Montage d'ensembles laser en salle blanche

Déjà en 2012, les experts en technologie laser de TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG ont installé une salle blanche sur le site de Ditzingen, où des optiques de traitement et des groupes de guidage laser sont assemblés dans des flux en classe ISO 5. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Déjà en 2012, les experts en technologie laser de TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG ont installé une salle blanche sur le site de Ditzingen, où des optiques de traitement et des groupes de guidage laser de classe ISO 5 sont assemblés dans des flowboxes. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Pour permettre un niveau de pureté élevé dans les Flowboxen et maintenir tous les composants aussi exempts de particules que possible, il est également nécessaire de respecter un niveau de pureté proche à l'extérieur des boîtes, dans la cabine de salle blanche. La salle blanche a donc la classe ISO 8 et dispose d'une zone de montage supplémentaire de classe ISO 7. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

L'ensemble du système mural et de plafond utilisé chez TRUMPF est autonome. De plus, l'installation de la pièce est modulable, ce qui la rend facilement extensible et démontable. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Avant le montage et intégré dans la salle blanche se trouve un système de nettoyage ultrasonique à 7 zones, qui transporte directement le matériel nettoyé vers la salle de montage. Il a été acquis parallèlement à la salle blanche et a dû être intégré à la planification. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Avant l'assemblage et intégrée dans la salle blanche, une installation de nettoyage par ultrasons à 7 zones, qui transporte directement le matériel nettoyé dans la salle d'assemblage. Elle a été achetée parallèlement à la salle blanche et a dû être intégrée à la planification. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Nerling a installé une installation de ponts roulants avec une charge utile de 250 kg, dont deux supports ont pu être entièrement dissimulés derrière le mur de la salle blanche. Les deux autres se trouvent derrière un revêtement en tôle d'acier dans les coins de la pièce. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

« Comme le développement commercial chez TRUMPF est très dynamique, nous voulions dès le départ disposer d'une installation de salle blanche flexible », explique Dipl.-Ing. Frank Schaffert, chef de groupe PE Optique chez TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG. « Il faut pouvoir la modifier si nécessaire ou éventuellement la déplacer vers un autre site. » (Source : TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG)

« Même la climatisation partielle par circulation d'air repose sur un concept modulaire. Cela présente un avantage fondamental supplémentaire : si l’un des appareils tombe en panne, tous les autres continuent de fonctionner sans problème », explique Jan Kürbis, chef de projet en technologie des salles blanches chez Nerling Systemräume GmbH. (Source : Nerling Systemräume GmbH)

Lors de l'installation de composants pour des lasers haute performance, les locaux doivent respecter les normes les plus strictes en matière de propreté technique. En 2012, les experts en technologie laser de TRUMPF ont donc installé une salle blanche ISO 8 dans le siège de l'entreprise à Ditzingen. Les constructeurs de salles blanches mandatés par Nerling Systemräume GmbH ont conçu cette installation selon un concept modulaire ; celle-ci peut désormais être utilisée de manière très flexible, modifiée si nécessaire et même déplacée vers un autre site. L'ensemble de l'installation est également autonome, de sorte que les vibrations des presses plieuses des machines situées à l'étage supérieur dans le centre de démonstration ne se transmettent pas. De plus, malgré une hauteur de plafond brute d'environ 3,60 m, avec des sous-plafonds et des installations de plafond, une hauteur de plafond utile de 2,90 m a été réalisée grâce à un plafond très bas. En 2014, l'installation a été étendue pour augmenter ses capacités, et une installation de pont roulant a été intégrée, ses supports étant presque invisibles dans la structure porteuse.

« Dans la salle blanche, on monte des optiques de traitement et des groupes de guidage de faisceau laser. Cela se fait principalement dans des flowboxes de classe ISO 5 », explique Dipl.-Ing. Frank Schaffert, chef de groupe PE Optik chez TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG. Ces conditions sont une exigence pour que les composants soient exempts de particules supérieures à 50 µm. « De telles particules s'incorporeraient dans les lentilles lors du chauffage par le laser, provoquant des ombres et empêchant la machine laser de couper correctement. La conséquence serait une panne de l'unité », poursuit Schaffert. Les particules organiques de cette taille sont donc manuellement enlevées des optiques à l'aide de lumière ultraviolette lors d'une étape spécifique chez TRUMPF. Pour permettre ce haut niveau de propreté dans les flowboxes et maintenir toutes les composants aussi exempts de particules que possible, un niveau de propreté proche doit également être respecté en dehors des boxes, dans la cabine de salle blanche. La salle blanche de 9,75 x 9,66 m commandée par Nerling en 2012, avec sas pour le personnel, possède donc la classe ISO 8 et dispose d'une zone de montage supplémentaire de classe ISO 7.

Avant le montage et intégré dans la salle blanche, une installation de nettoyage par ultrasons à 7 zones, qui transporte directement le matériel nettoyé dans la salle de montage, a été installée. Un laser à disque, destiné à la vérification des optiques montées, est également relié. En plus de la salle de nettoyage et de la salle laser avec un vestibule, ainsi que deux sas d'accès pour le matériel, la zone système de 31,03 x 10,20 m comprenait jusqu'à son extension en 2014 une salle blanche et un bureau. Pour augmenter la capacité dans la zone de montage, ces espaces ont récemment été transformés en salle blanche ISO 8, et une installation de pont roulant a été ajoutée à la structure porteuse.

