Montaje de conjuntos láser en sala limpia

Ya en 2012, los expertos en tecnología láser de TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG en la planta de Ditzingen instalaron un sistema de sala limpia, en el que en cajas de flujo se montan ópticas de procesamiento y conjuntos de guía de haz láser de clase ISO 5. (Fuente: Nerling Systemräume GmbH)

Ya en 2012, los expertos en tecnología láser de TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG en la planta de Ditzingen instalaron un sistema de sala limpia, en el que en cajas de flujo se montan ópticas de procesamiento y conjuntos de guía de haz láser de clase ISO 5. (Fuente: Nerling Systemräume GmbH)

Para permitir la alta clase de pureza en las cajas de flujo y mantener todos los componentes lo más libres de partículas posible, también fuera de las cajas, en la cabina de la sala limpia, se debe mantener una clase de pureza cercana. Por lo tanto, la sala limpia tiene la clase ISO 8 y cuenta con un área adicional de montaje de clase ISO 7. (Fuente: Nerling Systemräume GmbH)

Todo el sistema de paredes y techos, que se utilizó en TRUMPF, es independiente. Además, la instalación en la sala es modular y, por lo tanto, fácil de ampliar y desmontar. (Fuente: Nerling Systemräume GmbH)

Antes de la instalación y integrada en la sala limpia, hay una máquina de limpieza ultrasónica de 7 zonas que transporta directamente el material limpio a la sala de montaje. Fue adquirida en paralelo a la sala limpia y tuvo que integrarse en la planificación. (Fuente: Nerling Systemräume GmbH)

Antes de la instalación y integrada en la sala limpia, hay una planta de limpieza ultrasónica de 7 zonas que transporta directamente el material limpio a la sala de montaje. Fue adquirida en paralelo a la sala limpia y tuvo que integrarse en la planificación. (Fuente: Nerling Systemräume GmbH)

Nerling instaló un sistema de puentes colgantes con una carga útil de 250 kg, logrando ocultar completamente dos soportes detrás de la pared de la sala limpia. Los otros dos se encuentran detrás de un revestimiento de chapa de acero en las esquinas de la habitación. (Fuente: Nerling Systemräume GmbH)

"Debido a que el desarrollo del negocio en TRUMPF es muy dinámico, queríamos desde el principio tener un sistema de sala limpia flexible", explica el Dipl.-Ing. Frank Schaffert, jefe del grupo PE Optik en TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG. "Debería poder modificarse según sea necesario o incluso trasladarse a otra ubicación si fuera necesario." (Fuente: TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG)

"También la climatización parcial por recirculación de aire se basa en un concepto modular. Esto tiene una ventaja fundamental adicional: si uno de los dispositivos falla, todos los demás siguen funcionando sin problemas", explica Jan Kürbis, gerente de proyectos de tecnología de salas limpias en Nerling Systemräume GmbH. (Fuente: Nerling Systemräume GmbH)

Al montar componentes para láseres de alto rendimiento, en las instalaciones se deben cumplir los más altos requisitos de limpieza técnica. En 2012, los expertos en tecnología láser de TRUMPF instalaron en la sede de la empresa en Ditzingen un sistema de sala limpia ISO 8. Los constructores de salas limpias encargados, Nerling Systemräume GmbH, diseñaron este sistema según un concepto modular; ahora puede ser utilizado de manera especialmente flexible, reconfigurado según sea necesario e incluso trasladado a otra ubicación. Además, toda la instalación es independiente, de modo que las vibraciones de las máquinas de punzonado del centro de producción en el piso superior no se transmiten. Además, a pesar de una altura de techo en bruto de aproximadamente 3,60 m, con soportes e instalaciones en el techo, se logró una altura libre de 2,90 m mediante un plenum muy bajo. En 2014, se amplió la instalación para obtener capacidades adicionales y se instaló un sistema de grúas, cuyos soportes se integraron casi invisiblemente en la estructura portante.

“En la sala limpia se montan ópticas de procesamiento y grupos de construcción de guía de haz láser. Esto ocurre en su mayor parte en cajas de flujo de clase ISO 5”, explica el ingeniero diplomado Frank Schaffert, jefe de grupo PE Optik en TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG. Estas condiciones son un requisito para que los componentes estén libres de partículas mayores de 50 µm. “Tales partículas se quemarían en las lentes al calentarse con el láser, causarían sombras y harían que la máquina láser deje de cortar correctamente. La consecuencia sería una falla de la unidad”, continúa Schaffert. Por ello, en TRUMPF se retiran manualmente las partículas orgánicas de este tamaño de las ópticas mediante luz ultravioleta en un paso de trabajo separado. Para permitir el alto nivel de pureza en las cajas de flujo y mantener todos los componentes lo más libres de partículas posible, también fuera de las cajas, en la cabina de la sala limpia, se debe mantener una clase de limpieza cercana. La sala limpia de 9,75 x 9,66 m encargada en 2012 por Nerling, con pasillo para personal, tiene la clase ISO 8 y cuenta con un área adicional de montaje de clase ISO 7.

Antes de la montaje y en la integración en la sala limpia, también hay una planta de limpieza ultrasónica de 7 zonas, que transporta el material limpio directamente a la sala de montaje. También está conectado un láser de disco, que se usa para la aceptación de las ópticas montadas. Además de la planta de limpieza y la sala láser con vestíbulo y dos pasillos de material accesibles, en el sistema de 31,03 x 10,20 m en total, hasta la ampliación de 2014, también había una sala limpia y una oficina. Para aumentar las capacidades en el área de montaje, estas áreas fueron recientemente reconvertidas a sala limpia ISO 8 y se integró un sistema de grúas en la estructura portante.

