Kooperationskonzept „Sauberkeitslabor“: Acht Firmen arbeiten zusammen für eine optimale Bauteilsauberkeit

Mit Hilfe von insgesamt acht Herstellern von Komponenten für das Sauberkeitslabor wurde erstmalig ein komplettes Sauberkeitslabor inklusive einer gesamten Prozesskette aus- und vorgestellt. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH)

Der Schleusen-Transportwagen PUROS Science der Firma Kögel transportiert die zu prüfenden Teile sicher in das Sauberkeitslabor. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH)

Im Spülkabinett der Gläser GmbH werden die Partikel von den Bauteilen extrahiert und dann die Filtermembran in nur 7 Minuten im Gläser EasyDry getrocknet. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH)

Sehr kleine Partikel werden mithilfe des optischen Flüssigkeits-Partikelzählers detektiert. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH)

Für Partikelgrößen ab 25 µm wird der zuvor verwendete Filter im Trockenofen der Firma Binder getrocknet und im so genannten Exsikkator auf die vorgeschriebene Feuchte gebracht. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH)

Zur Bewertung der Partikelmenge wird der Filter schließlich auf einer Präzisionswaage der Firma Sartorius gewogen. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH)

Mittels Mikroskop der Firma Jomesa werden Partikelart, -größe sowie -menge detektiert und automatisch analysiert mit anschließender Dokumentation durch Firma CleanControlling. (Quelle: Nerling Systemräume GmbH)

Bereits mikroskopisch kleine Partikel können die Funktion von empfindlichen Bauteilen beeinträchtigen und im Ernstfall die gesamte Produktion zum Stillstand bringen. Somit sind saubere Arbeitsplätze nicht mehr „nur“ in der Lebensmittel-, Pharma- und Medizintechnikbranche von größter Wichtigkeit: Immer mehr Betriebe beispielsweise in der Automobilbranche oder im Maschinenbau müssen in sauberer Umgebung fertigen und montieren. Diese Prozesse unterliegen strikten Richtlinien, wie der VDA 19 oder der ISO 16232. Bisher fehlte es in diesen Industriebereichen allerdings an innovativen Ideen und kundenspezifischen Lösungen für Reinräume, in denen die einzelnen notwendigen Komponenten gezielt aufeinander abgestimmt sowie an die jeweiligen Gegebenheiten beim Kunden angepasst werden konnten. Unter dem Zeichen des Cleaning Excellence Centers wurde auf der diesjährigen Lounges Messe 2017 erstmals ein System mit allen für ein voll funktionsfähiges Sauberkeitslabor nötigen Komponenten von insgesamt acht verschiedenen Herstellern einschließlich einer gesamten Prozesskette aus- und vorgestellt. Der Reinraum ISO7 wurde von der Nerling Systemräume GmbH konzipiert.

Rein- sowie Sauberräume gewinnen für industrielle Umgebungen immer mehr an Bedeutung. Mit der Richtlinie VDA 19 beziehungsweise ISO 16232 wurden für die Automobilindustrie und für den Maschinenbau Auflagen zur Kontrolle und Einhaltung der technischen Sauberkeit eingeführt, die für sämtliche Unternehmen dieser Branchen verbindlich sind. Dennoch herrscht nach wie vor große Unklarheit darüber, welche Grenzwerte für welche Bereiche Gültigkeit haben und wo sie eingehalten werden müssen. Oftmals gibt es auch branchenspezifische Unterschiede. Die Bauteilsauberkeit dient als eines der wichtigsten Qualitätsmerkmale, da sie für die Zuverlässigkeit und Funktion von Maschinen sowie Produktionsteilen entscheidend ist: Es geht darum, eine mögliche Verunreinigung festzustellen und die schädlichen Partikel zu quantifizieren. Mit diesem Know-how können die Mitarbeiter effizienter fertigen und dabei auch Zeit und Kosten sparen. Die Installation eines Rein- beziehungsweise Sauberraumsystems hilft dabei, bestmögliche Bauteilsauberkeit zu gewährleisten. Deren Kontrolle kann so zeitlich flexibel durchgeführt werden. Zudem ist es mit den notwendigen Gerätschaften ausgestattet, um die Restschmutzmenge zu bestimmen.

