Reinheitstauglichkeit von Betriebsmitteln

Reinheitstauglichkeit von Betriebsmitteln

Lokale Messmethode Ganzheitsmethode

Manche Branchen müssen zwingend unter "reinen" Bedingungen arbeiten, weil bereits Staubkörnchen oder Ausgasungen eine komplette Produktcharge unbrauchbar machen können. Was genau bedeutet nun Reinheitstauglichkeit? Wie wird sie gemessen und bestimmt? Wäre die Produktion unter "reinen" Bedingungen auch für Ihr Unternehmen ein entscheidender Wettbewerbsfaktor? Diesen Fragen gehen wir für Sie in diesem Blogartikel auf den Grund.

Was genau ist Reinheitstauglichkeit?

Was versteht man nun exakt unter dem Begriff Reinheitstauglichkeit? Die Reinheitstauglichkeit ist in der VDI-Richtlinie VDI 2083, Blatt 9.1 „Reinraumtechnik ‒ Reinheitstauglichkeit und Oberflächenreinheit“ geregelt und ist folgendermaßen definiert:

“Die Reinheitstauglichkeit beurteilt Betriebsmittel oder raumlufttechnische Komponenten hinsichtlich des Einsatzes in Reinräumen. Sie beschreibt das Aufkommen oder Vorhandensein der am Betriebsmittel oder an der raumlufttechnischen Komponente bestehen oder generierten Verunreinigung.“  - VDI-Richtlinie VDI 2083, Blatt 9.1 Kapitel 3.1.3

Eine in Stein gemeißelte universale Definition wird diesem vielschichtigen Thema allerdings nicht gerecht. Am besten lässt sich die Reinheitstauglichkeit in Abgrenzung zu einer anderen Anforderung illustrieren, nämlich der Reinraumtauglichkeit.

Die Reinraumtauglichkeit beschreibt die Abgabe von Kontaminationen eines Betriebsmittels an den umgebenden Reinraum. Die Reinheitstauglichkeit ist die Partikelabgabe auf das Produkt, das in der Maschine bearbeitet wird. Die folgende Grafik erläutert das Vorgehen zur Ermittlung der jeweiligen Tauglichkeit:

Ermittlung der Reinheitstauglichkeit

Quelle: VDI 2083 Blatt 9.1 S.7 Bild 3

Kurz gefasst gilt also: Die Reinheitstauglichkeit ist nach innen und die Reinraumtauglichkeit nach außen gerichtet. 

Reiheitstauglichkeit Reinraumtauglichkeit

Reinraumtauglichkeit ist ein Teil der Reinheitstauglichkeit und für den eigentlichen Prozess nicht zwingend wichtig. Die Reinraumtauglichkeit ist nur dann wichtig, wenn man wissen möchte, wie viele Maschinen in einem Reinraum arbeiten dürfen, ohne dass die Klassifizierung beeinträchtigt wird und wenn Querkontaminationen verhindert werden müssen.

Lokale Messmethode

Als die bewährte Messmethode zur Bestimmung der Reinheitstauglichkeit wird die lokale Messmethode angesehen. Dabei wird an verschiedensten Stellen des Messobjektes die Partikelkonzentration in der Luft gemessen. Mit dem ermittelten Wert in Partikel pro Kubikmeter kann man dieses Messobjekt anhand der Klassifizierung ISO 14644 einer Klassifizierungszahl von ISO 1 bis 9 zuordnen. Man sollte an dieser Stelle jedoch beachten, dass eine Komponente oder eine Maschine keiner Luftreinheitsklasse zugeordnet werden kann. Die Einordnung in die Klassifizierung der ISO 14644 sagt einzig und allein aus, dass an keiner Stelle mehr Partikel gemessen wurden als ... und dieser ermittelte Wert, gespiegelt an der Klassifizierung ergibt die jeweilige Klassifizierungszahl ISO 1 bis 9. 
 

Ganzheitsmethode

Die VDI-Richtlinie ist zweifelsohne ein guter Ansatz, der Verbindlichkeit und verlässliche Aussagekraft verspricht. Allerdings stößt sie an eine Grenze: Leider wird darin auf die Ganzheitsmethode als Messmethode nur am Rande eingegangen.

