25. August 2014

Neue Reinraum-Standards für Oberflächenreinheit, Nanopartikel und Energieeffizienz

Über den Reinheitsbegriff zerbrechen sich Planer und Praktiker, die mit Produktion und Fertigung unter reinen Bedingungen befasst sind, praktisch täglich den Kopf. Ein weltweit gültiges Maß aller Dinge gibt es hinsichtlich des Begriffs „rein“ jedoch nicht. Die Vorstellungen hierzu variieren je nach Kontinent, Region und Philosophie und die Suche nach neuen Standards setzt sich stetig vor. Die Internationale Fachmesse Cleanzone, die am 21. und 22. Oktober 2014 stattfindet, bietet viel Raum für den fachlichen Austausch zu diesem Thema und präsentiert innovative Lösungen zur Einhaltung hoher Sauberkeitsanforderungen.

Die Clanzone 2014 bietet innovative technische Lösungen und Expertenwissen zu Reinraum-Standards.
(Foto: Messe Frankfurt Exhibition GmbH / Sandra Gätke)

Mit dem Begriff „rein“ wird zumeist ein Idealzustand in Hinblick auf sauberkeitsrelevante Umgebungen verbunden. Doch eine weltweite, universelle Definition des Begriffs „Reinheit“ gibt es nicht. Je nach Kontinent oder Region wird den jeweils unterschiedlichen Philosophien zu Reinraum-Standards gefolgt. Die Vereinigten Staaten von Amerika beispielsweise gelten als besonders regulierungsfreudig. Japan hingegen legt den Fokus auf den technischen Bereich und Europa zeigt sich führend in Bezug auf anwendungsbezogene Ingenieurskunst.

Weltweiter Impulsgebungen zu Reinraum-Standards

Großes Interesse an der Cleanzone 2014
Foto: Messe Frankfurt Exhibition GmbH
Sandra Gätke

Die Vielfältigkeit der Interpretationen und Philosophien resultiert aus dem positiven Effekt, dass Reinraum-Standards aufgrund weltweiter Impulsgebungen stets aktuellen Weiterentwicklungen unterliegen.

„In den USA hält man einerseits sehr lange an gewohnten Prozessen fest, während die US-Forscher andererseits eine Vielzahl neuer technischer Reinraum-Lösungen hervorbringen“, fasst Koos Agricola, Generalsekretär der ICCCS (International Confederation of Contamination Control Societies) und des ICEB (International Cleanroom Education Board) die Situation zusammen.

Aus Japan kommen – anders als in der Vergangenheit – derzeit nur wenige herausragende Innovationen, dafür hat man dort eine extrem gewissenhafte Qualitätskontrolle perfektioniert“, führt der Experte weiter aus.

Alternative
Reinraum-Standards aus China

Die Ideen für die Optimierung bestehender Standards und Richtlinien stammen zumeist aus der Alten Welt. Auf diese Vorarbeit greifen die aufstrebenden Länder in Asien und Südamerika gern zurück, wo jetzt verstärkt neue Reinräume entstehen. „Oft verwenden sie europäische Produkte, doch mehr und mehr stehen auch Alternativen aus China zur Verfügung“, stellt Koos Agricola fest: „Eine wesentliche Rolle spielt dabei die Schulung des Personals. Hier könnte Europa eine viel größere Rolle spielen, als es aktuell der Fall ist.“

VDI-Richtlinie hat sich durchgesetzt

Bei aller nationaler Unterschiedlichkeit hat sich am Ende im Sinne einer verbindlichen Grundlage für den Betrieb von Reinräumen die VDI-Richtlinie 2083 des Vereins Deutscher Ingenieure sowie die ISO EN DIN 14644 durchgesetzt und wird weitgehend anerkannt. „Den Wirrwarr, den es noch vor 50 Jahren mit zahlreichen nationalen Reinraumstandards gab, hat man mit der ISO 14644 überwunden“, erläuert Thomas Wollstein. Der Experte ist beim VDI für den Bereich Reinräume in leitender Funktion verantwortlich. „Nach diesem Vorbild wurden zahlreiche nützliche Standards gesetzt. Aktuell stehen neue brennende Fragen auf der Tagesordnung“, ergänzt Wollstein. Die Antworten hierzu lassen es zu, den Betrieb von Reinräumen in wichtigen Details neu anzupassen.

