06. November 2024
Lesezeit 14 Min.
Lasertechnologie
Lasertechnologie – Cleaner than Fiction
Erfolge
06. November 2024
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Erfolge
Lasertechnologie
Lasertechnologie – Cleaner than Fiction
Neunundzwanzig: Das ist die maximale Anzahl der „größten“ Partikel mit 5 oder mehr µm, die in der Reinraumproduktion ISO-Klasse 5 vorhanden sein dürfen – pro Kubikmeter Luft. Klingt wie aus einem Science Fiction Film? Ist Realität in den Reinraumbereichen bei der TRUMPF Laser SE in Schramberg, die Festkörperlaser für die industrielle Materialbearbeitung entwickelt und produziert.

Das Szenario, in dem die MAFAC PALMA bei TRUMPF in Schramberg steht, ist ungewöhnlich: Vor der Anlage Christof Fehrenbach, Industrial Engineering Technische Sauberkeit, im angeregten Gespräch mit Reinigungsprozessentwickler Sercan Gümüs, beide normal gekleidet. Dahinter Personen in Overalls mit Arm- und Beinmanschetten, Reinraumschuhen, Vollschutzhauben, Mundschutz und perfekt anliegenden Handschuhen, die alle 60 Minuten gewechselt werden müssen. Denn: die größte Kontaminationsquelle bei der Montage der Festkörperlaser ist der Mensch.

MAFAC bringt Kompetenz in der Anwendungstechnik mit. Eine Voraussetzung, die für unsere komplexen Anforderungen notwendig ist. Der gesamte Prozess muss sich perfekt in unsere sensible Prozesskette einfügen.

Christof Fehrenbach, Industrial Engineering Technische Sauberkeit

Schnittstelle für höchste Sauberkeit

Eine weitere Kontaminationsquelle sind Verunreinigungen, die über die Vielzahl an feinmechanischen Bauteilen in den Montagebereich eingeschleppt werden können. 
Oder eben nicht: Denn so, wie die Mitarbeitenden nur entsprechend vorbereitet über ein Schleusensystem in die Montage dürfen, durchlaufen auch die Werkstücke einen komplexen Prozess auf der PALMA. Sie sorgt für die geforderte höchste filmische und partikuläre Sauberkeit der Bauteile.

Die Gaschromatographie ist Teil der Qualitätskontrollmaßnahmen im TRUMPF Prüflabor.
Blick durch das Fenster der Reinraumschleuse

 „Vor allem unsere laserstrahlführenden Komponenten müssen absolut rückstandsfrei sauber sein, um ihre volle Funktionalität zu gewährleisten“, skizziert Christof Fehrenbach, bis zu seinem Ruhestand ab Mai 2024 verantwortlich für die Reinigungsanlagen bei TRUMPF. 
Und nennt weitere Vorgaben: „Wir haben eine extreme Teilevielfalt, von einem Millimeter Durchmesser bis zu Komponenten mit 500 mal 300 mal 250 Millimetern. Auch bei den Materialien ist alles dabei: Aluminium, Messing, Kupfer, Bronze, Edelstahl, NE-Metalle und Kunststoffe. Zudem haben viele der Werkstücke hochkomplexe Geometrien, zum Beispiel kleinste und tiefe Bohrungen. Genau die wollen wir mit dem neuen Prozess noch sauberer reinigen.“

Sercan Gümüs, Nachfolger von Christof Fehrenbach, ergänzt: 
„Die Anlage ist, wenn man so will, die Schnittstelle. Hierher kommen alle von unseren Lieferpartnern bereitgestellten Teile und von hier gelangen sie in die verschiedenen Montagebereiche. Es braucht also nicht nur einen entsprechend ausgelegten Reinigungs- und Trocknungsprozess, sondern auch einen geschützten Transfer in diese hochsensible Umgebung.“

 

Ein in das Transportsystem integrierter Hebevorgang reguliert den arbeitsökonomisch bedingten Höhenunterschied zwischen Bestückung und Reinigungskammer.