Eine Beschreibung hinsichtlich der Gesamtpartikelemission pro Zeiteinheit ist mithilfe der Ganzheitsmethode möglich. Allerdings dient diese Methode nicht zur direkten Klassifizierung, womit keine Einordnung in Klassen mehr gegeben ist. Das heißt, auf dem Ergebnisblatt lesen wir Partikel pro Sekunde und nicht ISO 1, 2, 3 usw. 

Wenn die Ganzheitsmethode keine Klassifizierung von Komponenten in bestimmten Reinheitsklassen liefern kann, welchen Vorteil hat sie dann?

Betriebsmittel können mithilfe der Ganzheitsmethode absolut präzise miteinander verglichen werden. Ob ein Laptop, ein Auto oder eine Produktionsstraße – von sämtlichen Komponenten lässt sich sagen, wie viele Partikel pro Sekunde sie in ihrer Ganzheit abgeben.

Wie werden die Messungen mithilfe der Ganzheitsmethode vorgenommen? Das Messobjekt wird mit Reinstluft umspült und in der Abluft wird die Partikelkonzentration wie bei der lokalen Methode gemessen. Zusätzlich wird der Volumenstrom dieser Abluft ermittelt. Multipliziert man die Partikelkonzentration in Partikel pro Kubikmeter mit dem Volumenstrom in Kubikmeter pro Sekunde, erhält man einen Partikelstrom in Partikel pro Sekunde.

Ganzheitsmethode Formel.png

Die Wichtigkeit der Reinheitstauglichkeit

Die Reinheitstauglichkeit ist für all jene elementar, die Maschinen oder Komponenten in einer reinen Fertigung anwenden.

Anhand des Beispiels der Automobilbranche wird deutlich, wie wichtig eine reine Produktionsumgebung in den vielfältigsten Arbeitsschritten ist: Vom Lack und von der Beleuchtung über die Scheinwerfer und Streuscheiben bis hin zum kompletten Interieur – überall spielt die Reinraumtechnik eine wichtige Rolle im Produktionsprozess.

Die wichtigsten Impulse für die Anwendung von Maßnahmen zur Reinheitstauglichkeit sind:

  • Vermeidung von Ausschuss
  • Reduktion von Kosten
  • Sicherung von Qualitätsstandards
  • Gewährleistung von Funktionstüchtigkeit
  • Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit

Es geht also nicht nur um die Sicherstellung von Funktionalität, Qualität und Ästhetik, sprich um Aspekte, die ganz augenscheinlich sind. Sondern auch darum, Kompetenz zu beweisen, indem man sich als Unternehmen mit dieser wichtigen Thematik auseinandersetzt und damit möglicherweise gegenüber der Konkurrenz einen großen Wissensvorsprung besitzt. Ob man diese Kompetenz nun einkauft oder sie direkt im eigenen Haus umsetzt, spielt nur eine untergeordnete Rolle.

Die Reinheitstauglichkeit – ein Garant für hohen Return on Investment

Risikomanagement, Wertschöpfung und Return on Investment sind für jedes Unternehmen wichtige Schlagworte. Je vielschichtiger und komponentenreicher ein Prozess, desto wichtiger ist eine detaillierte Überwachung, damit Schwachstellen oder Blockaden so früh wie möglich aufgespürt und beseitigt oder gar im Vorfeld noch ausgeräumt werden können. Wer also entlang der gesamten Prozesskette für Qualitätssicherung sorgt, dem sind reibungslose Produktionsabläufe, wenig Ausschuss und lediglich kurze Ausfallzeiten garantiert. Sind Maschinen, Materialien und Komponenten reinheitstauglich, sind von vornherein vielfältige Hemmschuhe für eine saubere, konstante Produktion beseitigt.

Dieser Aspekt schlägt wieder einen Bogen zur oben genannten Wettbewerbsfähigkeit. Entschließt sich ein Unternehmen dazu, seine Produkte auf Reinheitstauglichkeit untersuchen zu lassen, dann sollte in diesen Entscheidungsprozess auch unbedingt ein Mitarbeiter des Marketingteams eingebunden werden.

Reinheitstauglichkeit ist ein Merkmal für Qualität, Innovation und Kostensicherung. Positive Ergebnisse hierzu sollten also nicht in einer Schublade vor sich hin schlummern, sondern unbedingt Kunden und Interessenten bekannt gemacht werden!

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Topics: Reinraumtechnik