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Stäubli WFT: Reinraum-FTS für Pharma und Halbleiter

Materialtransport in sensiblen Produktionsumgebungen
Stäubli WFT: Reinraum-FTS für Pharma und Halbleiter

Noch haben fahrerlose Transportsysteme (FTS) für den Reinraum Exoten-Status. Doch auch in der Halbleiterproduktion, im Pharmabereich oder der Medizintechnik können FTS den Materialtransport revolutionieren, wie erste Beispiele zeigen.

Die Anforderungen im Reinraum sind hoch: Während man in einem Kubikmeter sauberer Bergluft rund 10 Millionen Fremdpartikel messen kann, sind es in der Halbleiterfertigung sowie in der Pharmaproduktion je nach ISO-Reinraumklasse nur 20 oder 30 Teilchen in µm-Größe. Nötig ist das, weil jeder einzelne Partikel die Funktion eines Mikrochips oder die Wirkung einer Medikamentendosis beeinträchtigen kann.

Zugleich werden immer mehr Produkte im Reinraum gefertigt – man denke nur an Wafer und Mikrochips sowie Displays. Und weil die Sauberkeit in diesem Bereich so wichtig ist, werden bereits die Anlagen für die Produktion der Halbleiter im Reinraum gefertigt. Dabei muss auch ein sauberer innerbetrieblicher Transport der Anlagenkomponenten gewährleistet sein. Für diese Aufgabe hat Stäubli WFT in Kooperation mit zwei Herstellern von Halbleiter-Produktionsanlagen Schwerlast-FTS mit Tragkräften bis 24 Tonnen entwickelt.

Im Reinraum ist der Hauptgrund für den Einsatz von FTS ein anderer als etwa in der Automobilindustrie. Es geht hier nicht primär um die Automatisierung der Prozesse. Vielmehr reduziert man mit den FTS den Einsatz von Personal, das im Reinraum immer eine potenzielle Kontaminationsquelle darstellt. Weil das FTS niemals den Produktionsbereich verlässt, trägt es keine noch so feinen Verschmutzungen ein. Und: Hallenkrane sind aufgrund des möglichen Abriebs keine Option in der Reinraumproduktion. Deshalb müssen schwere Anlagen und ihre Komponenten flurgebunden transportiert werden.

Eigener Produktionsbereich

Stäubli WFT hat für dieses wachsende Geschäftsfeld einen eigenen Produktionsbereich aufgebaut – zunächst als Zelt in der Fertigung, jetzt als eigenständige „Sauberraum-Produktion“ in einer separaten Halle. Dabei war die Schaffung der räumlichen Voraussetzungen noch relativ überschaubar im Vergleich zu dem intensiven Konstruktionsaufwand, der in der Entwicklung reinraumtauglicher FTS samt Auswahl und Qualifizierung geeigneter Materialien und Komponenten steckt.

Elena Baunoch, Projektleiterin Stäubli WFT: „Die Ummantelungen von elektrische Leitungen müssen oberflächenbehandelt, d.h. getempert, oder aber abgedeckt werden, zum Beispiel durch reinraumgeeignete Faltenbälge oder Schrumpfschläuche. Und weil beim Lösen und Verbinden jeder Schraubverbindung Abrieb entstehen kann, müssen wir auch hier zugelassene Werkstoffe verwenden oder jede Materialkombination aufwändig prüfen.“

Mit diesen Prüfungen sowie den zugehörigen Dokumentations- und Abstimmungsarbeiten war bei den ersten beiden Reinraum-FTS-Projekten ein Mitarbeiter sechs Monate lang beschäftigt – für die komplette Arbeitszeit. Dass sich dieser Aufwand auszahlen wird, davon ist Jan Louwen, Global Head of AGV bei Stäubli WFT überzeugt: „Wir sind jetzt nicht nur fertigungstechnisch, sondern auch von der Organisation und vom Know-how her so weit, dass wir Folgeprojekte mit sehr viel geringerem Aufwand und kürzeren Durchlaufzeiten abarbeiten können.“

Auch die Mitarbeiter in der separaten, durch eine Personen- und Materialschleuse abgetrennten Sauberraum-Fertigung haben die Routine entwickelt, unter den sehr speziellen Bedingungen diese anspruchsvollen FTS zu bauen – in Sauberraum-Bekleidung und mit sauberraumtauglichen Werkzeugen.

Folgeaufträge bereits eingetroffen

Die ersten Reinraum-FTS von Stäubli WFT werden dazu genutzt, bis zu 24 Tonnen schwere Anlagenkomponenten und -segmente im Reinraum der Klasse ISO 7 zu verfahren bzw. von der Komponenten- zur Endmontage zu transportieren. Die FTS werden per Funkfernsteuerung bedient. Bei einem der beiden Kunden können die Steuerungen von zwei FTS im Master-Slave-Modus kombiniert werden, so dass ein Fahrzeug dem anderen folgt. Aus Anwendersicht bringt das neue Materialflusskonzept deutliche Vorteile: Beide Kunden haben bereits weitere Schwerlast-FTS bei Stäubli WFT bestellt.

Im nächsten Schritt wird Stäubli WFT neben der Halbleiterproduktion neue Einsatzfelder für Reinraum-FTS erschließen. Jan Louwen, Global Head of AGV bei Stäubli WFT: „Wir haben hier spezielles Know-how und eine Alleinstellungsposition erworben, die wir in andere Anwenderbranchen transferieren werden.“ Im Fokus steht dabei auch die Pharmaindustrie. Hier sind allerdings weniger Schwerlast-FTS gefragt als vielmehr FTS-Flotten für den Paletten- und Behältertransport.

Stäubli WFT hat in dieser Branche aber auch eine andere, nochmals anspruchsvollere Applikation im Blick. Das mobile Robotersystem Helmo, für das Stäubli WFT die Fahr- und Dreheinheit an die Robotics-Kollegen in Bayreuth liefern, könnte Handling-Aufgaben in ganz verschiedenen Bereichen der Pharmaproduktion übernehmen. Auch hier vermeidet die mannlose Produktion unnötige Partikelemissionen und vereinfacht die Prozesse im Reinraum. Dazu muss der Mobilroboter Helmo nur noch reinraumtauglich ausgestattet werden, aber diese Kompetenz ist bei Stäubli WFT ja bereits vorhanden.

Stäubli Robotics (Germany)

www.staubli.com/robotics

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