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  • 05. Januar 2012

    Sauberkeitsspezifikation der Bauteile

    Innerhalb der Sauberfertigung stehen effiziente Vorgehensweisen zur Beherrschung und Minimierung unerwünschter Partikeleinflüsse auf Bauteilen dominant im Vordergrund. Daher bildet die sogenannte Sauberkeitsspezifikation der Bauteile- und Gruppen beziehungsweise des montierten Systems einen weiteren, maßgeblichen Schwerpunkt.

    Bauteile-Sauberkeitsspezifikation

    Die Sauberkeitsspezifikation hat in der Sauberfertigung einen hohen Stellenwert (Foto: nicolas_ / istockphoto.com)

    Die Sauberkeitsspezifikation bildet eine verlässliche Basis zur künftigen Vermeidung von Partikeleinträgen. Verunreinigungen ereignen sich vor allem während des Montageprozesses, dürfen jedoch gemäß der Sauberkeitsspezifikation nicht vorkommen. Die Entwicklung geeigneter Strategien zur Vorsorge ist daher das maßgebliche Merkmal aller weiteren Maßnahmen. Hierbei ist es wichtig, die zulässigen und geforderten Sauberkeitswerte der jeweiligen Funktion und dem Zweck der Objekte anzupassen.

    Informationsstand der Mitarbeiter

    Auch spielt es eine gewichtige Rolle, wie informiert und vertraut die in der Sauberfertigung beschäftigten Mitarbeiter mit den speziellen Problematiken sind. Je aufgeklärter das Team ist, welches sich mit den Vorsorgemaßnahmen zu befassen hat, umso effizienter lassen sich geeignete Maßnahmen erarbeiten. Die beauftragten Mitarbeiter sollten vor allem über beste Kenntnisse von funktionskritischen Partikeln verfügen. Je besser der diesbezügliche Wissensstand ist, umso gezielter können die ausgearbeiteten, sauberkeitsrelevanten Maßnahmen später zum Einsatz kommen. Zu den wichtigen Kenntnisgrundlagen zählt auch das Wissen um Partikel-Größen, die in Produktionen nicht mehr auftreten dürfen. Hierzu gibt es präzise Sauberkeitsspezifikationen, die von Experten im VDA 19 Teil 2 wie folgt in zwei Punkten ausgedrückt werden:

    • Bei einer Spezifikation mit Partikelzahlen pro Größenklasse entspricht dies der ersten Größenklasse, in dem Null Partikel vorgegeben sind
    • Bei einer Spezifikation des maximal zulässigen größten Partikels sind ab dieser Größe keine Partikel mehr zulässig

    Sauberkeitsspezifikation – Wissen um Partikelgrößen

    Um Festlegung innerhalb der Sauberkeitsspezifikation treffen zu können, wird von den Experten im VDA 19.2 zu einer Erhebung und Berücksichtigung wichtiger Basisdaten geraten. Hierbei handelt es sich unter anderem um folgende Erhebungen:

    • existierende Firmen- und Industriestandards
    • historische Daten
    • nationale und internationale Standards
    • Anforderungen an Funktion, Leistung, Zuverlässigkeit und Lebenserwartung des Objekts oder der – Systeme, in denen das Objekt eingesetzt wird
    • Daten über ähnliche Komponenten oder Systeme
    • Befunde aus der Analyse von Schadensfällen

    Sauberfertigung – Professionelle Experten beraten

    Professionelle Beratungen im Bereich Technische Sauberkeit dienen der professionellen Erhebung individueller Sauberkeitsspezifikationen. Dabei stehen Experten, wie etwa Dipl.-Ing. (FH) Volker Burger des Unternehmens CleanControlling Planern in der Sauberfertigung für Beratungen und Ausarbeitungen geeigneter Strategien hilfreich zur Seite und erarbeiten bestmögliche Konzepte. Die Erstellung einer individuellen Sauberkeitsspezifikation durch einen erfahrenen Experten ist besonders auch in Hinblick auf die Gefahr dienlich, dass ansonsten wichtige Aspekte übersehen werden oder aber innerhalb der Reglementierungen über das Ziel hinausgeschossen wird.

    Sauberkeitsspezifikation – Informationsgrad der Mitarbeiter

    Schließlich ist auch der ausreichende Informationsgrad der Mitarbeiter für das Erreichen von Zielen im Bereich Technische Sauberkeit und Sauberfertigung ist, beweist sich nicht nur in der Differenzierung funktionskritischer Partikel. Besonders die Kenntnis jener Partikel, die keine schädigenden Einflüsse hinterlassen, auch wenn sie eine bestimmte Größe erreichen, ist hilfreich und zielführend. Ein solches Wissen hilft, den Aufwand und die Kosten innerhalb der sauberkeitsrelevanten Montage zu minimieren bzw. in erträglichen Größenordnungen zu halten. Doch mit welchen Einflüssen werden die Mitarbeiter im sauberkeitsrelevanten Produktionsumfeld konfrontiert? Unterschieden wird bei der Klärung dieser Frage vor allem zwischen direkten und indirekten Einflüssen.

