Innovativ und weltweit einzigartig

Innovativ und weltweit einzigartig

Die Abteilung Reinst- und Mikroproduktion des Fraunhofer IPA bereitet sich auf die Herausforderungen der Zukunft vor

Noch ist das Gebäude eine Baustelle. Wie Inseln wirken die hermetisch abgeschlossenen Räume. Manche von ihnen sind brandneu eingerichtet, vergrößert oder umgebaut. Das Fraunhofer IPA setzt mit seinen Umbaumaßnahmen für ihre Abteilung Reinst- und Mikroproduktion weltweit neue Maßstäbe in Sachen Reinraum.

Im Gang stehen Leitern, die Handwerker bohren, flexen und montieren noch. Trotzdem sieht bereits alles erstaunlich sauber und aufgeräumt aus. Gleich soll eine Besuchergruppe durch die Räumlichkeiten geführt werden. Die Handwerker legen letzte Hand an. Sie kleben Folien auf den Boden vor die Eingänge jener Räume, die besichtigt werden können. Diese sollen dafür sorgen, dass so wenig Staub wie möglich durch die Straßenschuhe hineingetragen wird. Die erwarteten Besucher wollen sich ein Bild von der Erweiterung  und Modernisierung der Reinst- und Mikroproduktion des Fraunhofer Instituts Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) machen.

Der Standort des IPA befindet sich auf dem Gelände des Institutszentrums in Stuttgart-Vaihingen. Seit Anfang 2009 wurde das Gebäude mit seinen bereits vorhandenen Rein-, Grau- und Verwaltungsräumen renoviert und vergrößert. Dafür wurde auf einer Seite angebaut und ein Stockwerk drauf gesetzt. Insgesamt sind so 3000 Quadratmeter entstanden, die genutzt werden können und Raum für zukunftsweisende Projekte schaffen. Neu sind das BioSafety-Labor, ein Photovoltaik-Automation Test Center sowie ein Ultrapräzisionsreinigugslabor der ISO-Klasse 1. Zusätzlich ist ein Reinraumentwicklungslabor der ISO-Klasse 6 entstanden. Insgesamt werden die Reinräume bereits genutzt. Sie beherbergen kleinere Materialschleusen, einen Demo-Bereich, der die Bohrlochreinigung durch Kohlendioxid demonstriert. »Bei der Bauteilreinigung mittels überkritischem CO2 geht es immer um diffizile Reinigungsgeschichten«, so Gommel. In den oberen Stockwerken sind neben weiteren Laboren und Technikumbereichen Konferenzräume und Büros zu finden. Außerdem gibt es nun einen laminaren Schwerlastreinraum, der weltweit einzigartig sein dürfte. Er misst 100 Quadratmeter Fläche. Der Eingang ist sechs Meter breit und sieben Meter hoch. Ein riesiges Rolltor ermöglicht den ungehinderten Zugang großer Lasten mit einem Gewicht bis zu sechs Tonnen pro Quadratmeter. Da der Luftdruck drinnen größer ist als draußen, können keine verunreinigenden Partikel in den Reinraum gelangen. Zudem fungiert ein Grauraum dazwischen als eine Art Schleuse. Im Innenbereich werden die Geräte zunächst gereinigt, mittels Luftanströmung von oben und Absauganlage die gelösten Partikel in den Doppelboden abgeleitet. Neben Rasterelektronenmikroskopen, Ramanspektrometern und weiteren, hoch spezialisierten Geräten, gehören auch mehrere optische Partikelzähler, darunter auch tragbare Geräte, zur Einrichtung. Gearbeitet werden muss hier mit Schutzkleidung. Wer mit den Mitarbeitern im Inneren Kontakt aufnehmen will, kann dies über ein in der Glaswand installiertes Telefon tun. In ihm können komplette Produktionsanlagen geprüft, reinheitsgerecht optimiert und qualifiziert werden, etwa aus der Photovoltaik oder der Flachbildschirmherstellung, oder auch der ESA sowie der NASA. Seit März 2010 steht er bereits für Forschungs- und Industrieaufträge zur Verfügung ? trotz Baustelle, die Ingenieure, Physiker, Biologen und anderen Wissenschaftler, die in der Abteilung Fraunhofer IPA arbeiten, machen es möglich: Derzeit wird ein Fördersystem eines asiatischen Herstellers auf Abrieb und Partikelemissionsverhalten überprüft. Zusätzlich wird im hinteren Bereich ein Deckenplattensystem gestestet. Das ist Alltag im IPA ? die Kunden kommen aus allen Teilen der Erde, um von dem Know How der hier arbeitenden Spezialisten und den hier zur Verfügung stehenden einmaligen Reinraumbedingungen und der neusten Technik zu profitieren.

Auch energetisch sind die Reinräume nun mit neuster Technik ausgestattet: Die Lüftungstechnik spart bis zu 70 Prozent Energie. Mit ihr wird die Luftreinheitsklasse ISO Klasse 1 um das Zehnfache überboten. Zudem wurden für die Reinräume Werkstoffinnovationen verwendet, die bezüglich Partikelabrieb, Ausgasungsverhalten und ihrer elektrostatischen Eigenschaften optimiert sind.

Geplant wurde das ambitionierte Projekt zur umfassenden Renovierung und Erweiterung bereits seit rund drei Jahren: »So hatten wir genügend Zeit, uns gleich auch mit der momentan modernsten und innovativsten Technik auszustatten«, sagt Abteilungsleiter Gommel. »Schließlich wollen wir nicht kleckern, sondern müssen eine technologische Vorreiterstellungen einnehmen.« Gommel ist Diplom-Physiker aus Leidenschaft. Derzeit sitzt er als Vertreter Deutschlands im Technical Committee, das sich mit der Weiterentwicklung beziehungsweise der Erweiterung der Klassifizierung des ISO-Standards beschäftigt. Seit 1996 ist er beim Fraunhofer IPA mit dabei und für das weite Feld der Reinraumtechnik tätig. Seit 2008 leitet er die Abteilung Reinst- und Mikroproduktion.

Seit deren Gründung im Jahr 1984 bis heute hat diese mehr als 60 Patente angemeldet sowie über 18000 Projekte für rund 750 Kunden aus 30 Branchen realisiert. Die hier beschäftigten Naturwissenschaftler prüfen und forschen in den Bereichen Anlagenentwicklung und -optimierung, Materialfluss und Logistik im Reinraum, Partikelmesstechnik und neue Reinraum- und Fertigungssteuerungskonzepte und sind für Kunden aus der Halbleiterindustrie, der Photovoltaikindustrie, Life Science, Mikrosystemtechnik sowie Luft- und Raumfahrt tätig. Zudem wurden in den vergangenen zehn Jahren zirka 700 Produkte wie etwa Anlagen, Geräte oder Komponenten vom Frauenhofer IPA zertifiziert.

Durch die weitsichtige Modernisierung und Erweiterung hat sich das Fraunhofer IPA für die Anforderungen der Zukunft gewappnet und bietet jetzt schon durch innovative Technik bestmögliche Resultate in Sachen Begutachtung und Zertifizierung reinraumtauglicher Anlagen und Produkte genauso wie in deren Erforschung und Weiterentwicklung. Am 7. Juli 2011 werden die neuen Räumlichkeiten mit einem Festakt offiziell eröffnet.