»CREMS« – Clean Reliability Equipment Monitoring System

Die Erzeugung von Partikeln durch Abrieb und Verschleiß stellt die wichtigste und kritischste Quelle von produktschädigenden Kontaminationen in Rein raumfertigungen dar.

Der Einsatz von Reinlufttechnik kann dabei lediglich den Partikel – eintrag über die Umgebung reduzieren. Partikelentstehung in der unmittelbaren Produktumgebung durch die eingesetzten Fertigungseinrichtungen ist damit nicht beherrschbar. Um den notwendigen Produktschutz zu sichern und gleichzeitig erhöhten Abrieb und beginnenden Verschleiß sofort zu erfassen, ist eine geeignete und lückenlos einsetzbare Messtechnik notwendig.

Der Einsatz von etablierten Luftpartikelzählern für eine vollständige Überwachung von Raum und Anlagen ist nicht möglich, da die verfügbare Messtechnik in Höhe von 5 000 bis 40 000 Euro zu teuer und zu groß ist, um sie in Maschinen oder Anlagen – komponenten zu integrieren.

Damit die Qualität der gefertigten Produkte oder verwendeten Halbzeuge in einem reinen Fertigungsbereich trotzdem sichergestellt werden kann, hat sich das Fraunhofer IPA zur Aufgabe gemacht, kostengünstige und anlagenintegrierbare Partikelmesstechniken für Luft, Gase und Flüssigkeiten zu entwickeln.

Erst damit kann eine lückenlose Reinheitsüberwachung in Echtzeit für den gesamten reinheitsrelevanten Produktionsbereich (Reinraum, Anlagen und deren Kompo – nenten) garantiert werden. Das System muss auf der einen Seite empfindlich genug sein, um z. B. beginnenden Verschleiß durch die Detektion von Mikround Submikrometerpartikeln zu erkennen, auf der anderen Seite sollte es für den umfassenden industriellen Einsatz robust und kostengünstig sein.

Ein Messkopf, der diesen Ansprüchen gerecht zu werden verspricht, ist am Fraunhofer IPA im Rahmen des Sonder-Vorlauf-Forschungsprojekts CREMS (Clean Reliability Equipment Monitoring Systems) entwickelt worden. Durch seine kompakten Dimensionen, einer Länge von 2 cm und einem Durchmesser von 1,5 cm ermöglicht der Messkopf völlig neue Anwendungen für die Partikel – messtechnik im reinen Fertigungsumfeld. Da der Sensor, der am Messort platziert wird, rein passiv arbeitet, d.h. keine elektrisch oder mecha – nisch aktiven Komponenten enthält, kann das System sogar direkt in explosions – gefährdeten Bereichen eingesetzt werden.

Durch die Auslegung, Leistungsfähigkeit und Kompaktheit der Sensorik ist das System sowohl für den Betreiber von Reinraumfertigungen interessant als auch für die Hersteller von Produktionseinrichtungen für reine Anwendungen wie Roboter. Sie können nun erstmals den Partikelabrieb direkt an und in ihren Produkten überwachen.

Im Rahmen der weiteren Arbeiten wird das Messsystem so optimiert, dass es sich für eine Großserienfertigung eignet. Dabei sollen Bauteile, die sich kostengünstig etwa in Spritzguss oder als Drehteile produzieren lassen, verwendet werden. Außerdem bietet das Fraunhofer IPA seinen Kunden an, das System anwendungs – spezifisch zu modifizieren, um für den jeweiligen Einsatzfall die optimale Kon – figuration bereitstellen zu können.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Phys. Markus Rochowicz
Telefon + 49 711 970-1175 I E-Mail markus.rochowicz@ipa.fraunhofer.de