Reinraumsystem CAPE® für Satellitenmontage eingesetzt

»CAPE®« ist flexibel wie ein Zelt und ermöglicht eine hochreine Fertigungsumgebung bis zur ISO-Klasse 1. (© Foto Fraunhofer IPA, Foto: Rainer Bez)

Mit »CAPE®« wurde im Sommer 2016 der erste »Reinraum on Demand« auf den Markt gebracht. Das Raumfahrtunternehmen OHB System AG hat mit dem Fraunhofer IPA nach einer schnell zu realisierenden, reinheitstechnischen Einhausung für seine Satellitenapplikationen gesucht. Das daraus entstandene, kostensparende System ähnelt in Größe und Gewicht einem Zelt, ermöglicht aber Luftreinheiten bis zur Klasse 1 gemäß ISO 14644-1. Kontaminationsempfindliche Produkte lassen sich damit flexibel rein halten und transportieren. OHB System AG hat CAPE® jetzt erstmals zur Montage eines Satelliten eingesetzt.

Schon geringe Kontaminationen richten in vielen Branchen gewaltige Qualitätseinbußen an. Geraten zum Beispiel Verunreinigungen auf Mikrochips, Raumsonden oder Linsen, kann dies zu defekten oder fehlerhaften Endgeräten führen. Um solche Schäden zu vermeiden, lagern Unternehmen die kontaminationssensitiven Fertigungs- und Montageschritte in Reinräume aus. Diese sind aber teuer, nicht überall verfügbar und schützen nicht vor transportbedingten Verschmutzungen.

Flexibel, transportabel, kostensparend und schnell installiert

Das CAPE® ist das weltweit erste Reinraumsystem, das sich flexibel in weniger als einer Stunde errichten lässt und verschmutzungsempfindliche Produkte bei Herstellungsschritten oder auch deren Transport sauber hält. Das Reinraumsystem, das einen zeltähnlichen Aufbau hat, ist nach einer kurzen Anlaufphase von weniger als fünf Minuten direkt betriebsbereit. Erhältlich ist es in verschiedenen Größen bis zu 50 Quadratmetern, wahlweise mit oder ohne Boden. Aufgebaut wiegt es in der mittleren Größe zirka 60 Kilogramm. Mit dem Betrieb »on demand« verspürt der Anwender des CAPE® nicht den Auslastungszwang der klassischen Reinräume und spart dadurch enorme Energie- und Wartungskosten.

Für ihr System haben die Forscher ein Strömungskonzept entwickelt, das sich aus TVOCund abriebarmen Materialien mit angeschlossenem Filtersystem zusammensetzt. Damit kann das CAPE® eine kontaminationsfreie Fertigungsumgebung der ISO-Klassen 1 bis 9 im Ruhezustand »at rest« gemäß DIN ISO 14644-1 gewährleisten. »Das CAPE® überzeugt mit seiner extremen Sauberkeit, der sehr kurzen Aufbauzeit, der hohen Flexibilität und der Transportfähigkeit«, fasst IPA-Projektleiter Frank Bürger zusammen. Man könne es nicht nur innerhalb eines Reinraums im Betriebszustand bewegen, sondern aufgrund seines geringen Gewichts und kleiner Packgröße zum Beispiel mittels Luftfracht transportieren. So stellen Unternehmen sicher, dass ihre Produkte nach erfolgter Reinigung sauber bleiben. Die Testreihen in den Reinraumlaboren des Zentrums für Kontaminationskontrolle und bei Kunden haben die Funktionsfähigkeit erfolgreich bestätigt. Die Patentoffenlegung für das CAPE® erfolgte im Sommer 2017.

CAPE® im industriellen Einsatz

Das CAPE® wird bereits im industriellen Umfeld eingesetzt. Zum Beispiel beim Raumfahrtunternehmen OHB System AG, das den Reinraum on Demand zur Montage eines Satelliten verwendet. OHB System AG nutzt das CAPE® zur Absicherung der Reinheitsqualität während der Wartungsarbeiten in seinen Reinräumen. Des Weiteren plant OHB System AG, das leichtgewichtige CAPE® zu seinen Zulieferern mitzunehmen, sofern nur temporär hohe Luftsauberkeitsumgebungen benötigt werden.

Unternehmen, die das CAPE® einsetzen möchten, können sich ihr kundenspezifisches Modell beim Fraunhofer IPA oder auch über OHB System AG bestellen. Je nach Größe, Anforderung und Luftreinheitsklasse kostet das System zwischen 40 000 und 80 000 Euro. Welche Ausstattung erforderlich ist, ermitteln die Reinraum-Experten gemeinsam mit dem Partnerunternehmen. Die Lieferzeit beträgt etwa acht Wochen. Die einzelnen Komponenten werden von ausgewählten Industriepartnern des Fraunhofer IPA hergestellt.