Czyste powietrze nad Plansee

W czystym pomieszczeniu o powierzchni 400 m², CleanCell4.0® klasy ISO czystości powietrza 6, produkowane są elementy do produkcji półprzewodników.

Ponieważ na istniejącym na budowie suficie nie można było zawiesić elementów, pomieszczenie czyste zostało zbudowane jako samonośna konstrukcja z profili aluminiowych.

Specjalne meble do czystych pomieszczeń i rolety z napędem bezdotykowym zapewniają bezpieczne przebiegi procesów.

Przepustnice i drzwi zawierają inteligentny system oświetlenia, który uwzględnia czasy oczekiwania i wskazuje, kiedy można otworzyć drzwi.

Grupa Plansee, z siedzibą w austriackim Reutte, specjalizuje się w przetwórstwie metali wysokotechnologicznych, takich jak molibden i wolfram, metodami proszkowymi. Ciągłe inwestycje w rozwój nowych produktów i ulepszenia procesów zapewniają utrzymanie lokalizacji i zatrudnienie około 2400 pracowników. Właśnie uruchomiono prawie 400 m² czystego pomieszczenia klasy ISO 6, spełniającego wysokie standardy bezpieczeństwa przemysłu półprzewodnikowego.

Precyzyjna obróbka metali

Przy globalnej liczbie ponad 14 000 pracowników w 50 lokalizacjach produkcyjnych, grupa Plansee w roku obrotowym 2018/2019 osiągnęła przychody w wysokości 1,5 miliarda euro i należy do światowych liderów w przetwórstwie proszkowym wolframu i molibdenu. W Austrii, gdzie firma powstała w 1921 roku jako Metallwerk Plansee, znajduje się centrala i największa fabryka.

Podczas gdy w przypadku zakładów metalurgicznych na początku myśli się zwykle o produkcji odpadów, pyłów i brudu, w Plansee jest dokładnie odwrotnie. Firma koncentruje się na wysokotopliwych metalach, takich jak wolfram i molibden, które charakteryzują się wysoką odpornością i dobrą przewodnością. Metale te najpierw są przetwarzane na wysokiej czystości proszek, a następnie prasowane, spiekane i mechanicznie obrabiane. Półprodukty i komponenty są wykorzystywane w przemyśle elektronicznym, produkcji półprzewodników oraz w medycynie. Absolutna czystość w produkcji ma więc najwyższy priorytet.

W przypadku obecnej produkcji elementów do wytwarzania półprzewodników proces odbywa się nawet w czystym pomieszczeniu klasy ISO 6. W nowoczesnym czystym pomieszczeniu CleanCell4.0® zainstalowanym w 2019 roku montuje się elementy i komponenty z molibdenu i innych materiałów, które już najmniejsze zanieczyszczenia mogą zakłócić ich funkcję. Absolutne wykluczenie zanieczyszczenia delikatnych elementów przez cząstki jest konieczne. Ponad połowa powierzchni produkcyjnej o 400 m² spełnia surowe wymogi czystości klasy ISO 6.

Technologia czystych pomieszczeń z energooszczędnym obiegiem powietrza

Za pomocą laminar-flow zintegrowanych w suficie, wyposażonych w filtry ULPA15 o wysokiej wydajności, do czystego pomieszczenia wprowadza się czyste powietrze. Bezpyłowe strumienie powietrza wypierają zanieczyszczenia unoszące się w powietrzu w dół, a następnie są odprowadzane z pomieszczenia do obiegu powietrza. Proces wymiany powietrza jest wykonywany nawet do 60 razy na godzinę. Obieg powietrza i jego wywiew odbywa się wewnątrz ścian czystego pomieszczenia. Już schłodzone i filtrowane powietrze jest krążone w obiegu, co przyczynia się do bardzo efektywnej pracy czystego pomieszczenia. Dodatkowo, prowadzenie powietrza wewnątrz ścian zapewnia optymalne wykorzystanie przestrzeni. Plansee zdecydował się na system czystego pomieszczenia firmy Schilling Engineering. Mario Kuisle, inżynier projektu w Plansee, wyjaśnia zalety tego systemu:

„Obieg powietrza w systemie czystego pomieszczenia CleanCell4.0 przekonał nas od początku. Możemy tu na dłuższą metę oszczędzać wysokie koszty energii. Ważne było również to, że prowadzenie powietrza wewnątrz ścian zapewnia optymalne wykorzystanie przestrzeni. Czyszczenie pomieszczenia zostało dokładnie dostosowane do naszych warunków.”

