Przesłony ochronne laserowe w pomieszczeniu czystym

(Zdjęcie: PROTECT - Laserschutz GmbH)

(Zdjęcie: PROTECT - Laserschutz GmbH)

(Bild: PROTECT - Laserschutz GmbH)

Lasery są nieodłącznym elementem produkcji w wysoce wrażliwych obszarach, takich jak optyka i produkcja półprzewodników. Wiele z tych obszarów wiąże się z produkcją w czystych pomieszczeniach. Przy użyciu laserów konieczne jest bezwzględne i bezkompromisowe przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa określonych przez normy. Również w różnych dziedzinach motoryzacji i farmacji lasery są stosowane w warunkach czystych pomieszczeń, gdzie obowiązują te same przepisy dotyczące ochrony laserowej.

Podczas rozwoju obecnie powszechnie stosowanych produktów ochrony laserowej, głównie w zakresie ochrony powierzchniowej, wymagania dotyczące technologii czystych pomieszczeń często nie były brane pod uwagę, co wymagało pracy z alternatywami.

Wymagania dla czystych pomieszczeń są określone w normie EN ISO 14644. Oprócz struktury i funkcjonowania czystych pomieszczeń, normą tą określa się również klasy czystości powietrza. Klasy te określają maksymalną liczbę cząstek określonego rozmiaru, rosnącą w krokach co 100 nm na metr sześcienny powietrza. Klasy czystości są uporządkowane od 1 do 9b, przy czym najwyższa klasa 1 oznacza najwyższą czystość, z maksymalnie 10 dozwolonymi cząstkami poniżej 100 nm na metr sześcienny powietrza. Klasa ta znajduje zastosowanie w produkcji monokryształów krzemu. Jednak większość zastosowań odbywa się w niższych klasach. Zasadniczo wejście do czystego pomieszczenia od klasy ISO 4 jest możliwe tylko w ograniczonym zakresie ze względu na ryzyko zanieczyszczenia.

W pomiarze cząstek lasery odgrywają ważną rolę w utrzymaniu działania czystych pomieszczeń, gdzie można wymienić diodowe i He-Ne lasery. Sporadycznie w czystych pomieszczeniach używa się również laserów Nd:YAG do obróbki metali. Przy produkcji mikroelementów, w których konieczne są procesy spawania laserowego w mikrometrowym zakresie, konieczne jest przeniesienie tych działań do wyższych klas czystości.

Gdy lasery są używane, obowiązują surowe przepisy bezpieczeństwa, które regulują normy DIN EN 60825, DIN EN 207, EN 208 i EN 12254. Przepisy bezpieczeństwa dotyczące obsługi laserów, określone szczególnie dla ochrony użytkownika, obowiązują wszędzie. Gdy przekroczone są graniczne wartości klasy laserowej 1 opisanej w normie DIN EN 60825-4, obowiązują przepisy chroniące integralność ciała użytkownika i osób postronnych. Dotyczy to często prac konserwacyjnych, podczas których konieczne jest otwarcie obudów. Normy te zawierają również przepisy dotyczące obudów i powierzchniowych osłon, które muszą być stosowane bezkompromisowo przy każdym laserze klasy 3B i 4, niezależnie od otoczenia, szczególnych warunków technicznych lub ekonomicznych oraz nakładu pracy.

Kurtyny ochronne laserowe są powszechnym środkiem ochrony użytkowników przed rozproszeniem promieniowania i bezpośrednimi trafieniami wiązką laserową. Gdy muszą być stosowane w czystym pomieszczeniu, zarówno osoby odpowiedzialne za ochronę laserową, jak i za czyste pomieszczenia stają przed dużym wyzwaniem. Istnieją dwa zasadniczo różne wymagania: jedno dotyczące czystego pomieszczenia, drugie ochrony laserowej, które są nieodzowne i muszą być realizowane bezkompromisowo. Produkty do czystych pomieszczeń zwykle nie są opracowywane z myślą o ochronie laserowej, podobnie jak produkty ochrony laserowej nie są zasadniczo projektowane z uwzględnieniem wymagań czystych pomieszczeń.

Dotychczasową powszechną metodą było owinięcie kurtyn ochronnych laserowych folią certyfikowaną do czystych pomieszczeń. Zapewnia to pożądany efekt, ponieważ zapobiega emisji cząstek przez kurtynę. Jednak wiąże się to z dużymi kosztami, utratą elastyczności kurtyny i znacznym zwiększeniem masy ze względu na owinięcie.

Aby rozwiązać ten problem, niemiecki specjalista ds. ochrony laserowej PROTECT-Laserschutz GmbH wprowadził do oferty dwa produkty: isoProtect-CR-ESD i isoProtect-CR. Kluczową zaletą tych kurtyn ochronnych dla czystych pomieszczeń jest to, że wykonane są z jednolitego materiału. IsoProtect-CR-ESD ma jedynie 0,6 mm grubości i powierzchniową wagę poniżej 700 g/m². Zastosowanie w klasach ISO 3-9b czyni kurtynę odpowiednią do niemal wszystkich obszarów czystych pomieszczeń, a także posiada właściwości antystatyczne i ochronne przed wybuchem. Unikalnym w tym segmencie jest certyfikacja FDA i GMP, zapewniająca dodatkowe bezpieczeństwo. Pomimo stosunkowo cienkiego materiału, kurtyna w zakresie spektralnym od 315 do 1050 nm zapewnia ochronę DAB 4, a w zakresie powyżej 1050 do 1400 nm – DAB 3 zgodnie z EN 12254. Dzięki temu można chronić szeroki zakres zastosowań laserowych w wymagających czystych pomieszczeniach.

Kurtyna ochronna laserowa isoProtect-CR dla czystych pomieszczeń klas ISO 7, 8 i 9b, mimo niewielkiej grubości 1 mm i niskiej masy powierzchniowej 1,3 kg/m², może zapewniać ochronę DAB 5 w zakresie od 315 do 1050 nm oraz DAB 4 w zakresie podczerwieni od >1050 do 1400 nm zgodnie z EN 12254.

Wszystkie rozwiązania osłonowe są dostępne również jako mobilne systemy na stojakach. Mogą być one zaprojektowane i stosowane w czystych pomieszczeniach, umożliwiając zarówno stacjonarne, jak i mobilne rozwiązania ochrony laserowej do zastosowań w czystych pomieszczeniach. W ofercie PROTECT-Laserschutz GmbH znajdują się również wszystkie systemy mocowania niezbędne do montażu kurtyn ochronnych laserowych w czystych pomieszczeniach.

Dzięki skoncentrowaniu rozwoju produktów firmy na tej części rynku czystych pomieszczeń, która dotąd była pomijana w zakresie ochrony laserowej, pojawia się szansa na odejście od dotychczasowych metod owinięcia i na nowo zdefiniowanie ochrony laserowej w czystych pomieszczeniach. W najbliższej przyszłości można się spodziewać kolejnych produktów ochrony laserowej dedykowanych zastosowaniom w czystych pomieszczeniach niemieckiej firmy specjalizującej się w ochronie laserowej.