In Kürze und im Detail: der Prozess

Spritzen und Fluten mit Ultraschall und Vakuum, Impulsblasen, Heißlufttrocknen: Das ist in Stichworten der Prozessablauf in der MAFAC PALMA. Hinzu kommen halbautomatisches Beschicken, vollautomatischer Transfer in den Reinraum, Abkühlen, Ausgasen, Verpacken.

Im Detail läuft der komplexe Prozess so ab: Die Körbe werden auf ergonomischer Höhe manuell in mehreren Lagen mit dem Reinigungsgut bestückt und über ein Subsystem automatisiert in die PALMA eingebracht. Beim Spritzfluten sorgt Vakuumtechnologie als ergänzendes Verfahren zum kinematischen Reinigen dafür, dass kritische Bereiche sicher erreicht und gereinigt werden. 

 

Danach folgen mehrere Spülprozesse aus kaskadierten Tanks, um ein Verschleppen von gelösten Partikeln und Rückverschmutzen zu vermeiden. 
Zentraler Faktor für durchgängig hohe Sauberkeit ist die Qualität von Reinigungsmedium und Wasser. Drei der gesamt vier Medientanks der Anlage sind mit Filtersystemen im Vollstrom und im Bypass ausgestattet. Das sorgt für sehr hohe Standzeiten der präzise eingestellten Bäder. 
Fremdstoffe werden über einen Koaleszenz-Ölabscheider aus dem Prozess ausgeschleust. Das Wasser für die Spültanks wird über eine Wasseraufbereitungs- und Umkehrosmoseanlage in VE-Qualität zugeführt – VE steht für vollentsalzt. 

Die Feinstreinigung mit der PALMA ist eine wichtige Voraussetzung, um höchste Qualität zu fertigen. Verunreinigungen werden gründlich und effektiv entfernt, das führt zu verbesserter Produktleistung und in der Folge zu mehr Kundenzufriedenheit.

Sercan Gümüs, Reinigungsprozessentwickler

Prüfstation im technischen Sauberkeitslabor bei TRUMPF: Mikroskopische Analyse sowie Partikelzählung und -analyse.

Perfekt trocken und perfekt geschützt in die Montage

Um die Werkstücke vollständig zu trocknen, werden sie impulsartig mit hochreiner Druckluft abgeblasen, bei Bedarf kommt Heißluft hinzu, im dritten Schritt folgt Vakuumtrocknen. Danach gelangen die Produkte über einen Lift und ein geschlossenes Transfersystem in die konstant mit Reinraumluft durchströmte Pufferzone. Hier können die Teile auskühlen und zwischengelagert werden. Im Sauberkeitslabor kann das Reinigungsergebnis mit verschiedenen Tests überprüft werden. 
Fertig? Nicht ganz – auch beim Verpacken ist mehr gleich mehr: 
Alle Produkte werden in PE-Beutel verpackt, um den erzielten Reinheitsgrad bis zum Folgeprozess sicherzustellen. 

Über TRUMPF

Das Hochtechnologieunternehmen TRUMPF bietet Fertigungslösungen in den Bereichen Werkzeugmaschinen und Lasertechnik. Die digitale Vernetzung der produzierenden Industrie treibt das Unternehmen durch Beratung, Plattform- und Softwareangebote voran. 
TRUMPF ist einer der Technologie- und Marktführer bei Werkzeugmaschinen für die flexible Blechbearbeitung und bei industriellen Lasern. Mit rund 90 Tochtergesellschaften ist die Gruppe in fast allen europäischen Ländern, in Nord- und Südamerika sowie in Asien vertreten. Produktionsstandorte befinden sich in Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, Österreich und der Schweiz, in Polen, Tschechien, den USA, Mexiko und China. Weltweit beschäftigt die TRUMPF Gruppe rund 18.550 Mitarbeiter. Bei der TRUMPF Laser SE in Schramberg sind etwa 1.500 Mitarbeiter tätig. Hier werden Festkörperlaser entwickelt und produziert, die unter anderem in der Elektromobilität für die Fertigung von Batterien und E-Motoren zum Einsatz kommen.

TRUMPF SE + Co. KG  | D- 71254 Ditzingen | www. trumpf.com

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