tisztasági előírásoknak megfelelő gyártóberendezések a<br>

tisztasági előírásoknak megfelelő gyártóberendezések a Méret szerint

Kezdő találkozó az ipari szövetségben »Cleanroom Suitable Materials CSM«, 2009. január 28-án a Fraunhofer IPA-nál Stuttgartban

Kezdeti helyzet

Számos technikai komponens esetében a növekvő teljesítmény és sebesség, valamint a súly és az energiaigény csökkentése érdekében miniatürizálási folyamat valósul meg. Ez a több évtizede megfigyelhető és tartós tendencia a szerkezetek miniatürizálásában a tudományban és technikában nem utolsósorban a kontrollált „tiszta” gyártási környezetek biztosítását teszi szükségessé. Feladata, hogy minimalizálja a termék károsodását okozó hatásokat. Az általuk létrehozott, levegő szűrésével kialakított, „Tisztatér” néven ismert környezetek – eredetileg főként mikroelektronika és mikrorendszerek számára fejlesztve – mára szinte minden magas technológiai szektorra jellemzőek.

Az iparágtól és folyamattól függően különböző tisztasági faktorok káros hatással lehetnek a termelésre. Egy 2003-ban a Fraunhofer IPA által végzett felmérés megerősítette, hogy a piaci szereplők számára a legnagyobb veszély a tiszta gyártásban továbbra is a részecskék – mikrométeres tartományban lévő legkisebb részecskék – jelenléte, ezt követik a molekuláris szennyeződések (gázkibocsátás) és az elektrosztatikus kisülési jelenségek (ESD).

A szennyeződés okai között az utóbbi években változás figyelhető meg: a tisztatér maga már csak csekély mértékben befolyásolja a gyártás szennyeződéseit. Az is, hogy a személyzet, amely még kb. 15 évvel ezelőtt is a legnagyobb hatással bírt a gyártási környezet tisztaságára, a kritikus területekről való kiszorításával egyre kevésbé jelent szennyezési potenciált. Ezzel szemben a gyártási berendezések automatikus megoldásainak növekvő alkalmazása jelentősen növeli a berendezések által okozott szennyezés kockázatát, amelyet a szakértők jelenleg több mint 40%-ra becsülnek.

A gyártóberendezések és azok anyagai – amelyek általában közvetlen kapcsolatban állnak a termékkel – egyre inkább a legfontosabb, befolyásolható szennyező forrássá válnak a tiszta gyártásban. Ez a tendencia tükröződik a Fraunhofer IPA által végzett felmérés eredményeiben is: a tiszta gyártás működtetőinek 91%-a a gyártási anyagok tisztaságának megfelelőségét tartja a legfontosabb, ellenőrizendő tényezőnek. Több mint 85%-uk szerint szükség van egy anyag- és termékadatbázisra, amely információkat tartalmaz azok tisztaságának megfelelőségéről. Az ipar számára rendkívül fontos, de eddig kevéssé kutatott feladat, hogy az anyagokat úgy válasszák ki, hogy minimális vagy nem kritikus szennyeződések keletkezzenek.



Az ipari szövetségben végzett piackutatás eredményeként kialakult visszacsatolásnak köszönhetően a Fraunhofer IPA megalapította az »Cleanroom Suitable Materials CSM« ipari szövetséget.

Az ipari szövetség fő célja, hogy segédanyagokat biztosítson az olyan berendezéstervezők számára, amelyek segítségével kiválaszthatók a tisztaságtűrő anyagok. Ennek alapfeltétele a szoros kommunikáció az végfelhasználók és a gépgyártók között. A megfelelő platform az ipari szövetség: a releváns iparágak kulcsszereplői közösen dolgoznak a Fraunhofer IPA-val, hogy megbízható módszereket dolgozzanak ki az anyagok tisztaságtűrésének vizsgálatára és értékelésére (lásd az 1. ábrát). Különösen fenntarthatóvá teszi a szövetség munkáját, hogy részt vesz a jelenleg kialakuló szabványok és irányelvek kidolgozásában, amelyekbe beépülnek a szövetség vizsgálati módszerei.

Az elmúlt két évben, a résztvevő cégek által szabadon kiválasztott kerámia-, fém-, bevonat- és műanyag anyagok különböző kombinációinak anyagvizsgálata révén, egy exkluzív és kiterjedt tudásbázis jött létre a résztvevő cégek számára a gyártási anyagok tisztaságtűréséről. Ez a világon egyedülálló internetes eredményadatbázis lehetővé teszi a résztvevők számára, hogy hozzáférjenek az összes vizsgált anyaghoz, és kihasználják a nagyszámú résztvevő által generált szinergiákat, amelyek gyorsan bővülő anyagadatbázist eredményeznek. A felhasználóbarát grafikus felület és a különböző lekérdezési funkciók lehetővé teszik, hogy a résztvevők célzottan és hatékonyan alkalmazzák az anyagvizsgálatok eredményeit a gyártási folyamatok fejlesztésében, tervezésében és optimalizálásában.

Implementációs példa

A tisztítórendszer fejlesztése során már felhasználták az ipari szövetség tudását. A későbbi berendezéshasználat során a túl magas, elfogadhatatlan részecskemennyiség-kibocsátási értékek elkerülése érdekében előzetes próbákat végeztek a lehetséges anyagokkal. Az ipari szövetségben kifejlesztett vizsgálati és értékelési módszerrel már a berendezés megvalósítása előtt szűkíteni és értékelni tudták a kérdéses anyagokat. Ennek eredményeként egy tisztaságnak megfelelő, szinte testreszabott tisztítórendszer jött létre (lásd a 2. ábrát).

Előrejelzés

Annak érdekében, hogy mindig a lehető legátfogóbb értékelést nyújtsuk az anyagok alkalmasságáról a tisztaságtűrő gyártási berendezésekhez, további értékelési módszerek fejlesztése van tervben, például az anyagok részecskekibocsátásának vizsgálata vákuumban, mikrobiológiai vizsgálatok, amelyek fontosak az élet tudományok területén alkalmazott termékek esetében. A további lépésekről 2009. január 28-án egy nyitott és kötelezettség nélküli kick-off találkozón döntenek a Fraunhofer IPA Stuttgartban, amelyre minden érdeklődőt ezúton szeretettel várnak.

A szövetség továbbra is várja új partnerek csatlakozását, akik hozzájárulnának kérdéseikkel és saját anyagaikkal a vizsgálatokhoz, hogy a jövőben is a gyártás élvonalában maradhasson.