Sistema modular de sala limpia ampliable y desmontable

“Un requisito importante era obtener un sistema de sala limpia lo más flexible posible”, explica Schaffert. “Debe poder reconfigurarse o ampliarse según sea necesario y, si es preciso, incluso trasladarse a otra ubicación”. Por ello, debía ser lo más independiente posible, tener su propia estructura portante y no colgar del techo. Esto también debía evitar que las vibraciones, provocadas por máquinas de punzonado en el piso superior, se transmitieran a la sala limpia.

“Para cumplir con estos requisitos, en la construcción del techo se utilizó un sistema completamente soportado, que se extiende libremente más de 10 m”, comenta Jan Kürbis, gerente de proyectos de tecnología de salas limpias en Nerling Systemräume GmbH. “Todo el sistema de paredes y techo que usamos en TRUMPF es independiente”. Además, la instalación de la sala es modular y, por tanto, no solo fácil de ampliar, sino también de desmontar. “Los elementos liberados pueden reutilizarse de forma sistemática en una reconfiguración. Por ejemplo, reutilizamos elementos de pared del oficina que desmontamos durante la ampliación de este año en otra parte de la instalación”, explica Kürbis.

Lámparas y FFU intercambiables

El sistema de climatización parcial de recirculación también se basa en un concepto modular con unidades de enfriamiento zonales y autónomas con evaporadores directos. “Esto tiene otra ventaja fundamental: si una de las unidades falla, las demás continúan funcionando sin problemas”, explica Kürbis. También es posible aumentar la capacidad de enfriamiento de la instalación en Ditzingen agregando más unidades. Lo mismo aplica para las unidades modulares de filtros y ventiladores (FFU) con tecnología EC eficiente en energía, responsables de la separación de partículas según las clases de limpieza requeridas y que aspiran aire acondicionado desde el plenum superior. Además, tienen las mismas dimensiones que las luminarias especiales con rejilla de espejos, por lo que pueden intercambiarse según sea necesario.

El suministro de aire de toda la instalación a través de la sala para cubrir el intercambio de aire higiénico y mantener la presión positiva en la zona de sala limpia se realiza mediante un sistema de ventilación separado con una capacidad de extracción de 1.000 a 1.500 m³/h. La tecnología de medición, control y automatización (MSR), instalada en dos armarios de control junto a la pared de la cabina de la sala limpia, permite gestionar y supervisar las unidades de climatización, el sistema de ventilación y todos los FFU a través de una pantalla web a color de 15 pulgadas. “Así, cada sala puede ser monitorizada individualmente y cada componente visualizado gráficamente”, explica Kürbis.

Plenum extremadamente bajo

Uno de los mayores desafíos en este proyecto fue la limitación de espacio en la estructura existente, en la que se debía integrar la instalación de la sala limpia. “La altura del techo en bruto era de 3,645 m, relativamente baja, y había muchas instalaciones en el techo que debían considerarse en la planificación”, comenta Schaffert. Para lograr una altura libre de 2,9 m en la sala limpia, se construyó un plenum muy bajo. La tecnología se planificó detalladamente y se utilizaron unidades FFU especialmente bajas en diseño personalizado.

La planta de limpieza se adquirió en paralelo a la sala limpia y tuvo que integrarse en la planificación. Esto fue especialmente importante, ya que la planta se entregó solo tras la finalización de la sala limpia. “Dado que entregamos nuestras instalaciones de salas limpias en su totalidad listas para usar, actuando como contratista general para nuestros clientes, también nos encargamos de la coordinación técnica, de plazos y de control con el fabricante del sistema”, explica Kürbis. Además, se integró en el control del sistema una planta de extracción existente para la planta de limpieza.

Instalación de sala limpia visualmente atractiva

“Para nosotros fue especialmente importante que los soportes del sistema de grúas, que también se integró en la estructura portante de la sala limpia en 2014 durante la ampliación, fueran lo menos visibles posible”, explica Schaffert. Nerling instaló un sistema de grúa doble Demag KBK con capacidad de 250 kg, una longitud de vía de aproximadamente 5,50 m y una longitud de soporte de aproximadamente 4,0 m, equipado con un polipasto eléctrico de cadena. “La estructura de acero del sistema para la grúa y la cubierta del techo tiene unas dimensiones totales de 9,42 x 5,86 m”, explica Kürbis. “En los soportes, pudimos ocultar dos completamente detrás de la pared de la sala limpia. Los otros dos están ocultos tras una cubierta de chapa en las esquinas de la sala”.

TRUMPF valoró fundamentalmente la apariencia de la instalación, tanto por fuera como por dentro. “Debe integrarse armónicamente en la arquitectura moderna del campus”, dice Schaffert. Por ello, por ejemplo, todas las ventanas están completamente acristaladas y las líneas eléctricas se alojan en las paredes huecas, de modo que no se ven canaletas en la sala. Como los equipos exteriores, cuya ubicación es visible desde el centro de producción, también deben ser lo más estéticos posible, las tuberías de refrigeración se instalaron subterráneamente.

“Estamos muy satisfechos con la implementación del sistema modular de sala limpia por Nerling y con su ampliación este año”, afirma Schaffert. La ampliación permitió crear espacio para diez puestos de trabajo adicionales, cinco de los cuales ya están en funcionamiento. “Todavía tenemos capacidad para el futuro”, concluye el jefe del grupo.