Pomieszczenie czyste czy czyste pomieszczenie?

Przykład siatki sufitowej do pomieszczeń czystych od Asys Cleanroom

Tak może wyglądać czysta strefa zrealizowana przez Asys

Widok z góry na sufit czystego pomieszczenia Asys Cleanroom

Czasami wystarczy kabina czystego pomieszczenia

Karl Goll jest dyrektorem zarządzającym firmy Asys Prozess- und Reinraumtechnik

Mit coraz mniejszymi i bardziej wrażliwymi komponentami, na przykład w systemach antyblokujących czy poduszkach powietrznych, rośnie zapotrzebowanie na kontrolowane środowisko w produkcji. Często te systemy są wyposażone w czujniki, które są wrażliwe na kurz, brud czy włókna. Dlatego czyste, higieniczne i kontrolowane środowisko jest nieodzowne w wielu branżach elektronicznych i motoryzacyjnych.

Przestrzenie czyste są już szeroko stosowane w wielu branżach, takich jak na przykład produkcja półprzewodników, optyka czy przemysł farmaceutyczny. Czy inwestycja w czystą lub higieniczną przestrzeń jest opłacalna dla firmy, zależy od różnych czynników. Oprócz wymagań dotyczących czystego środowiska, istotne są również technologia produkcji i produkt. W zależności od dopuszczalnego rozmiaru cząstek decyduje się, czy konieczny jest czysty czy przestrzeń czysta.

W obu podejściach chodzi ogólnie o unikanie powstawania cząstek w powietrzu, ich nieuchronne usuwanie oraz ochronę otoczenia przed zanieczyszczeniem cząstkami. Jest to również konieczne, jak wyjaśnia Karl Goll, dyrektor zarządzający firmy Asys Prozess- und Reinraumtechnik w Dornstadt koło Ulm: „Nawet najmniejsze cząstki o rozmiarze 50 µm mogą poważnie uszkodzić wrażliwą elektronikę w systemach hamulcowych”.

Klasyfikacja przestrzeni czystych

Międzynarodowa norma EN ISO 14644 klasyfikuje czystość powietrza na podstawie referencyjnych cząstek o rozmiarze 0,5 µm. Zgodnie z nią, w klasie ISO 5 maksymalnie 3 520 cząstek o rozmiarze 0,5 µm na metr sześcienny powietrza może się znajdować. Normy branżowe i krajowe, takie jak amerykański Federal Standard, zostały zastąpione normą ISO. Tak więc stara jednostka klasy przestrzeni czystej 100 odpowiada obecnie klasie ISO 5 (patrz tabela).

 Klasy przestrzeni czystych według ISO i US Fed.

W pomieszczeniach czystych kontroluje się i mierzy rozmiary cząstek od 0,1 µm do 5,0 µm. Cząstki te są bardzo lekkie, ale można je wyfiltrować z otoczenia za pomocą technologii czystego powietrza. W przestrzeniach higienicznych rozpatruje się rozmiary od 1000 µm do 1 µm oraz gęstość (d. g/cm³) cząstek. Jeśli cząstki po uwolnieniu spadają na podłogę, technologia czystego powietrza nie jest skuteczna. W związku z tym środowisko produkcyjne z niezależnymi od czystego powietrza środkami odpowiada poziomom czystości 1 i 2, strefie czystej lub pomieszczeniu czystym.

Wobec tego wyzwania, Związek Przemysłu Motoryzacyjnego (VDA) we współpracy z Instytutem Fraunhofera opracował zbiór zasad. VDA-Band 19 stał się standardem. W pierwszym wydaniu chodzi o „badanie technicznej czystości”. Tu definiuje się czystość i klasyfikuje ją w stopniach od 0 do 3.

