Camera pulita all'interno di un ambiente pulito – come SwissOptic ha integrato nuove aree di lavoro nella produzione

SwissOptic AG è stata fondata nel 1997 come spin-off di Leica Geosystems AG ed è specializzata in ottiche di alta precisione e su misura per applicazioni industriali. (Fonte: item e SwissOptic)

Per i processi produttivi sensibili nel cleanroom, item offre l'ambiente di lavoro ideale con i Mini-Environment. Così sono state create 16 celle di montaggio funzionali di classe ISO 5. (Fonte: item e SwissOptic)

Le mini-ambienti sono composti da semi-ambienti basati sui profili in alluminio item con sistemi di postazioni di lavoro integrati. (Fonte: item e SwissOptic)

Nelle coperture delle celle sono integrati quattro unità di filtraggio con ventole. Poiché l'aria all'interno delle celle viene condotta in un flusso laminare dalla soffitto al pavimento, si può prevenire l'accumulo di particelle sui pezzi e sulle superfici di lavoro. (Fonte: item e SwissOptic)

SwissOptic rappresenta soluzioni ottiche ad alta precisione e su misura per il cliente. L'azienda produce componenti ottici di altissima precisione e gruppi complessi per diversi settori in ambienti di classe sterile. Per una nuova linea di produzione, SwissOptic ha ampliato gli ambienti di lavoro esistenti e portato le aree di lavoro a una classe di purezza superiore. L'azienda si affida a sistemi e componenti di item. Sono così stati creati settori di processo isolati e controllabili, che soddisfano i più elevati requisiti di purezza e si adattano in modo flessibile a diversi flussi di lavoro.

L'AG SwissOptic è stata fondata nel 1997 come spin-off della Leica Geosystem AG. L'azienda è specializzata in ottiche di alta precisione e su misura per applicazioni industriali e si considera un fornitore a servizio completo di soluzioni ottiche OEM nel campo della metrologia, della tecnologia di misurazione, dell'industria dei semiconduttori e della tecnologia medica. La produzione ottica presso la sede di Heerbrugg in Svizzera risale all'inizio del XX secolo. Gli imprenditori Heinrich Wild, Jacob Schmidheiny e Roland Helbing fondarono nel 1921 "Heinrich Wild, Werkstätte für Feinmechanik und Optik". L'azienda crebbe rapidamente grazie a soluzioni innovative per la geodesia e ampliò il proprio portafoglio con fotogrammetria — la rilevazione di dati di misurazione precisi da fotografie — e microscopia. A ciò si aggiunsero altre applicazioni nella tecnologia di misurazione e nell'optoelettronica, ovvero la combinazione di ottica ed elettronica dei semiconduttori. Dal 2021, SwissOptic fa parte del gruppo Jenoptik. Questa impiega circa 4.500 dipendenti ed è quotata nel DAX. Oltre alla sede principale in Svizzera, SwissOptic dispone di una filiale a Wuhan, in Cina, con circa 120 dipendenti. Come fornitore a servizio completo per OEM, l'azienda non si occupa solo dello sviluppo di componenti ottici, gruppi e sistemi optomeccatronici, ma anche della produzione di prodotti personalizzati sulla base di disegni dei clienti.

Postazioni di lavoro esistenti obsolete e poco flessibili

SwissOptic collabora da oltre 20 anni con item Industrietechnik GmbH e ha così in uso numerose applicazioni — dai sistemi di postazioni di lavoro alla tecnologia lineare fino alle coperture delle macchine. Per l'allestimento di un nuovo ambiente di lavoro in ambiente sterile, l'esperto di ottica si è rivolto a item. "Conosciamo molto bene il sistema modulare basato sui profili in alluminio e abbiamo quindi chiesto a item di aiutarci nell'allestimento di nuove postazioni di lavoro", afferma Mark Rüdisser, responsabile del Facility Management di SwissOptic AG. "Per la produzione di componenti per l'industria dei semiconduttori, avevamo bisogno di aree di lavoro flessibili che soddisfacessero i requisiti elevati della classe di purezza ISO 5." L'azienda WHO Reinraumtechnik è stata incaricata della pianificazione generale. Sebbene la produzione avvenga già in ambienti sterili, le nuove aree dovevano rispettare una classe di purezza ancora superiore e quindi soddisfare requisiti ancora più rigorosi riguardo alla concentrazione di particelle. Le aree di lavoro finora utilizzate non potevano più soddisfare le esigenze di SwissOptic. Le postazioni erano obsolete e non adattabili a diversi processi di lavoro.

Elevati requisiti per la produzione in ambiente sterile

"Per aumentare la nostra capacità produttiva, abbiamo dovuto ristrutturare il nostro ambiente sterile e creare più aree di lavoro e di produzione. Volevamo mantenere i costi e i lavori di ristrutturazione il più bassi possibile", afferma Dario Fusinato, responsabile del montaggio in ambiente sterile di SwissOptic AG. "Per i processi di produzione sensibili in ambiente sterile, item con i Mini-Environments offre ora un ambiente di lavoro ideale." Sono state create 16 celle di montaggio funzionali di classe ISO 5. Queste sono composte da sotto-cabine basate sui profili in alluminio di item con sistemi di postazioni di lavoro integrati. Qui vengono prodotti, controllati e puliti complessi gruppi optomeccatronici per l'industria dei semiconduttori. Vengono utilizzati sia componenti ottici che meccanici di precisione, posizionati e regolati micrometricamente con apposite attrezzature. Variazioni di temperatura, vibrazioni e urti devono essere assolutamente evitate. Allo stesso tempo, non devono esserci particelle di dimensione di 0,025 mm o superiore nell'area di lavoro. Per questo SwissOptic effettua controlli ottici dei gruppi utilizzando microscopi speciali. La purezza delle particelle è un requisito fondamentale per garantire la qualità e la durata dei prodotti.