Die Cleanzone bietet eine Plattform für den Erfahrungs- und Meinungsaustausch.
(Foto: Messe Frankfurt Exhibition GmbH / Sandra Gätke)

Viel Bewegung im Bereich Reinraum-Standards

Es bewegt sich also viel Bereich Reinraum-Standards. Viele Fragestellungen rund um Problematiken der Standardisierung werden in Deutschland und Österreich sowie in der Schweiz und in den Niederlanden aufgegriffen. Im Wesentlichen geht es dabei u.a. um die folgenden wichtigen Bereiche:

Oberflächenreinheit
Biokontamination mit lebensfähigen Organismen
Erweiterung der Partikelerfassung hin zu Nanoteilchen
Definition von Luftreinheitsklassen

Bisher wurden zur Definition von Luftreinheitsklassen in den Bereichen Mikron- und Submikron Partikelgrößenverteilungen zugrunde gelegt. Diese orientieren sich an der Verteilung des „natürlichen Aerosols“ der Umgebungsluft. Nachdem nunmehr die Reinheitsklassen auf Nanoteilchen der Größenordnung:10 Ångström ausgeweitet wurden, die ein ganz eigenes Agglomerationsverhalten aufweisen, wird es erforderlich, diese in neuen Partikelgrößenverteilungen und auch ganz neuen Messverfahren zu berücksichtigen. Die Weiterentwicklung entsprechender Standards in diesem Bereich beginnt allerdings gerade erst.

Oberflächen und Werkstoffe im Fokus

Der Begriff „rein“ wird immer bedeutsamer
Foto: Messe Frankfurt Exhibition GmbH
Sandra Gätke

„Darüber hinaus stellen immer mehr Beteiligte fest, dass reine Luft keinesfalls allein das A und O im Reinraum ist“, erklärt Koos Agricola. „Auch alle Oberflächen sollten nach der Spezifikation der ISO 14644-9 gereinigt werden. Dabei fehlt unter anderem ein Standard für die Ablagerung von Partikeln auf Einrichtungsgegenständen und Wänden.“

Als besonders beachtenswerte Punkte stellen sich in diesem Zusammenhang Werkstoffe sowie Werkstoffkombinationen dar. Schließlich ist gelegentlich auch eine Paarung von Material anzutreffen und zu berücksichtigen. So etwa eine Rolle, die über eine Oberfläche reibt.

„Da haben wir neuerdings in Blatt 17 ein Verfahren beschrieben, das reale Gebrauchsbedingungen nachspielt“, erklärt Thomas Wollstein.

„Dabei lässt man eine Kugel auf einer Platte laufen, um so eine Standardkontaktbelastung zu definieren. Das Modell beruht auf einschlägigen Forschungen bei der Fraunhofer Gesellschaft.“

Energieeffizienz steht zentral im Mittelpunkt

Das Thema Energieeffizienz schließlich steht nicht nur zentral im Mittelpunkt, sondern ist inzwischen in erheblichem Maße vorangekommen. Besonders im deutschsprachigen Raum hat das Thema Energieeffizienz einen besonders hohen Stellenwert. Wie hoch die Einsparpotenziale sind, konnte Michael Kuhn, Steinbeis-Transfer-Zentrum (STZ) für Energie-, Umwelt- und Reinraumtechnik, an einigen Fallbeispielen eindrucksvoll demonstrieren. Rund zehn bis zwanzig Prozent wurden hier eingespart. In Fällen, bei denen alle Möglichkeiten ausgeschöpft wurden, lag die Ersparnis sogar bei beachtlichen 50 Prozent. Auch an einer Standardisierung in Form von Normen wird derzeit beim VDI bereits gearbeitet.

Cleanzone 2014 bietet innovative Lösungen

Das Thema Reinraum-Standards lässt sich auf der diesjährigen Cleanzone in Frankfurt am Main weiter vertiefen. Besucher aus aller Welt schätzen die Internationale Fachmesse und Kongress für Reinraumtechnologie als innovative Plattform zur umfassenden Information zu technischen Lösungen, dem Austausch mit Experten der Branche und zum Knüpfen wichtiger persönlicher Kontakte.

Veranstalter:
Messe Frankfurt Exhibition GmbH
Ludwig-Erhard-Anlage 1
60327 Frankfurt am Main
Ansprechpartner und Anmeldung
Anreise und Aufenthalt

Rückblick Cleanzone 2013: