CAPE is een verplaatsbare, tentachtige cleanroomfaciliteit ontwikkeld door onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA. Het kan zowel binnen als op onbelichte buitenlocaties worden geïnstalleerd, en duurt minder dan een uur om op te zetten. De inspiratie voor deze innovatieve nieuwe ontwikkeling kwam van een project met OHB System AG, een van de belangrijkste spelers in de Europese ruimtevaartindustrie. CAPE helpt kwetsbare onderdelen tijdens het fabricageproces te beschermen en kruisbesmetting te voorkomen. Het biedt ook een gecontroleerde omgeving om apparatuur en componenten te steriliseren. Dienen als een "cleanroom op aanvraag", CAPE is de ideale oplossing voor elke industrie die het productieproces contaminatievrij wil houden en toch geen permanente gesteriliseerde cleanroomfaciliteit nodig heeft. Fraunhofer IPA presenteert het systeem dit jaar op de Hannover Messe, 1 tot 5 april, 2019 (Hal 17, stand C83).

In veel sectoren is zelfs de geringste vervuiling kan een nadelige invloed hebben op de kwaliteit. Inderdaad, onzuiverheden en ziektekiemen op automatiseringscomponenten, gereedschap, microchips, ruimtesondes, of medische hulpmiddelen kunnen een defect eindproduct betekenen. Om deze problemen te voorkomen, bedrijven gebruiken doorgaans een cleanroom-omgeving voor alle contaminatiegevoelige onderdelen van het fabricage- en assemblageproces. Het probleem is dat cleanrooms duur zijn, niet altijd beschikbaar, en niet gegarandeerd om te beschermen tegen kruisbesmetting. Vaak moeten de cleanrooms zelf kiemvrij worden gehouden, zoals bij de montage of het onderhoud van automatiseringscomponenten. CAPE biedt fabrikanten nu een transporteerbaar, contaminantenvrije omgeving die ze kunnen gebruiken om luchtzuiverheidsnormen te behalen in overeenstemming met ISO-klassen 1 tot en met 9. Naast het leveren van een cleanroom-omgeving om maximale bescherming te bieden tegen verontreiniging in het productieproces, de tentachtige structuur is ook een steriele ruimte. Bedrijven kunnen CAPE opzetten in hun productiehallen of zelfs buitenshuis, mits de voorziening op een vaste ondergrond staat en er voldoende bescherming is tegen de elementen. Fraunhofer IPA is in staat om deze "cleanrooms on demand" af te stemmen op de specifieke eisen van de individuele klant en zijn productieproces, biedt een scala aan ontwerpen, vormen, en maten – met of zonder vloer, bijvoorbeeld. Bovendien, CAPE kan snel worden geïntegreerd in bestaande productiezones binnen een fabricageproces zonder dat structurele aanpassingen nodig zijn. De kleinste beschikbare versie meet slechts 30 x 30 centimeter. Dit is perfect voor processen zoals solderen, bijvoorbeeld, waar slechts een klein gebied bescherming behoeft. De tentachtige versie weegt 60 kilogram en meet 3 x 3 x 4 meter.

Snelle montage, geen gereedschap nodig

CAPE heeft wanden gemaakt van speciale low-outgassing, wasbaar, en steriliseerbare stof die als een muskietennet vanaf het plafond kan worden neergelaten of vanaf de grond kan worden opgebouwd. De stoffen bekleding is bevestigd aan een dubbel frame van CFRP buissegmenten, met aluminium connectoren die zonder gereedschap op hun plaats klikken. De CAPE is extreem snel en eenvoudig te monteren, zonder gereedschap of andere hulpmiddelen – een enorm voordeel dat materiaalkosten elimineert en tijd bespaart. De versie van 3 x 3 x 4 meter duurt slechts 30 minuten om op te zetten, bijvoorbeeld. "We kunnen de faciliteit van 11 x 12 x 7 meter in één tot twee dagen opzetten. Vergelijk dat met een conventionele cleanroom van vergelijkbare grootte, en je zou een tot twee maanden nodig hebben, " zegt dr. Udo Gommel, hoofd van de afdeling ultraschone technologie en microfabricage van Fraunhofer IPA. "Bovendien, bedrijven besparen zichzelf de lopende kosten van wanneer de cleanroom niet in bedrijf is, " vervolgt Gommel terwijl hij de voordelen uitlegt van een draagbaar systeem dat zo compact is als een tent. Dit is vooral een zegen voor klanten die geen permanente cleanroomomgeving nodig hebben. Het systeem wordt vervoerd in een stevige aluminium doos die per luchtvracht.

Een systeem dat voldoet aan de strengste reinheidseisen

CAPE voldoet aan de strengste normen voor luchtzuiverheid, inclusief ISO-klasse 1. ISO-klasse 1 schrijft voor dat, in elke kubieke meter lucht, er mogen niet meer dan 10 deeltjes groter zijn dan 0,1 micrometer. Dit is een ultraschone omgeving die zo'n miljard keer schoner is dan de lucht die we normaal gesproken inademen. De onderzoekers hebben een eigen ventilatiesysteem ontwikkeld om te zorgen voor een steriele productieomgeving. "Onze luchtdistributieoplossing, compleet met filtersysteem, zorgt voor een homogene stroomverdeling en gerichte stroomgeleiding. Dat onderscheidt ons van andere systemen op de markt. De stoffen bekleding van CAPE is doorlatend, niet-ontgassen, en elektrostatisch geleidend, zorgen voor een gelijkmatige radiale luchtstroom van binnen naar buiten. Door de relatieve luchtdruk te manipuleren en de drukgradiënt om te keren, we kunnen de binnenkant van de tent of de zone eromheen vrijwaren zoals we willen, ", zegt Gommel. "Uitgebreid testen heeft uitgewezen dat CAPE geen chemische uitstoot veroorzaakt."

De toepassingen van zo'n lichtgewicht, verplaatsbare systeem zijn veelvoudig, met het potentieel om deze "cleanroom on demand" te gebruiken in uiteenlopende sectoren als chipproductie, medische technologie, de voedingsindustrie, satelliet montage, en zelfs de auto-industrie, waar het zou kunnen worden gebruikt bij de vervaardiging van batterijen en brandstofcellen. "CAPE kan zelfs worden gebruikt in rampgebieden, zorgen voor een schone en steriele omgeving op plaatsen waar geen andere operatiekamer beschikbaar is, ", zegt Gommel. Het Fraunhofer IPA-onderzoeksteam zal van 1 tot 5 april een volledig functionerende versie van het kleinere CAPE-systeem presenteren op de Hannover Messe, 2019 – kom ze ontmoeten op de gezamenlijke Fraunhofer-stand C83 in hal 17.