Reinraum- und Reinheitstechnik bei Laseranwendungen

Bei der Anwendung von Laserkomponenten spielen reine Umgebungen eine immer entscheidendere Rolle, um eine hohe Produktqualität zu erzielen.

Muss es immer ein Reinraum sein?

Reinraum- und Reinheitstechnik umfasst eine Vielzahl von Produkten und Dienstleistungen. Es geht nicht zwingend um den Einsatz von Reinräumen in den Fertigungsbereichen. Auf Grund der Wortbeschaffenheit von "Reinraumtechnik" steht der "Raum" im Mittelpunkt, was wiederum viele Firmen dazu veranlasst, auf die klassische Reinraumlösungen bei der Erzielung reiner Produkt- und Prozessumgebungen zu vertrauen. Dabei wird allerdings ein wichtiger Faktor außer Acht gelassen: Die eigenen Prozesse im Zusammenhang mit der kompletten Prozesskette im Vorfeld zu betrachten.

Oftmals sind es nämlich nur einige wenige Prozesse, die einer erhöhten Reinheit bedürfen und es müssen eben nicht alle Prozesse in einen Reinraum verbannt werden, der in den Investitions- und Betriebskosten immer die ungünstigste Variante darstellt.

Technische Anforderungen

Luftreinheit

Die Luftreinheit für eine Laseranwendung spielt nicht nur bei der Anzahl von Partikeln in der Luft oder auf Oberflächen eine entscheidende Rolle, sondern auch in Bezug auf die Zusammensetzung der Partikel (Material) und die Reinheit der Luft in Bezug auf molekulare Kontaminationen (ACC - Airborne Chemical Contamination).

Elektrostatik, EMV

Alle mit dem Prozess zusammenhängende Bauteile, Maschinen und Gerätekomponenten sollten elektrostatisch ableitfähig sein, um den Einfluss durch Entladungen oder elektromagnetische Beeinflussungen zu reduzieren. Entsprechend ausgelegte Komponenten sind für die zu schaffende Reinheitslösung auszuwählen.

Laserschutz

Der gegebenenfalls notwendige Laserschutz ist entsprechend der Laserklasse zu realisieren:

1. Der Laserschutz muss umfassend und lückenlos gewährleistet sein. Dazu sind entsprechende widerstandsfähige Materialien zu verwenden. Außerdem sind bei allen Verbindungen von Verkleidungsteilen sogenannte (Laser-) Lichtschutzfallen einzusetzen.
2. Laser werden meist in Verbindung mit optischen Systemen verwendet. Die Oberflächen der Optiken sind deshalb einer hohen Energie durch den Laserstrahl ausgesetzt. Durch die Kombination aus hoher Laserleistung und molekularen Verbindungen - wie Kohlenwasserstoffen - in der Luft, werden diese „gecrackt“ und brennen sich als Kohlenstoff in die optischen Oberflächen ein. Dies hat einen erhöhten regelmäßigen Reinigungsaufwand zur Folge. Mit einer entsprechenden Luftfilterlösung für diese Anwendungen lässt sich der Zyklus zwischen den einzelnen notwendigen Reinigungen vergrößern.

Zur Abtrennung von Laserbereichen wird häufig Laserschutzfolie genutzt. Diese hat jedoch einen entscheidenden Nachteil: Laserschutzfolien bieten keinen 100%igen Schutz vor der Laserstrahlung, da man nicht gewährleisten kann, dass diese Folien Laserbereiche zu ihrer Umgebung lückenlos abtrennen, wie man auf dem Bild sehr gut erkennen kann. Handelt es sich außerdem um einen Laserbereich, der einem Sauberkeitsregime unterliegt, sind diese Folien auch einer regelmäßigen Reinigung zu unterziehen. Hierbei gilt es zu beachten, dass sich Folien schlecht reinigen lassen, da sie dem Reinigungstuch auf Grund ihrer Flexibilität ausweichen und somit ein perfektes Reinigungsergebnis eher unwahrscheinlich ist. 

Laserschutzfolien bieten nicht immer einen hinreichenden Schutz.

Um den optimalen Schutz gewährleisten zu können, sollte eine Evaluierung der gesamten Prozesskette stattfinden.

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