Hohe Ansprüche an Kunststoffteil-Oberflächen setzt immer häufiger Reinraumbedingungen voraus. Die Cleanrooms Eu-rope, früher eine Messe für High-Tech-Nischen, richtet sich daher verstärkt auch an Fertigungstechniker.
Dr. Barbara Wantzen ist freie Fachjournalistin in Ulm
Auf der 6. Cleanrooms Europe von 16. bis 18. Juni in Frankfurt präsentieren 180 Aussteller ihre Produkte, Dienstleistungen und Innovationen aus der Reinraumtechnik. Die Messe, die von einem zweieinhalbtägigen Kongress über allgemeine Reinraumthemen begleitet wird, kümmert sich nicht allein um Problemlösungen für Mikroelektronik, Medizin, Biotechnologie und Lebensmittelproduktion – den klassischen Anwendungsfeldern der Reinraumtechnik. Zunehmend gewinnt die Reinraumtechnik auch für die Kunststoffherstellung und -verarbeitung an Bedeutung
Schon heute wird hochreines Polycarbonat unter Reinraumbedingungen hergestellt und weiterverarbeitet, zum Beispiel zu Scheinwerferabdeckungen und Spiegelflächen im Automobil oder zu Datenträgern für die IT-Branche. Bei den Scheinwerferabdeckungen beeinträchtigen selbst einzelne Partikel kleiner als 1 µm die Weitenstreuung des Lichtes, so dass die Ausleuchtung eingeschränkt wird. Auch bei der Herstellung optischer Linsen stören diese kleinsten Verunreinigungen: Sie können zu Linsenfehlern führen.
Die Automobilindustrie verwendet zunehmend Kunststoffbauteile im sichtbaren Karosserie-Bereich. Immer häufiger werden Dekofolien mit dem Rohmaterial hinterspritzt oder hinterschäumt. Um makellose Class-A-Oberflächen zu erhalten, müssen auch diese Prozesse unter Reinraumbedingungen stattfinden.
Doch Reinraum ist nicht gleich Reinraum. DIN EN ISO 14644 unterscheidet verschiedene Klassen. So kennzeichnen ISO 9 und 8 saubere Räume, 7 bis 5 reine und ISO 5 bis 1 hochreine Räume. Je reiner der Raum, desto aufwendigere Maßnahmen müssen ergriffen werden und umso höher sind Investi-tions- und Betriebskosten.
Scheinwerferabdeckungen und Linsen aus Polycarbonat werden zum Beispiel in Reinräumen von ISO 5 und besser produziert, während für Oberflächen noch Räume nach ISO 8 bis 7 genügen. Doch die Autobauer sind bestrebt, auch hier die Qualität zu erhöhen: Dazu müssen sie alle Teile der Fertigungsanlagen nach VDI-Richtlinie 2083 Blatt 8 auf ihre Reinraumtauglichkeit überprüfen und gegebenfalls an die nötigen Reinraumbedingungen anpassen. Um Partikelquellen zu beseitigen, sind dann die entsprechenden Anlagenteile zu modifizieren. Denn „die Reinraumtauglichkeit der Fertigungsanlagen hat entscheidenden Einfluss auf die Qualität der Endprodukte“, erklärt ausdrücklich Alexander Rapp, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Stuttgarter Fraunhofer Institutes für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA).
Um beispielsweise eine Spritzgießmaschine für die Verarbeitung von hochreinem Polycarbonat in der Reinraumklasse 5 zu qualifizieren, muss sie erheblich modifiziert werden. Unter anderem sollten alle beweglichen Teile, insbesondere die Säulenbuchsen, selbstschmierend und wartungsarm ausgeführt werden.
Staub ist der absolute Feind der Reinraumtechnik. Tote Ecken müssen daher vermieden und Bohrungen verschlossen werden, damit sich dort kein Staub ansammelt. Selbst die Auswahl von Oberflächen und Lackierungen hat Einfluss auf den Fertigungsprozess.
Die reinraumtaugliche Maschine kann in einer modularen Kabine oder aber einer kompletten Halle der Reinraumklasse 5 betrieben werden. Bevor sie dort aufgestellt wird, muss sie gründlich gereinigt werden. Da auch in die Kabine keine Staubpartikel eindringen dürfen, wird sie gleichmäßig von oben nach unten mit vorgereinigter Luft durchströmt. Damit diese störungsfrei fließen kann, müssen die Kabinen-Innenwände glatte Oberflächen haben.
Außerdem sollten die Leitungen außerhalb der Kabine verlegt werden, die Anschlüsse sollten sich unter der Maschine auf dem Kabinenboden befinden. Doch nicht nur die Maschinen selbst müssen an die Reinraumbedingungen angepasst werden. Die Vorgaben gelten auch für alle Handlinggeräte wie Roboterarme, Dosiergeräte oder Zuleitungen. Ebenso müssen die in der Fertigung verwendeten Rohstoffe unter Reinraumbedingungen hergestellt werden. Nur so lässt sich ein Produkt mit der geforderten hohen Qualität erzielen.
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