• Poziom czystości 0 oznacza obszar nieuregulowany
• Poziom czystości 1 odpowiada standardom strefy czystej
• Poziom czystości 2 reguluje wymagania przestrzeni czystej bez technologii czystego powietrza
• Poziom czystości 3 to pomieszczenie czyste według EN ISO 14644

Poziom zero oznacza obszar produkcji bez regulacji skupionej na czystości. Aby spełnić wymagania poziomów 1 do 3, konieczne są określone środki: tak, aby granica strefy czystej (SaS1) wobec krytycznych obszarów była wyznaczona za pomocą oznaczeń na podłodze lub stałych ograniczeń w pomieszczeniach czystych (SaS2). Ponadto konieczne jest zorganizowanie transferu personelu i materiałów zgodnie z wymogami czystości oraz wcześniejsze szkolenie personelu. Podłogi muszą mieć dobrą odporność na ścieranie i wytrzymałość mechaniczną. W zależności od procesu produkcyjnego, mogą być konieczne dodatkowe środki.

Pomieszczenie czyste jest etapem poprzedzającym przestrzeń czystą. Jeśli poziom czystości trzeci według VDA 19 zostanie osiągnięty, oznacza to klasę ISO 9. „Trudność polega na wybraniu odpowiedniego podejścia, czy to przestrzeń czysta, czy czysta, na podstawie wymagań. Im wyższa klasa przestrzeni czystej, tym wyższe koszty inwestycyjne i operacyjne”, podkreśla Goll.

Kwestią doradztwa
Przy planowaniu przestrzeni czystej lub czystej konieczne jest pełne rozważenie całego procesu produkcji i montażu. Firma Asys Prozess- und Reinraumtechnik, będąca częścią grupy Asys, specjalizuje się w planowaniu i realizacji przestrzeni czystych i higienicznych. Wspólnie z klientami analizuje ich procesy produkcyjne i opracowuje odpowiednie koncepcje. Ważne jest, aby znaleźć i utrzymać równowagę między wymaganiami jakościowymi produkcji a jakością otoczenia. Należy unikać nadmiernie dużych przestrzeni i zbyt wysokich wymagań dotyczących klasy przestrzeni czystej. „Dla nas szczególnie ważne jest właściwe doradztwo dla naszych klientów. Czasami klienci zgłaszają się do nas z prośbą o zainstalowanie przestrzeni czystej w ich produkcji. Jednak po dokładnej analizie okazuje się, że wystarczy przestrzeń higieniczna, co pozwala uniknąć zbędnych kosztów inwestycyjnych i operacyjnych”, relacjonuje Karl Goll.

Kolejnym ważnym aspektem jest elastyczność w reagowaniu na zmieniające się wymagania dotyczące czystości i odpowiednie dostosowanie przestrzeni. Firma Asys łączy centralne systemy klimatyzacji i wentylacji z elastycznymi modułami filtrów (FFU). Centralny system reguluje dopływ świeżego powietrza, temperaturę i wilgotność względną w pomieszczeniu, natomiast FFU służą do osiągnięcia wymaganej wymiany powietrza. Jeśli wymagana jest wyższa klasa przestrzeni czystej, można zwiększyć liczbę modułów. Szczególną uwagę zwraca się na efektywność energetyczną i niskie koszty eksploatacji.

Specjalne systemy ścian i system sufitowy opracowany przez Asys umożliwiają zespołowi projektowemu dostosowanie się do wymagań dotyczących elastyczności. Gładkie, łatwe do czyszczenia powierzchnie są równie ważne jak wbudowane elementy w ścianach i sufitach. Dzięki inteligentnemu planowaniu przegród dla personelu i materiałów, zapobiega się wprowadzaniu cząstek i wspólnie z klientem opracowuje optymalny przepływ materiałów i personelu.

Decydując się na zlecenie kontrolowanego środowiska, kluczowe jest rozważenie, jaka klasa przestrzeni czystej jest w ogóle konieczna i jak duża powinna być przestrzeń. Firma Asys Cleanroom wspiera swoich klientów w podejmowaniu tych decyzji – być może wystarczy już przestrzeń higieniczna?