Struttura uniforme delle celle di montaggio

Tutte e 16 le celle di montaggio sono identiche. Sono ciascuna dotate di un tavolo regolabile in altezza, di uno scaffale rotante con quattro ripiani e di un carrello ausiliario mobile composto da componenti di item. Le sotto-cabine sono larghe circa 2,70 m, alte 2,40 m e profonde 2,40 m. La struttura di base è costituita da profili della serie X 8 combinati con profili XMS. Le guide per i cavi integrate permettono una gestione sicura dei cavi, che vengono nascosti in modo antipolvere all’interno del telaio del profilo. "Le superfici delle celle sono in vetro facile da pulire", afferma Michael Hasler, responsabile vendite di item Svizzera. "Il sistema di rivestimento item serve per fissare le superfici ed è particolarmente adatto per l’uso in ambienti sterili, poiché collega in modo ottimale il profilo di base, la copertura e la guarnizione." In questo modo si ottengono superfici facilmente pulibili. Nei soffitti delle celle sono integrati quattro unità di filtrazione con ventole. Quasi come un ambiente sterile all’interno di un ambiente sterile, le celle costituiscono un’unità chiusa. Possono essere posizionate in modo flessibile anche in altre parti della produzione, se necessario. L’aria all’interno delle celle viene condotta dal soffitto al pavimento in un flusso laminare, prevenendo l’accumulo di particelle sulle superfici di lavoro e sui pezzi.

Non tutti i materiali sono adatti per ambienti sterili

Le celle di montaggio devono essere realizzate con materiali compatibili con ambienti sterili. Non devono emettere vapori. Inoltre, devono rispettare i requisiti riguardanti sostanze organiche volatili come gas, oli e grassi. "Il prodotto finale sarà utilizzato in vuoto elevato", spiega Dario Fusinato. "Perciò dobbiamo garantire che non si verifichino contaminazioni molecolari durante il montaggio." A causa delle loro dimensioni ridotte, queste sostanze possono attraversare filtri dell’aria di tipo tecnico. Oltre alla norma ISO 14644-1, che definisce le classi di purezza in base al grado di riduzione delle particelle, bisogna rispettare anche la linea guida ISO 14644-8, che classifica il livello di contaminazione da sostanze molecolari trasportate dall’aria (AMC). La linea guida VDI 2083 Foglio 9.1 descrive un metodo standardizzato per qualificare strumenti e componenti di ventilazione per ambienti di alta purezza. "Valutare il comportamento di emissione di vapori è un compito complesso", sottolinea Dario Fusinato. "Fin dall’inizio, materiali come siliconi o plastici speciali non sono stati ammessi. Dato che sono presenti tavoli regolabili in altezza, anche i lubrificanti usati devono rispettare questi requisiti." Tutti i profili aperti devono essere chiusi con appositi copriprofili per evitare accumulo di polvere o altre contaminazioni.

Montaggio durante il funzionamento

Prima del montaggio finale, SwissOptic ha testato la funzionalità delle coperture di item in combinazione con le FFU in un modello digitale. Il montaggio delle sotto-cabine è stato impegnativo, poiché si è svolto durante il funzionamento. Inizialmente, item ha condotto un progetto di prova e ha montato una sotto-cabina con tutte le attrezzature in un altro ambiente sterile. Dopo il successo, le coperture sono state preassemblate da item e poi trasportate nel luogo di installazione finale. Anche i dipendenti di item hanno dovuto indossare abbigliamento protettivo e rispettare le regole di comportamento in ambiente sterile per evitare contaminazioni. "Abbiamo lavorato a tappe e coordinato strettamente con item", afferma Mark Rüdisser. "Solo così abbiamo potuto garantire che il funzionamento in corso non fosse mai compromesso."

Miglioramento delle condizioni di lavoro e dei processi produttivi

Dal momento della consegna fino all’avvio, avvenuto nell’autunno 2022, sono passati solo pochi mesi. "Siamo molto felici di aver potuto allestire la nostra nuova produzione in così breve tempo. item ci ha supportato in modo ottimale durante tutta la fase di progetto e realizzazione", afferma Mark Rüdisser. "Tra l’altro, abbiamo implementato un concetto Lean per ottimizzare i processi produttivi." I punti chiave sono stati la posizione ideale degli strumenti e la digitalizzazione delle postazioni di lavoro. Poiché l’attrezzatura di base è identica in tutte e 16 le celle di montaggio e differisce solo in pochi dettagli a seconda del processo di lavoro, i dipendenti si orientano facilmente. Inoltre, beneficiano di un’attrezzatura ergonomica degli ambienti. Mentre in passato i processi di lavoro erano legati a specifiche postazioni, oggi in una cella possono svolgersi processi diversi — un notevole vantaggio in termini di flessibilità. Con l’installazione dei Mini-Environments, SwissOptic è riuscita a incrementare la capacità produttiva e a migliorare le condizioni di lavoro. Con l’ambiente sterile all’interno di un ambiente sterile, il specialista ottico garantisce il rispetto dei rigorosi requisiti di produzione di gruppi complessi in classi di purezza elevate, assicurando così la qualità dei propri prodotti in ogni momento.