Zuivere lucht aan de Plansee

In de 400 m² cleanroom CleanCell4.0® van ISO cleanroomklasse 6 worden onderdelen vervaardigd voor de halfgeleiderproductie.

Omdat er aan het bouwkundige plafond geen ophanging mogelijk was, is de cleanroom zelfstandig draagkrachtig opgebouwd uit een vakwerk van aluminium profielen.

Speciaal reinruimte-meubilair en rolpoorten met contactloze bediening zorgen voor veilige procesverlopen.

Materialschleusen en deuren bevatten een slim verlichtingsconcept dat rekening houdt met de spoeltijden en aangeeft wanneer een deur geopend mag worden.

De Plansee Group, gevestigd in Reutte, Oostenrijk, is gespecialiseerd in de poedermetallurgische verwerking van de hightech-metalen molybdeen en wolfraam. Door voortdurende investeringen in de ontwikkeling van nieuwe producten en procesverbeteringen wordt de locatie en de werkgelegenheid van ongeveer 2400 medewerkers veiliggesteld. Recent is een bijna 400 m² grote cleanroom in gebruik genomen, die voldoet aan de hoge veiligheidsnormen van de halfgeleiderindustrie en de ISO-klasse 6.

Schone metaalverwerking

Met wereldwijd meer dan 14.000 medewerkers op 50 productielocaties behaalde de particuliere onderneming Plansee Group in het boekjaar 2018/2019 een omzet van 1,5 miljard euro en behoort daarmee tot de wereldleiders in de poedermetallurgische verwerking van wolfraam en molybdeen. In Oostenrijk, waar het bedrijf in 1921 begon als Metallwerk Plansee, bevinden zich het hoofdkantoor en de grootste productielocatie.

Als men bij een metaalverwerkend bedrijf eerst denkt aan productie met spanen, stof en vuil, is bij Plansee precies het tegenovergestelde het geval. Het bedrijf richt zich op hoogsmeltende metalen zoals wolfraam en molybdeen, die bijzondere eigenschappen bezitten zoals hoge weerstand en goede geleidbaarheid. De metalen worden eerst verwerkt tot hoogwaardig poeder en vervolgens geperst, gesinterd en mechanisch bewerkt. De halffabricaten en componenten worden gebruikt in de elektronica, halfgeleiderproductie en medische technologie. Absolute netheid in de productie heeft dus de hoogste prioriteit.

Voor de huidige productie van onderdelen voor de halfgeleiderfabricage vindt het proces zelfs plaats binnen een cleanroom van ISO klasse 6. In de in 2019 geïnstalleerde moderne cleanroom CleanCell4.0® worden onderdelen en componenten van molybdeen en andere materialen gemonteerd, die al door kleinste verontreinigingen in hun functie kunnen worden aangetast. Een contaminatie van de gevoelige onderdelen door partikels moet absoluut worden uitgesloten. Meer dan de helft van de 400 m² productievloer voldoet daarom aan de strenge reinheidsnormen van de ISO-klasse 6 cleanroom.

Cleanroomtechniek met energiezuinige luchtcirculatie

Met behulp van laminaire stroomunits geïntegreerd in het plafond, uitgerust met ULPA15 hoogrenderingsfilters, wordt schone lucht in de cleanroom ingebracht. De partikelfrije luchtstromen verdrijven luchtgedragen partikels naar beneden en worden vervolgens uit de cleanroom afgevoerd via de luchtcirculatie. Dit luchtwisselingsproces wordt tot 60 keer per uur uitgevoerd. De luchtcirculatie en de terugvoer gebeuren binnen de wanden van de cleanroom. De reeds gekoelde en gefilterde lucht wordt in een gesloten kringloop geleid, wat bijdraagt aan een zeer efficiënte werking van de cleanroom. Bovendien zorgt de luchtcirculatie binnen de wanden voor een optimale benutting van de ruimte. Plansee heeft gekozen voor een cleanroom-systeem van het bedrijf Schilling Engineering. Mario Kuisle, projectingenieur bij Plansee, licht de voordelen van het systeem toe:

“De luchtcirculatie van het cleanroom-systeem CleanCell4.0 heeft ons vanaf het begin overtuigd. We kunnen hier langdurig hoge energiekosten besparen. Belangrijk was ook dat de luchtcirculatie binnen de wanden een optimale benutting van de ruimte garandeert. De cleanroom is precies afgestemd op onze omstandigheden.”

De bijzondere omstandigheden op de bouwlocatie vereisten in meerdere opzichten een cleanroom die volledig op de wensen van de klant was afgestemd. De projectingenieur herinnert zich enkele uitdagingen die op het ontwerpende cleanroombedrijf afkwamen:

“Het plafond van de hal van Plansee is onder andere vanwege de te verwachten sneeuwbelasting niet geschikt voor ophanging. Het cleanroomplafond is daarom geconstrueerd met een zelfdragend vakwerk van aluminiumprofielen. Het plafond is beloopbaar en voorzien van stevige looproutes. Een groot voordeel van de constructie is dat de cleanroom zonder steunpilaren is gebouwd.”

Modulaire opbouw

Een andere uitdaging was de gewenste hoogte van de cleanroom, die met vier meter binnenhoogte hoger is dan gebruikelijke cleanrooms. De hoogte, noodzakelijk voor het plaatsen van meetmachines, kon worden bereikt met demonteerbare wandpanelen. Ook het plafond, uitgerust met 67 luchtunits, is modulair opgebouwd en kan flexibel worden aangepast. Het modulaire systeem van de cleanroom CleanCell4.0® maakt een flexibele planning van de toekomstige benutting mogelijk, zoals Mario Kuisle uitlegt:

“De modulaire opbouw van het cleanroomsysteem heeft ons enorm geholpen bij onze investeringsbeslissing. We wilden de mogelijkheid hebben om de cleanroom snel en flexibel aan te passen aan andere productieprocessen. Momenteel produceren we voor de halfgeleiderproductie en hebben de productiemachines passend geïntegreerd in de cleanroomwanden. Door de modulaire wand- en plafondpanelen kunnen we in de toekomst overschakelen op andere indelingsconcepten.”

Intelligente besturing

In de aluminiumprofielen van het plafond zijn dimbare LED-verlichtingsbalken geïntegreerd, die met 1000 lux een gelijkmatige verlichting met weinig schaduw bieden en bijdragen aan energiebesparing. Deuren en materiaalpoorten worden eveneens met LED-verlichting verlicht en geven met verschillende kleuren aan of een deur geopend kan worden of gesloten moet blijven voor drukbalans en actieve spoeling. Een intelligente besturing wordt geboden door het aangesloten besturings- en monitoringsysteem CR-Control®, waarmee individuele filters, productiegerelateerde ruimtedata zoals temperatuur en vochtigheid en de klimaattechniek kunnen worden beheerd en bewaakt. De uiterst precieze klimaattechniek regelt de temperatuur in de ruimte met een afwijking van slechts +/- 1°C en onderscheidt zich door een uiterst energiezuinige luchtbehandeling.

Mario Kuisle is zeer tevreden over de eerste maanden dat de cleanroom in gebruik is: “De cleanroom werkt perfect. De techniek is zeer complex, maar perfect op elkaar afgestemd en doordacht. De energieoptimalisatie van de cleanroom was voor ons erg belangrijk. Met de inzet van een warmtepomp kunnen we op lange termijn hoge energiekosten besparen. We hebben ook de mogelijkheid om ’s nachts de temperatuur te verlagen. De stille filters en de goede verlichting maken het dagelijkse werk in de cleanroom een stuk gemakkelijker.”