    Sauberkeitsspezifikation – direkte Einflüsse

    Direkte Einflüsse entstehen vor allem bei einem Zusammenwirken der Faktoren Bauteile, Handhabung und Montage. Hierbei besteht ein hohes Risiko des Partikeleintrags direkt in die Bauteile und Baugruppen. Im Vergleich zu den indirekten Einflüssen, auf die weiter unten eingegangen wird, ist das Verschmutzungsrisiko deutlich höher. Entsprechend ambitioniert wird das Ziel formuliert. Denn es müssen Lösungen gefunden werden, die dazu führen, dass die zulässigen Sauberkeitswerte der Bauteile nicht mehr überschritten werden. Gleichzeitig stehen Strategien zur zukünftigen Vermeidung funktionskritischer Partikel im Mittelpunkt. Bei der Vielzahl der Quellen, die einen Partikeleintrag initiieren, ist dies kein leichtes Unterfangen. Je nach Bauteil bzw. Baugruppe könne diese unter anderem im Montageprozess, in der Verpackung oder dem Fuge-Parameter ausgemacht werden. Allgemeingültige Lösungsstrategien lassen sich daher nicht formulieren. Allenfalls geben Experten den Planern und Praktikern in der Montage Hilfestellungen an die Hand, wie sich solche Quellen abstellen lassen. Dabei wird auch auf abschließende, gründliche Reinigungsprozesse hingewiesen. Diese werden am besten dann vorgenommen, wenn eine Ausschaltung von unerwünschten Partikeln auf eine andere Weise bisher nicht möglich war.

    Sauberkeitsspezifikation – indirekte Einflüsse

    Von indirekten Einflussgrößen sprechen Experten, wenn es sich um Partikelquellen handelt, die außerhalb eines direkten Kontakts mit dem Bauteil stehen. Hierbei ist der Einfluss auf die Sauberkeit der Bauteile deutlich geringer, als es bei den direkten Einflüssen der Fall ist. Bei direkten Einflüssen stehen Schutzmaßnahmen der Bauteile und Gruppen vor Partikeleintrag im Mittelpunkt. Sauberkeit & Reinraum hat bereits im Magazin-Beitrag „Partikel-Kontamination – Einflussgrößen in der Montage“ dargelegt, dass Partikeltransportmechanismen gemäß VDA 19 Teil 2 als bekannt und allgemeingültig bezeichnet werden. Daher lassen sich hierzu auch erfolgreiche Strategien und Maßnahmen treffen.

    Tabellarische Darstellung Einflussgrößen

    Zur weiteren Veranschaulichung nachfolgend noch einmal eine tabellarische Übersicht der Einflussgrößen, die an sich saubere technische Bauteile vor dem Zusammenschluss zu einem geschlossen System beeinflussen können:

     

    Partikeltransportmechanismus

    Relevanz für die Rückverschmutzung

    von Bauteilen

    Transport über die Umgebungsluft

    gering

    Ballistische Ausbreitung

    hoch aber lokal begrenzt

    Schwerkraft

    sehr hoch aber lokal begrenzt

    Verschleppung über Oberflächen oder Personal

    hoch

    Tabelle: Sauberkeit und Reinraum in Anlehnung an VDA 19.2, Seite 27, Tab 1

    Welche Maßnahmen im Einzelnen getroffen werden, legen die jeweiligen Sauberkeitsstufen fest, über die wir in unserem Beitrag: „Sauberraum – Auswahl der Sauberkeitsstufe (SaS)“ bereits ausführlich berichtet haben. In dem Beitrag wird zusätzlich anhand eines Diagramms zur Flugfähigkeit der Partikel anschaulich dargelegt, wie erste Maßnahmen getroffen werden und in welche Zonen die jeweilige Produktion eingeordnet wird. Sind solche Festlegungen erst einmal grundsätzlich getroffen, so kommen in der Folge weitere Festlegungen zum Zuge, die schließlich dazu beitragen, ein geeignetes Raumkonzept zu entwickeln.

    Sauberkeits-Spezifikation

    Sauberkeitsspezifikation nach VDA19.2 (Grafik mit frdl. Genehmigung VDA)

    Verweise:

    Portrait Volker Burger – Experte für Technische Sauberkeit
    Beratung Technische Sauberkeit
    Partikel Kontamination – Einflussgrößen in der Montage
    Partikel Kontamination im Montageprozess
    Sauberraum – Auswahl der Sauberkeitsstufen(SaS)

    Literatur:
    VDA 19 und VDA 19.2


    Verfasst von Ursula Pidun

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