Automatisierung im Reinraum, Industrie 4.0 worauf sollte ich achten?

Kaum ein Tag vergeht, wo nicht von Industrie 4.0 die Rede ist. Wie aber sieht das in der Praxis aus? Wer sich für die Automatisierung von Produktionsprozessen im Reinraum entscheidet, steht in der Regel vor größeren Investitionen, vor allem wenn das nach den neuesten technischen Standards ablaufen soll. Denn die dafür notwendigen Maschinen lassen sich in der Regel nicht von der Stange kaufen. Worauf aber kommt es bei einer Automatisierung im Reinraum an und ab wann ist ein Vollautomat oder smarte IoT-Maschine unwirtschaftlich?

Entscheidungsfindung: Wege zur besten Lösung

Die wenigsten strategischen Einkäufer haben Lust, sich unnötig tief in die Materie des Reinraums oder den Aspekten moderner Maschinen einzulesen. Für sie ist meist eine gute Lösung wichtig. Sie soll die Anforderungen an das Produkt erfüllen und ein gutes Preis-Leistungsverhältnis bieten. Doch das greift etwas zu kurz. Insofern sei hier ein kleiner Überblick gegeben, was bei der Umrüstung eines Reinraums zu bedenken ist.

• Wofür brauche ich die Maschine genau?
• Wie passe ich sie in meine Prozesse ein?
• Mechanik, Halb- oder Vollautomat?
• Welchen Platz und Infrastruktur habe ich dafür?
• Welche Zertifizierung braucht meine Maschine?
• Welche Zusatzleistungen kann ich zur Maschine erhalten?

Zuerst brauche ich also eine klare Zielsetzung, um überhaupt die passende Lösung zu finden.

Was genau soll die Maschine leisten und damit besser können, als meine bestehende Produktion?

Dabei hilft mir ein Beratungsgespräch. Hersteller von Sondermaschinen bieten in der Regel eine kostenfreie Erstberatung an, ohne die man oft unnötig viel Zeit in Recherche investiert. Der gewählte Sondermaschinenbauer sollte mehrere Jahre Erfahrung im Bereich Automatisierung im Reinraum haben, damit er mich auch professionell beraten kann. Gemeinsam mit der Konstruktion des Herstellers der Sondermaschine kann dann ein Lastenheft erstellt werden, was Ihnen einen genauen Überblick über Anforderungen und Zeitraum verschafft und zudem eine konkrete Kalkulationen ermöglicht.

Klassifizierung und Zertfizierung

Bereits bei der Erstellung des Lastenhefts ist meine Klassifizierung wichtig und damit auch die Zertifizierung des Herstellers der Sondermaschine. Wenn ich nicht selbst eine bestimmte Produktion im Reinraum definiert habe, gibt mir der Kunde vor, welchen Standard mein Reinraum für die Luftreinheit erfüllen muss damit er meine Produkte kauft. Die Skala der Norm DIN ISO 14644 reicht von ISO 1 bis ISO 9: Je kleiner die ISO-Zahl, desto höher der Reinheitsgrad.

Verarbeite ich Medizinprodukte oder sogar Arzneimittel, dann bewege ich mich in der Klasse 1-3. Andere Hersteller, z.B. im Bereich Automotive arbeiten im Bereich 5-9, um bestimmte Teile von hoher Qualität herzustellen. Reinräume sind technologisch sehr anspruchsvoll, was auch für die darin verwendeten Maschinen gilt! Gute Sondermaschinen für Reinräume arbeiten daher mit abriebarmen Materialien, wie PEEK Kunststoff, speziellen Legierungen und sind arm an Fugen oder Nischen, in denen sich Partikel sammeln könnten. Darüber hinaus sind sie hermetisch eingehaust und haben  spezielle mechanische Prozesse und Überwachungssysteme für einen emissionsarmen Betrieb im Reinraum. Jede Verunreiningung muss kompensiert werden, was letztendlich einen hohen Reinigungsaufwand bedeutet. Moderne Maschinen berücksichtigen das.

Materialien

Wie erwähnt, spielen Materialien eine entscheidende Rolle. Die neuen Maschinen müssen über eine sehr gut zu reinigende Oberfläche verfügen und im besten Fall auch noch antistatisch wirken, was wir z.B. mit Spezialkunststoffen wie PEEK oder speziellen Legierungen gewährleisten. Wir sprechen also entweder von elektrisch leitfähigen Kunststoffen oder metallischen Materialien, die verwendet werden. Nutzt man andere Materialien, kann die Maschine Schwebstoffe in der Umgebung elektrostatisch anziehen und bei einer unkontrollierten Entladung wieder abwerfen, womit die Partikelkonzentration sich maximal erhöhen würde. Das käme einer Katastrophe gleich, da man nicht nur die aktuell verarbeitete Charge verliert, sondern ggf. auch noch den Reinraum komplett reinigen müsste.

