsou stmívatelné LED osvětlení, které s 1000 luxy zajišťuje rovnoměrné osvětlení s minimem stínů a přispívá k úspoře energie. Dveře a materiálové komory jsou rovněž osvětlovány LED diodami a vizualizují, zda je možné dveře otevřít, nebo je třeba je nejdříve zavřít kvůli vyrovnání tlaku a aktivnímu proplachu. Inteligentní řízení zajišťuje připojený systém CR-Control®, který umožňuje řídit a sledovat jednotlivé filtrační jednotky, důležité provozní údaje, jako je teplota a vlhkost, a klimatickou techniku. Vysoce přesná klimatická technika udržuje teplotu v prostoru s odchylkou pouhých +/- 1 °C a je navržena tak, aby byla extrémně energeticky efektivní při úpravě vzduchu.

Mario Kuisle je velmi spokojen s prvních měsíci provozu čistého prostoru: „Čistý prostor funguje bezvadně. Technologie je velmi složitá, ale dokonale sladěná a promyšlená. Energetická optimalizace byla pro nás velmi důležitá. S použitím tepelného čerpadla můžeme dlouhodobě ušetřit na nákladech na energie. Také máme možnost naprogramovat noční snížení teploty. Velmi pozitivní jsou také tiché filtry a dobré osvětlení, což usnadňuje každodenní práci v čistém prostoru.“