Nowe standardy dla suchych pomieszczeń czystych: pierwsze łańcuchy energetyczne z certyfikatem klasy ISO 1

Łańcuchy energetyczne e-skin flat ESD i e-skin soft ESD firmy igus są pierwszymi łańcuchami energetycznymi, które zostały certyfikowane przez Fraunhofer IPA zgodnie z klasą ISO 1 w warunkach suchego pomieszczenia czystego. (Źródło: igus SE & Co. KG)

Od samochodów elektrycznych po magazyny energii słonecznej: wraz z rozwojem produkcji baterii rosną również wymagania wobec środowisk produkcyjnych. Przykładowo prowadniki przewodów w urządzeniach produkcyjnych podczas ruchu mogą emitować niemal żadnych cząstek. Kolejnym wyzwaniem jest niezwykle sucha atmosfera nowoczesnych suchych pomieszczeń czystych. Firma igus opracowała specjalnie dla branży mikroelektronicznej prowadniki przewodów e-skin flat ESD i e-skin soft ESD, które jako pierwsze prowadniki przewodów na świecie otrzymały certyfikat klasy ISO 1 przyznany przez Instytut Fraunhofera IPA. Zapewnia to bezpieczeństwo planowania w obliczu przyszłych wymagań dotyczących czystości w produkcji baterii.

W nowoczesnych fabrykach produkujących baterie występują dwaj przeciwnicy: wilgoć i zanieczyszczenia. Dlatego maszyny i urządzenia muszą działać w ekstremalnie suchym środowisku, w którym wilgotność względna powietrza wynosi poniżej jednego procenta. Jednocześnie nie mogą emitować cząstek, które mogłyby uszkodzić wrażliwy materiał ogniw. Stanowi to również wyzwanie dla prowadników przewodów, które na przykład podczas montażu ogniw doprowadzają przewody i węże do ruchomych elementów maszyn. W ekstremalnie suchych warunkach zmieniają się bowiem parametry tarcia, co może prowadzić do zwiększenia zużycia i emisji cząstek. „Z myślą o tym wymagającym scenariuszu opracowaliśmy między innymi prowadniki przewodów e-skin flat ESD i e-skin soft ESD. Są one wykonane z tribologicznie zoptymalizowanego tworzywa sztucznego o wysokiej wydajności, które charakteryzuje się szczególnie wysoką odpornością na ścieranie, dzięki czemu nawet podczas szybkich ruchów w ekstremalnie suchej atmosferze emitowanych jest niemal zero cząstek” – mówi Kira Weller, menedżerka produktu ds. prowadników e-chain i ekspertka ds. pomieszczeń czystych w firmie igus. Potwierdzeniem jest nowy certyfikat Instytutu Fraunhofera ds. Technologii Produkcji i Automatyzacji IPA, zgodnie z którym e-skin flat ESD i e-skin soft ESD są pierwszymi na świecie prowadnikami przewodów, które w suchym pomieszczeniu czystym osiągają najwyższą klasę czystości ISO 1. Kira Weller dodaje: „Certyfikat jest dla nas ważnym kamieniem milowym. Wraz z globalną rozbudową produkcji baterii stale rosną wymagania dotyczące bezpieczeństwa procesów i czystości. Zakładamy, że w przyszłości przemysł i przepisy będą wymagać jeszcze wyższych standardów. Certyfikowane zgodnie z ISO 1 prowadniki przewodów już dziś zapewniają bezpieczeństwo przyszłym wysokoczystym zakładom produkcyjnym w branży baterii”.

Certyfikacja możliwa dzięki nowemu stanowisku badawczemu Instytutu Fraunhofera IPA

Firma igus od kilku lat współpracuje z Instytutem Fraunhofera IPA, aby poddawać prowadniki przewodów niezależnym testom i certyfikacji. Dotychczas jednak technika badawcza stawiała ograniczenia, zwłaszcza w przypadku suchych pomieszczeń czystych. W przeszłości w warunkach suchego pomieszczenia czystego możliwe były certyfikacje jedynie do klasy ISO 4. „Dzięki naszemu nowemu stanowisku badawczemu po raz pierwszy możemy analizować emisję cząstek w warunkach suchego pomieszczenia czystego aż do klasy ISO 1” – mówi dr inż. Frank Bürger, kierownik działu badań i certyfikacji w Instytucie Fraunhofera IPA. „Badania dostarczają dodatkowych danych na temat zachowania ruchomych komponentów w warunkach suchego pomieszczenia czystego. Poszerza to podstawę badań dla zastosowań przemysłowych”. Dla zobrazowania: w nowym suchym pomieszczeniu czystym IPA, przy wilgotności względnej powietrza poniżej jednego procenta, na metr sześcienny przypadać może maksymalnie dziesięć cząstek o wielkości od 0,1 mikrometra. W klasie ISO 4 może ich być do 10 000, czyli tysiąc razy więcej. „Badania przeprowadzono w ramach współpracy firmy igus z Instytutem Fraunhofera IPA. Pokazują one potencjał badań stosowanych w przemyśle w zakresie oceny wymagających technologicznie zastosowań w suchym pomieszczeniu czystym. Wyniki zapewniają dodatkową przejrzystość użytkownikom, którzy stawiają najwyższe wymagania dotyczące czystości i bezpieczeństwa procesów” – dodaje dr inż. Frank Bürger.

Dwie konstrukcje do najróżniejszych zadań związanych z ruchem

Aby objąć jak największą liczbę zastosowań w branży mikroelektronicznej, firma igus opracowała różne prowadniki przewodów: e-skin flat ESD to płaski, modułowy system prowadzenia przewodów, który w zależności od wielkości zastosowania można złożyć z pojedynczych zamkniętych komór na przewody. Z kolei e-skin soft ESD składa się z elastycznej, zamkniętej rury karbowanej. Górną i dolną część można połączyć na zasadzie zamka błyskawicznego, tworząc zamkniętą rurę, dzięki czemu żadne cząstki z przewodów nie mogą wydostać się na zewnątrz. Dodatek „ESD” oznacza „electrostatic discharge”, czyli wyładowanie elektrostatyczne. Dzięki dodatkom zawartym w materiale prowadniki przewodów mają właściwości rozpraszające ładunki, co pozwala odprowadzać ładunki elektrostatyczne przez elementy przyłączeniowe i zapobiega ich przeskakiwaniu na wrażliwe komponenty. „Dzięki obu konstrukcjom możemy realizować najróżniejsze zadania związane z ruchem” – mówi Kira Weller. „Oba systemy łączą przy tym dwie kluczowe właściwości wymagane w pomieszczeniach czystych: minimalną emisję cząstek i bezpieczeństwo ESD, również w ekstremalnie suchych warunkach”.