Knifflige Fälle für Automatisierung und IoT im Reinraum

Geht man nach dem, was in Fachzeitschriften steht, wünschen sich alle modernen Unternehmen für ihre Produktion möglichst viel automatische Prozesse. “Smarte Produktion” ist fester Bestandteil der Diskussion um IoT, dem “Internet of Things” oder auch “Industrie 4.0”. Am Besten steuern die Maschinen sich selbst, versorgen sich selbst und warten sich selbst. So ideal das Bild erscheinen mag, es ist in den wenigsten Fällen wirtschaftlich und entspricht auch nicht der Realität. Es kann durchaus sein, dass man bei der Erstellung des Lastenhefts sogar von Vollautomaten auf Halbautomaten ausweicht, weil der Arbeitsschritt für eine Maschine zu komplex ist oder das Qualitätsmanagement menschliche Sinne braucht. Auch der Grad der Digitalisierung einer Sondermaschine im Reinraum ist nicht gleich Maß der Dinge. Wir erleben immer wieder, dass Mechanik elektronisch gesteuerte Prozesse schlagen kann und damit schneller ist, als eine digitale Lösung.

Grad der Digitalisierung ist nicht Maß der Dinge

Genau hier profitieren Sie von einem Sondermaschinenhersteller, der jahrelange Expertise dafür entwickelt hat. Er kann Ihnen erklären, was für Ihre Ziele am Besten ist. Wir verfügen über eine hohes Maß an Entwicklungskompetenz und haben uns als Partner für die besonders kniffligen Fälle in der Fertigungs– und Montageautomation etabliert.

Vorteile von Sondermaschinen in Reinräumen

Laufende Fertigungsprozesse einer Standardmaschine sind mit der einer Spezialmaschine für den Einsatz in Reinräumen und/oder ESD-geschützten Bereichen nicht vergleichbar. Für Reinräume konstruierte Maschinen sind speziell an die Bedingungen im Reinraum angepasst und liefern damit einen wertvollen Beitrag für meine Wertschöpfung. Sie sind meist in der Anschaffung etwas teurer, aber amortisieren sich schnell, da sie im Betrieb für Einsparungen sorgen.

1. Produzieren weniger Partikel
2. Perfekt in die vorhandene Prozesskette eingepasst
3. Eigene Abluftsysteme
4. Spezielle Oberflächen, antistatisch
5. Abriebarm
6. Wartungsarm
7. Geringe Ausfallzeiten für notwendige Reinigung oder Wartung
8. Gut und leicht zu reinigen
9. Sparen Zeit und Geld

Was Sie bei uns bekommen

Für Ihre Reinraumfertigung konstruieren wir:

• Innovative Fertigungssysteme und vollautomatische Maschinen
• Fügetechnik für Stecker, Schläuche, Dichtelemente, etc.
• Setzgeräte, Richtmaschinen für Werkstücke, Schläuche, Stecker, etc.
• Zuführtechnik, Fördertechnik und Werkstückträgersysteme
• Rundtakttische halb- und vollautomatisch, pneumatisch
• Sensoren und Prüfsysteme, Messvorrichtungen
• Allgemeine Vorrichtungen, Sondermaschinenbau
• Handling, Linear-, Dreh-, Greif- und Hubelemente
• Handpressen, Druckluftpressen

Jedes unserer Produkte ist auf Wunsch nach der ISO-Luftreinheitsklasse 7 und GMP Klasse C zertifiziert. Wir bauen Halb- und Vollautomaten für die Reinraumfertigung, wie z.B. elektromechanische Rundschalttische, Fügesysteme mit Schweiß-, Klebe- oder Steckfunktion, vollautomatisierte Pick & Place Systeme. Unsere Maschinen können übrigens auch für Klimakammern gebaut werden. Unsere Sondermaschinen fertigen wir dabei ganz nach Ihren Wünschen und im Einklang mit der vorhandenen Verkettung. Sämtliche unserer Systeme punkten mit hoher Taktzahl und kurzen Werkstück-Wechselzeiten.

Vorteile automatisierter Reinraumfertigung

• Nach ISO Klasse 7 zertifiziert
• Über 25 Jahre Erfahrung in Fertigungsautomation
• Ganzheitliche Beratung
• Raffinierte Lösungen für komplexe Anforderungen
• Individuelle Konstruktionen
• Flexible Einpassung in Ihre Produktion
• Innovative Komplettlösungen

Mundinger Engineering ist seit 1989 kompetenter und verlässlicher Partner. Bei uns erhalten Sie eine individuelle Komplettlösung, die genau auf Ihre Bedürfnisse in der Fertigungsautomation passt. Sondermaschinen und Vollautomaten für die Fertigung und dabei alles aus einer Hand. Für Sonderfälle in der Robotik und besonderer, automatisierter Steuerung arbeiten wir mit erfahrenen Partner zusammen.

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