Specyficzne warunki lokalizacji wymagały wielokrotnie czystego pomieszczenia dostosowanego do potrzeb klienta. Inżynier projektu wspomina o wyzwaniach, które napotkała firma projektująca czyste pomieszczenia:

„Sufit hali w Plansee jest między innymi ze względu na przewidywane obciążenia śniegiem statycznie nie nadający się do zawieszenia. W związku z tym sufit czystego pomieszczenia został skonstruowany z samonośnej kratownicy z profili aluminiowych. Sufit jest dostępny do chodzenia i wyznaczono na nim stabilne ścieżki. Wielką zaletą tej konstrukcji jest to, że czyste pomieszczenie zostało zaprojektowane bez podpór i kolumn.”

Modularna konstrukcja

Kolejnym wyzwaniem była wymagana wysokość czystego pomieszczenia, które zostało zaprojektowane z wewnętrzną wysokością czterech metrów, co jest wyższe niż standardowe czyste pomieszczenia. Wysokość, konieczna do wprowadzenia maszyn pomiarowych, została osiągnięta dzięki demontowalnym elementom ścian. Także sufit wyposażony w 67 jednostek czystego powietrza jest modułowy i może być elastycznie przebudowywany. Modularny system czystego pomieszczenia CleanCell4.0® umożliwia elastyczne planowanie przyszłego wykorzystania, jak wyjaśnia Mario Kuisle:

„Modularna konstrukcja systemu czystego pomieszczenia bardzo nam pomogła przy podjęciu decyzji inwestycyjnej. Chcieliśmy mieć możliwość szybkiego i elastycznego dostosowania czystego pomieszczenia do innych procesów produkcyjnych. Obecnie produkujemy dla przemysłu półprzewodników i zintegrowaliśmy maszyny produkcyjne odpowiednio w ścianach czystego pomieszczenia. Dzięki modułowym elementom ścian i sufitu możemy w przyszłości zmienić układ na inne koncepcje produkcyjne.”

Inteligentne sterowanie

Wbudowane w aluminiowe listwy sufitu, regulowane taśmy LED zapewniają równomierne oświetlenie z 1000 luksów i minimalnymi cieniami, co przyczynia się do oszczędności energii. Drzwi i bramy materiałowe są również oświetlane LED-ami i wizualizują, czy można je otworzyć, czy też muszą pozostać zamknięte w celu wyrównania ciśnienia i aktywnego oczyszczania. Inteligentne sterowanie zapewnia system monitorujący CR-Control®, którym można zarządzać i nadzorować pojedyncze jednostki filtrujące, dane dotyczące warunków w pomieszczeniu, takie jak temperatura i wilgotność, oraz system klimatyzacji. Zaawansowana technologia klimatyzacji utrzymuje temperaturę w pomieszczeniu z bardzo małym odchyleniem +/- 1°C i charakteryzuje się wyjątkowo energooszczędnym przygotowaniem powietrza.

Mario Kuisle jest bardzo zadowolony z pierwszych miesięcy pracy czystego pomieszczenia: „Czyste pomieszczenie działa bez zarzutu. Technologia jest bardzo skomplikowana, ale idealnie dopasowana i przemyślana. Optymalizacja energetyczna czystego pomieszczenia była dla nas bardzo ważna. Dzięki zastosowaniu pompy ciepła możemy na dłuższą metę oszczędzać wysokie koszty energii. Mamy również możliwość zaprogramowania nocnego obniżenia temperatury. Bardzo pozytywnie oceniamy ciche filtry i dobre oświetlenie, co ułatwia codzienną pracę w czystym pomieszczeniu.”