Schone- of schoonmaakruimte?

Voorbeeld van een cleanroomplafondrooster van Asys Cleanroom

Zo kan een door Asys gerealiseerde cleanroom eruitzien

Uitzicht van boven op een cleanroomplafond van Asys Cleanroom

Soms is een cleanroomcabine ook voldoende

Karl Goll is algemeen directeur van Asys Proces- en Cleanroomtechniek

Met steeds kleinere en gevoeliger wordende componenten, bijvoorbeeld in anti-blokkeersystemen of airbags, groeit de behoefte aan gecontroleerde omgevingen in de productie. Vaak zijn deze systemen uitgerust met sensoren die gevoelig reageren op stof, vuil of vezels. Daarom is een zuivere, schone en gecontroleerde omgeving in veel elektronica- en automobielproducties onmisbaar.

Cleanrooms worden al in vele sectoren toegepast, zoals bijvoorbeeld in de halfgeleiderproductie, optiek of de farmaceutische industrie. Of een investering in een cleanroom of schone ruimte voor een bedrijf zinvol is, hangt af van verschillende factoren. Naast de eisen voor een schone omgeving speelt ook het productieproces en het product een grote rol. Afhankelijk van de toegestane partikelformaat wordt beslist of een schone of een cleanroom nodig is.

Bij beide benaderingen gaat het er in het algemeen om, het ontstaan van partikels in de lucht te voorkomen, onvermijdelijke partikels te verwijderen en de omgeving te beschermen tegen partikelinvoer. Dit is ook noodzakelijk, zoals uitlegt Karl Goll, directeur van Asys Prozess- und Reinraumtechnik in Dornstadt bij Ulm: „Zelfs de kleinste partikels met een grootte van 50 µm kunnen de gevoelige elektronica in remsystemen ernstig beschadigen”.

De classificatie van cleanrooms

De internationaal geldende norm EN ISO 14644 classificeert de luchtzuiverheid op basis van de referentiepartikel 0,5 µm. Volgens deze norm mogen bij klasse ISO 5 maximaal 3.520 partikels van 0,5 µm per kubieke meter in de lucht aanwezig zijn. Branche- en landspecifieke normen, zoals de Amerikaanse Federal Standard, zijn door de ISO-norm vervangen. Zo komt de oude eenheid voor cleanroomklasse 100 tegenwoordig overeen met klasse ISO 5 (zie tabel).

 Cleanroomklassen volgens ISO en US Fed.

In cleanrooms worden partikelformaten van 0,1 µm tot 5,0 µm gecontroleerd en gemeten. Deze partikels zijn zeer licht, maar kunnen met clean luchttechniek uit de omgevingslucht worden gefilterd. In schone ruimtes worden de maten van 1000 µm tot 1 µm en het specifieke gewicht (dichtheid g/cm³) van de partikels beschouwd. Als de partikels na hun vrijgave op de vloer vallen, is een clean luchttechniek niet doelgericht. De productieomgeving met niet-energieafhankelijke maatregelen komt overeen met de schoonheidsniveaus 1 en 2, de schoonheidszone of de schone ruimte.

Gezien deze uitdaging heeft de Vereniging van de Automobielindustrie (VDA), in samenwerking met het Fraunhofer Instituut, een regelwerk opgesteld. De VDA-band 19 is uitgegroeid tot een standaard. In de eerste editie gaat het over de „Test van de technische zuiverheid”. Hier wordt de zuiverheid gedefinieerd en ingedeeld in niveaus van 0 tot 3.

• Zuiverheidsniveau 0 staat voor een niet gereguleerde omgeving
• Zuiverheidsniveau 1 komt overeen met de normen van een schoonheidszone
• Zuiverheidsniveau 2 reguleert de eisen van een schone ruimte zonder clean luchttechniek
• Zuiverheidsniveau 3 is een cleanroom volgens EN ISO 14644

Het nulniveau staat voor de productieomgeving zonder zuiverheidsregulering. Om te voldoen aan de eisen van niveaus 1 tot 3, zijn bepaalde maatregelen onmisbaar: zo moet een afbakening van de schoonheidszone (SaS1) ten opzichte van kritieke gebieden worden gedaan door vloermarkeringen of vaste afbakeningen in schone ruimtes (SaS2). Daarnaast is het noodzakelijk dat de personeel- en materiaaltransfers zuiverheidsgericht worden georganiseerd en dat het personeel vooraf is getraind. Ook moeten vloeren een goede slijtvastheid en mechanische weerstand hebben. Afhankelijk van het productieproces moeten aanvullende maatregelen worden getroffen.

De schone ruimte is de voorloper van de cleanroom. Als de zuiverheidsklasse drie volgens VDA 19 wordt bereikt, bevindt men zich in klasse ISO 9. „De moeilijkheid ligt in het bepalen van de juiste aanpak, clean of schone ruimte, op basis van de eisen. Hoe hoger de cleanroomklasse, des te hoger de investerings- en bedrijfskosten”, benadrukt Goll.

Een kwestie van advies
Bij het plannen van een schone of cleanroom is het absoluut noodzakelijk om het gehele productie- en montageproces te bekijken. Asys Prozess- und Reinraumtechnik, een bedrijf binnen de Asys-groep, is gespecialiseerd in de planning en realisatie van clean- en schone ruimtes. Samen met de klanten analyseert het bedrijf hun productieprocessen en ontwikkelt passende concepten. Belangrijk daarbij is het vinden en behouden van de balans tussen de kwaliteitsvereisten van de productie en de omgevingskwaliteit. Het is van belang om overdimensioneerde ruimtes en te hoge eisen aan de cleanroomklasse te voorkomen. „De juiste begeleiding van onze klanten ligt ons bijzonder na aan het hart. Soms komen klanten naar ons toe omdat ze een cleanroom in hun productie willen laten bouwen. Maar na een grondige analyse blijkt dat een schone ruimte voor hun behoefte voldoende is. Zo voorkomen we onnodige investerings- en bedrijfskosten”, aldus Karl Goll.

Een ander belangrijk punt is flexibel reageren op gewijzigde zuiverheidsvereisten en de ruimtes hierop aanpassen. Asys combineert centrale klimaat- en ventilatiesystemen met flexibele filter-ventilatiemodules (FFU). Het centrale systeem reguleert de verse luchttoevoer, temperatuur en de relatieve vochtigheid in de ruimte, de FFU’s worden ingezet om de vereiste luchtwissel te bereiken. Als een hogere cleanroomklasse wordt geëist, kan het aantal modules dienovereenkomstig worden verhoogd. Hierbij ligt de nadruk op energie-efficiëntie en lage bedrijfskosten.

Specifieke wandensystemen en een door Asys ontwikkeld plafondsysteem maken het voor het planningsteam mogelijk om rekening te houden met de eisen aan flexibiliteit. Gladde en gemakkelijk te reinigen oppervlakken zijn daarbij net zo belangrijk als vlak ingebouwde voorzieningen in muren en plafonds. Dankzij slim geplande personeel- en materiaalpoorten wordt partikelaanvoer voorkomen en wordt samen met de klant een optimaal materiaal- en personeelsstroom ontwikkeld.

Bij het inhuren van een gecontroleerde omgeving is het cruciaal om af te wegen welke cleanroomklasse überhaupt nodig is en hoe groot de ruimte moet zijn. Asys Cleanroom ondersteunt haar klanten bij het maken van deze beslissing – misschien is een schone ruimte al voldoende?