Nuovi standard per le camere bianche a secco: le prime catene portacavi certificate secondo la classe ISO 1

Le catene portacavi e-skin flat ESD ed e-skin soft ESD di igus sono le prime catene portacavi certificate dal Fraunhofer IPA secondo la norma ISO Classe 1 in condizioni di camera bianca a secco. (Fonte: igus SE & Co. KG)

Dalle auto elettriche ai sistemi di accumulo dell’energia solare: con l’evoluzione della produzione di batterie aumentano anche i requisiti degli ambienti di produzione. I sistemi portacavi degli impianti di produzione, ad esempio, non devono praticamente rilasciare particelle durante il movimento. Un’ulteriore sfida è rappresentata dall’atmosfera estremamente secca delle moderne camere bianche a secco. Per il settore della microelettronica, igus ha sviluppato appositamente i sistemi portacavi e-skin flat ESD ed e-skin soft ESD, che ora sono i primi sistemi portacavi al mondo ad aver ottenuto la certificazione ISO Classe 1 dal Fraunhofer IPA. Questo garantisce sicurezza nella pianificazione rispetto ai futuri requisiti di purezza nella produzione di batterie.

Nelle moderne fabbriche per la produzione di batterie ci sono due avversari: umidità e contaminazioni. Le macchine e gli impianti devono quindi funzionare in ambienti estremamente secchi, con un’umidità relativa dell’aria inferiore all’uno per cento. Allo stesso tempo, non devono rilasciare particelle che potrebbero danneggiare il delicato materiale delle celle. Ciò rappresenta una sfida anche per i sistemi portacavi che, ad esempio nell’assemblaggio delle celle, guidano cavi e tubi flessibili verso componenti mobili delle macchine. In condizioni di estrema secchezza, infatti, i rapporti di attrito cambiano, causando un possibile aumento dell’usura e delle emissioni di particelle. «Per questo scenario così impegnativo abbiamo sviluppato, tra gli altri, i sistemi portacavi e-skin flat ESD ed e-skin soft ESD. Sono realizzati in plastica ad alte prestazioni ottimizzata tribologicamente, particolarmente resistente all’abrasione, in modo da evitare il rilascio di particelle anche durante movimenti rapidi in un’atmosfera estremamente secca», afferma Kira Weller, product manager per le catene portacavi ed esperta di camere bianche presso igus. La prova è fornita da un nuovo certificato del Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, secondo il quale e-skin flat ESD ed e-skin soft ESD sono i primi sistemi portacavi al mondo a raggiungere la massima classe di purezza ISO 1 nelle camere bianche a secco. Kira Weller aggiunge: «Il certificato rappresenta per noi una tappa importante. Con l’espansione della produzione di batterie in tutto il mondo, i requisiti in termini di sicurezza dei processi e purezza aumentano costantemente. Riteniamo pertanto che in futuro l’industria e le normative richiederanno standard ancora più elevati. I sistemi portacavi certificati ISO 1 garantiscono già oggi la sicurezza necessaria per i futuri impianti di produzione ad alta purezza nel settore delle batterie.»

Certificazione possibile grazie al nuovo impianto di prova del Fraunhofer IPA

Da alcuni anni igus collabora con il Fraunhofer IPA per sottoporre i sistemi portacavi a test e certificazioni indipendenti. Finora, tuttavia, la tecnologia di prova poneva dei limiti specifici per le camere bianche a secco. In passato, in condizioni di camera bianca a secco, era possibile ottenere certificazioni solo fino alla Classe ISO 4. «Con il nostro nuovo impianto di prova possiamo analizzare per la prima volta il comportamento delle emissioni di particelle in condizioni di camera bianca a secco fino alla Classe ISO 1», afferma il Dr.-Ing. Frank Bürger, responsabile del settore Prove e certificazioni presso il Fraunhofer IPA. «Le analisi forniscono dati aggiuntivi sul comportamento dei componenti mobili in condizioni di camera bianca a secco. Ciò amplia la base di prova per le applicazioni industriali.» Per fare un esempio: nella nuova camera bianca a secco IPA, con un’umidità relativa dell’aria inferiore all’uno per cento, sono ammesse al massimo dieci particelle a partire da 0,1 micrometri per metro cubo. Nella Classe ISO 4 il limite arriva invece a 10.000 particelle, ovvero mille volte tanto. «Le analisi sono state condotte nell’ambito della collaborazione tra igus e il Fraunhofer IPA. Dimostrano il potenziale della ricerca applicata nell’industria nella valutazione di applicazioni tecnologicamente complesse nelle camere bianche a secco. I risultati offrono maggiore trasparenza agli utenti che devono soddisfare i massimi requisiti in termini di purezza e sicurezza dei processi», aggiunge il Dr.-Ing. Frank Bürger.

Due versioni per i più svariati compiti di movimento

Per coprire il maggior numero possibile di applicazioni nel settore della microelettronica, igus ha sviluppato diversi sistemi portacavi: e-skin flat ESD è un sistema piatto e modulare per la gestione dei cavi che, a seconda delle dimensioni dell’applicazione, può essere composto da singole camere chiuse per i cavi. e-skin soft ESD, invece, è costituito da un tubo corrugato flessibile e chiuso. La parte superiore e quella inferiore possono essere unite secondo il principio della cerniera lampo per formare un tubo chiuso, impedendo così alle particelle provenienti dai cavi di fuoriuscire. La sigla «ESD» sta per «electrostatic discharge», ovvero scarica elettrostatica. Grazie agli additivi presenti nel materiale, i sistemi portacavi sono dissipativi, consentendo di scaricare le cariche elettrostatiche attraverso gli elementi di collegamento e impedendo che si propaghino ai componenti sensibili. «Con le due versioni possiamo coprire i più svariati compiti di movimento», afferma Kira Weller. «Entrambi i sistemi combinano due caratteristiche fondamentali per le camere bianche: emissioni minime di particelle e sicurezza ESD, anche in condizioni estremamente secche.»