Innovatief en wereldwijd uniek

Innovatief en wereldwijd uniek

De afdeling Reinst- en Mikroproductie van het Fraunhofer IPA bereidt zich voor op de uitdagingen van de toekomst

Het gebouw is nog steeds een bouwplaats. De hermetisch afgesloten ruimtes lijken op eilanden. Sommige van hen zijn gloednieuw ingericht, vergroot of verbouwd. Het Fraunhofer IPA zet met zijn verbouwingsmaatregelen voor de afdeling Reinst- en Mikroproductie wereldwijd nieuwe maatstaven op het gebied van cleanrooms.

In de gang staan ladders, waar de vakbekwame medewerkers nog boren, frezen en monteren. Toch ziet alles er al verrassend schoon en opgeruimd uit. Binnenkort wordt een groep bezoekers door de ruimtes geleid. De vakbekwame medewerkers doen de laatste hand. Ze plakken folies op de vloer voor de ingangen van die ruimtes die bezocht kunnen worden. Deze zorgen ervoor dat zo min mogelijk stof via de straat- of veiligheidsschoenen wordt binnengebracht. De verwachte bezoekers willen een beeld krijgen van de uitbreiding en modernisering van de Reinst- en Mikroproductie van het Fraunhofer Instituut voor Productietechniek en Automatisering (IPA).

De locatie van het IPA bevindt zich op het terrein van het instituutscentrum in Stuttgart-Vaihingen. Sinds begin 2009 is het gebouw met de reeds aanwezige clean-, grijze- en administratieruimtes gerenoveerd en uitgebreid. Aan één zijde is aangebouwd en een verdieping toegevoegd. In totaal is er zo'n 3000 vierkante meter ontstaan, die gebruikt kan worden en ruimte biedt voor toekomstgerichte projecten. Nieuw zijn het BioSafety-laboratorium, een Photovoltaic-Automation Test Center en een Ultraprecisie Reinigingslaboratorium van ISO-klasse 1. Daarnaast is er een cleanroom-ontwikkelingslaboratorium van ISO-klasse 6 gerealiseerd. In totaal worden de cleanrooms al gebruikt. Ze herbergen kleinere materiaalpoorten, een demo-ruimte die de reiniging van boorgaten door kooldioxide demonstreert. »Bij de reiniging van onderdelen met behulp van superkritisch CO2 gaat het altijd om delicate reinigingsprocessen«, aldus Gommel. In de hogere verdiepingen bevinden zich naast andere laboratoria en technische ombouwgebieden conferentiezalen en kantoren. Bovendien is er nu een laminaire zware cleanroom, die wereldwijd uniek zou kunnen zijn. Deze meet 100 vierkante meter. De ingang is zes meter breed en zeven meter hoog. Een enorm rolluik maakt de onbelemmerde toegang mogelijk voor grote lasten met een gewicht tot zes ton per vierkante meter. Omdat de luchtdruk binnen groter is dan buiten, kunnen geen verontreinigende deeltjes in de cleanroom komen. Bovendien fungeert een grijze ruimte als een soort sluis. Binnen worden de apparaten eerst gereinigd, met luchtstoten van boven en een afzuigsysteem worden de opgeloste deeltjes naar de dubbele vloer afgevoerd. Naast rasterelektronenmicroscopen, Ramanspectrometers en andere hooggespecialiseerde apparatuur, behoren ook meerdere optische deeltjeszeters, waaronder draagbare apparaten, tot de inrichting. Hier moet gewerkt worden met beschermende kleding. Wie contact wil opnemen met de medewerkers binnenin, kan dat via een in de glazen wand geïnstalleerde telefoon. Hiermee kunnen complete productiesystemen worden getest, reinheidsgerecht geoptimaliseerd en gekwalificeerd, bijvoorbeeld uit de fotovoltaiek of de productie van platte beeldschermen, of ook voor ESA en NASA. Sinds maart 2010 staat hij al ter beschikking voor onderzoeks- en industriële opdrachten – ondanks de bouwplaats, die ingenieurs, natuurkundigen, biologen en andere wetenschappers die bij het Fraunhofer IPA werken, mogelijk maken: momenteel wordt een transportsysteem van een Aziatische fabrikant getest op slijtage en deeltjesemissiegedrag. Daarnaast wordt in het achterste gedeelte een plafondplattensysteem getest. Dit is dagelijkse praktijk bij het IPA – klanten komen uit alle delen van de wereld om te profiteren van de knowhow van de hier werkende specialisten en de unieke cleanroomomstandigheden en de nieuwste technologie.

Ook energetisch zijn de cleanrooms nu uitgerust met de nieuwste techniek: de ventilatietechniek bespaart tot 70 procent energie. Hiermee wordt de luchtzuiverheidsklasse ISO-klasse 1 tien keer overtroffen. Bovendien zijn voor de cleanrooms materiaalingrediënten gebruikt die qua deeltjesafschilfering, uitstootgedrag en elektrostatische eigenschappen geoptimaliseerd zijn.

Het ambitieuze project voor de uitgebreide renovatie en uitbreiding is al zo'n drie jaar geleden gepland: »Zo hadden we voldoende tijd om ons meteen ook uit te rusten met de meest moderne en innovatieve techniek«, zegt afdelingsleider Gommel. »We willen niet kleingebakken, maar moeten een technologische voortrekkersrol vervullen.« Gommel is gepassioneerd natuurkundige. Momenteel zit hij namens Duitsland in het Technical Committee dat zich bezighoudt met de verdere ontwikkeling of uitbreiding van de classificatie van de ISO-standaard. Sinds 1996 is hij betrokken bij het Fraunhofer IPA en actief op het brede gebied van cleanroomtechniek. Sinds 2008 leidt hij de afdeling Reinst- en Mikroproductie.

Sinds de oprichting in 1984 heeft deze meer dan 60 patenten aangevraagd en meer dan 18.000 projecten gerealiseerd voor ongeveer 750 klanten uit 30 sectoren. De hier werkzame natuurwetenschappers onderzoeken en doen onderzoek op het gebied van installatieontwikkeling en -optimalisatie, materiaalstroom en logistiek in de cleanroom, deeltjesmeettechniek en nieuwe cleanroom- en productiecontroleconcepten en zijn actief voor klanten uit de halfgeleiderindustrie, de fotovoltaïekindustrie, life sciences, microsystementechnologie en lucht- en ruimtevaart. Daarnaast zijn in de afgelopen tien jaar ongeveer 700 producten zoals installaties, apparaten of componenten gecertificeerd door het Fraunhofer IPA.

Door de vooruitziende modernisering en uitbreiding is het Fraunhofer IPA voorbereid op de eisen van de toekomst en biedt het nu al de best mogelijke resultaten op het gebied van beoordeling en certificering van cleanroomgeschikte installaties en producten, evenals in hun onderzoek en verdere ontwikkeling. Op 7 juli 2011 worden de nieuwe ruimtes officieel geopend met een feestelijke ceremonie.