Neues Konzept erstmals auf der Lounges 2017 präsentiert

Bei dem Betrieb eines Sauberkeitslabors ist es wichtig, dieses direkt in die Fertigungsumgebung zu implementieren. Der Standort muss so gewählt sein, dass die Wege zwischen den Produktionsschritten und dem Sauberkeitslabor kurz sind. Dadurch wird die Kontamination möglichst gering gehalten und auch der Materialfluss wird nicht gestört. Eine individuelle Gesamtlösung, die all diese Faktoren berücksichtigt, war bisher jedoch nur mit sehr hohen Kosten und umfangreicher logistischer Planung verbunden. Außerdem war es bisher selbst für die Hersteller der einzelnen Reinraumkomponenten schwierig mitzuverfolgen, was in der Prozesskette vor und nach dem Einsatz ihres eigenen Gerätes passierte. Eine umfassende Erörterung des Prozessablaufs sowie eine umfängliche Beratung für Interessenten oder bereits bestehende Kunden waren auf diese Weise nur eingeschränkt möglich. Wurden die einzelnen Gerätschaften und Prozessschritte bei Messen präsentiert, fehlte für die Besucher oftmals der Zusammenhang, da sie in der Regel separat gezeigt wurden. Auf der diesjährigen Lounges-Messe in Stuttgart präsentierte die Nerling Systemräume GmbH erstmalig ihr bewährtes Konzept eines technischen Sauberkeitsraumes im Rahmen einer Komplettlösung: Mithilfe von insgesamt sieben Komponentenherstellern wurde ein Sauberkeitslabor inklusive der gesamten Prozesskette aus- und vorgestellt. Dieses Reinraumkonzept kann individuell an die betrieblichen Erfordernisse des Kunden angepasst und diese individuelle Lösung in die jeweiligen Räumlichkeiten integriert werden.

Effektives Zusammenspiel der aufeinander abgestimmten Reinraumkomponenten

Am Messestand konnten die Besucher einen Prozessablauf des Sauberkeitlabors unter dem Zeichen des Cleaning Excellence Center kennenlernen, so wie er auch unter realen Bedingungen stattfinden würde: Ein Schleusen-Transportwagen – hergestellt von der Firma Kögel – brachte die zu prüfenden Teile in einem ersten Schritt zum Reinraum der Firma Nerling. Dort wurden die Partikel im ACM17-Prüfkabinett der Gläser GmbH auf eine Filtermembran extrahiert, die anschließend in nur 7 Minuten im Gläser EasyDry getrocknet wurde. Im Anschluss daran wurde anhand der trockenen Membran geprüft, wie sauber die Reinigungseinrichtung bisher gearbeitet hatte. Bei sehr kleinen Partikeln kann diese Reinigung alternativ mithilfe des optischen Flüssigkeitspartikelzählers der Firma Pamas vorgenommen werden – diese Apparatur ermöglicht es außerdem, eine umfassende Analyse der Technischen Sauberkeit durchzuführen. Für Partikelgrößen ab 25 µm wurde der zuvor verwendete Filter im Trockenofen der Firma Binder getrocknet und im so genannten Exsikkator auf die vorgeschriebene Feuchte gebracht. Durch den großen Temperaturbereich von 5 °C über Raumtemperatur bis hin zu 300 °C ist dieser Wärmeschrank universell einsetzbar. Der so präparierte Filter wurde schließlich zur Kontrolle der Partikelmenge mittels Präzisionswaage – Hersteller ist die Firma Sartorius – gewogen. Mithilfe eines Präzisionsmikroskops von Jomesa wurde der Filter im Anschluss genau unter die Lupe genommen und vermessen. Dabei wurden Partikelart, -größe und -menge analysiert und protokolliert. Abschließend wurden die während des Prozessablaufs gesammelten Daten mittels Analyseverfahren der Firma CleanControlling ausgewertet und ein umfassendes Protokoll darüber erstellt, welches die Besucher hinterher begutachten konnten. Die Firma CleanControlling ist mit Ihrem unabhängigen akkreditierten Labor in der Lage die komplette Laborprozesskette als externes Dienstleistungslabor abzudecken, sollte die Anzahl der zu analysierenden Bauteile eine eigene Laboreinrichtung nicht rechtfertigen. Wenn die Analyseergebnis Fragen aufwerfen, oder die Partikelspezifikation nicht erreicht werden kann, weil die Bauteiloberflächenverschmutzung die vom Kunden gesetzten Grenzwerte übersteigt, kann die Fa. CleanControlling mit Ihren erfahrenen Beratungsingenieuren die Produktionsprozesskette auf Partikelquellen durchleuchten und Maßnahmen zur Verbesserung der Bauteilsauberkeit aufzeigen.