Système modulaire de salle blanche extensible et démontable

« Un des critères principaux était d'obtenir une installation de salle blanche aussi flexible que possible », explique Schaffert. « Elle devait pouvoir être modifiée ou étendue selon les besoins, voire déplacée vers un autre site si nécessaire. » Pour cette raison, elle devait être totalement autonome, posséder sa propre structure porteuse et ne pas être suspendue au plafond. Cela devait également empêcher la transmission de vibrations, provoquées par des presses plieuses dans l'étage supérieur, à la salle blanche.

« Pour répondre à ces exigences, un système porteur entièrement supporté a été utilisé dans la construction du plafond, capable de supporter une portée libre de plus de 10 m. Les poutres du plafond ont été partiellement posées sur des murs de système, et nous utilisons également des portails autoportants dans la zone des murs de construction », explique Jan Kürbis, chef de projet en technologie de salle blanche chez Nerling Systemräume GmbH. « Tout le système de murs et de plafond que nous avons utilisé chez TRUMPF est autoportant. » De plus, l'installation est construite de manière modulaire, ce qui la rend non seulement facilement extensible, mais aussi démontable. « Les éléments libérés peuvent être réutilisés de manière conforme lors d'une reconstruction. Par exemple, nous avons réutilisé certains éléments de mur du bureau, démontés lors de l'extension cette année, à un autre endroit dans l'installation », précise Kürbis.

Ampoules et FFU interchangeables

Le sous-climatisme de recyclage d'air repose également sur un concept modulaire avec des climatiseurs à évaporateur direct zonaux, entièrement autonomes. « Cela présente un avantage fondamental : si un appareil tombe en panne, tous les autres continuent de fonctionner sans problème », explique Kürbis. Il est également possible d'augmenter la puissance de refroidissement de l'installation à Ditzingen en ajoutant plus d'appareils. La même flexibilité s'applique aux unités de filtration-ventilateurs modulaires (FFU) équipées de technologie EC économe en énergie, responsables de la filtration des particules selon les classes de propreté requises, aspirant l'air conditionné du plénum supérieur. Ces unités ont également les mêmes dimensions que les luminaires spéciaux avec insert à grille miroir, ce qui permet leur échange selon les besoins.

Le système d'alimentation en air de toute l'installation, assurant le renouvellement hygiénique de l'air et le maintien de la pression positive dans la zone salle blanche, est assuré par un système de ventilation séparé avec une capacité de 1 000 à 1 500 m³/h d'air de hall. La technique de contrôle et de surveillance utilisée, installée dans deux armoires électriques directement sur le mur de la cabine de salle blanche, permet de gérer et de surveiller les climatiseurs, le système de ventilation et tous les FFU via un affichage Web couleur 15 pouces. « Ainsi, chaque pièce peut être surveillée individuellement et chaque composant visualisé graphiquement », explique Kürbis.

Plénum exceptionnellement bas

Un des plus grands défis de ce projet a été de gérer les contraintes d'espace de la structure existante, dans laquelle la zone système devait être intégrée. « La hauteur du plafond brut était relativement basse, à 3,645 m, et il y avait de nombreux sous-plafonds et installations de plafond à prendre en compte lors de la planification », explique Schaffert. Pour réaliser une hauteur de plafond utile de 2,9 m dans la salle blanche, un plénum très bas a été construit. La technique a été planifiée en détail, et des FFU spécialement conçus en version sur mesure ont été utilisés.

La salle de nettoyage a été commandée parallèlement à la salle blanche et intégrée à la planification. Cela était particulièrement important car l'installation n'a été livrée qu'après la finalisation de la salle blanche. « Comme nous livrons généralement nos installations clés en main, en tant qu'entrepreneur général pour nos clients, nous avons également pris en charge la coordination technique, temporelle et de contrôle avec le fabricant de l'installation », explique Kürbis. De plus, une installation d'aspiration existante a été intégrée au système de contrôle de l'installation de nettoyage.

Installation esthétique

« Pour le pont roulant, intégré dans la structure porteuse de la salle blanche lors du projet d'extension en 2014, il était particulièrement important que les supports soient aussi peu visibles que possible », explique Schaffert. Nerling a installé un pont roulant suspendu Demag KBK à double poutre, avec une charge utile de 250 kg, une longueur de voie d'environ 5,50 m et une portée de portique d'environ 4,0 m, équipé d'une grue électrique à chaîne. « La structure en acier du système pour le pont roulant et la finition du plafond ont une dimension totale de 9,42 x 5,86 m », précise Kürbis. « Nous avons pu dissimuler deux supports complètement derrière le mur de la salle blanche. Les deux autres sont cachés derrière un habillage en tôle d'acier dans les coins de la pièce. »

TRUMPF attache une importance fondamentale à l’aspect esthétique de l’installation, tant de l’extérieur que de l’intérieur. « Elle devait s’intégrer harmonieusement à l’architecture moderne du site », explique Schaffert. C’est pourquoi, par exemple, toutes les fenêtres ont été vitrées de manière continue et les câbles électriques intégrés dans les murs creux, afin qu’aucun conduit électrique ne soit visible dans la pièce. Les unités de climatisation extérieures, dont l’emplacement est visible directement depuis le centre de démonstration, ont également été installées de manière à être aussi esthétiques que possible, avec des conduites de refroidissement enterrées.

« Nous sommes extrêmement satisfaits de la mise en œuvre de l’installation modulaire de salle blanche par Nerling et de son extension cette année », déclare Schaffert. « Grâce à cette extension, nous avons gagné de la place pour dix postes de travail supplémentaires, dont cinq sont déjà équipés. » Nous disposons donc encore de capacités pour l’avenir », conclut le chef de groupe.