Zoals algemeen bekend is, kunnen veel hoogwaardige, precisie- en geavanceerde industrieën niet zonder stofvrije cleanrooms, zoals bijvoorbeeld CCL-printplaatsubstraten met koperbekleding, PCB-printplaten, foto-elektronische LCD-schermen en LED's, lithiumbatterijen voor stroomvoorziening en 3C-toepassingen, en bepaalde farmaceutische en voedingsmiddelenindustrieën.
Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie worden de kwaliteitsnormen voor ondersteunende producten die de maakindustrie nodig heeft voortdurend verbeterd. Daarom moeten industriële fabrikanten niet alleen innoveren in het productieproces, maar ook de productieomgeving verbeteren, strikt voldoen aan de eisen voor cleanrooms en de kwaliteit en stabiliteit van de producten verhogen.
Of het nu gaat om de renovatie van bestaande fabrieken vanwege de verbetering van de productkwaliteit of de uitbreiding van fabrieken vanwege de marktvraag, industriële fabrikanten zullen te maken krijgen met belangrijke vraagstukken met betrekking tot de toekomst van de onderneming, zoals projectvoorbereiding.
Van infrastructuur tot ondersteunende decoratie, van vakmanschap tot de aanschaf van apparatuur: een reeks complexe projectprocessen is hierbij betrokken. In dit proces zouden de belangrijkste aandachtspunten voor de aannemer de projectkwaliteit en de totale kosten moeten zijn.
Hieronder worden enkele belangrijke factoren beschreven die van invloed zijn op de kosten van een stofvrije cleanroom tijdens de bouw van industriële fabrieken.
1. Ruimtefactoren
De ruimtefactor bestaat uit twee aspecten: het cleanroomoppervlak en de cleanroomplafondhoogte, die direct van invloed zijn op de kosten van de interne afwerking en de behuizing: cleanroomscheidingswanden en cleanroomplafondoppervlak. Ook de investeringskosten voor airconditioning, het benodigde volume aan airconditioning, de toevoer- en afvoerluchtregeling, de leidingrichting en het aantal airconditioningunits spelen een rol.
Om te voorkomen dat de projectinvesteringen door ruimtegebrek toenemen, kan de organisator twee aspecten in overweging nemen: de werkruimte van de verschillende productieapparatuur (inclusief de hoogte- en breedtemarge voor beweging, onderhoud en reparatie) en de richting van de personeels- en materiaalstroom.
Bij de bouw van moderne gebouwen wordt rekening gehouden met de principes van behoud van land, materialen en energie. Daarom hoeft een stofvrije cleanroom niet per se zo groot mogelijk te zijn. Bij de voorbereiding van de bouw is het belangrijk om de eigen productieprocessen en -apparatuur in overweging te nemen, zodat onnodige investeringskosten effectief kunnen worden vermeden.
2. Factoren zoals temperatuur, luchtvochtigheid en luchtkwaliteit
Temperatuur, luchtvochtigheid en luchtzuiverheid zijn omgevingsnormen voor cleanrooms, specifiek ontwikkeld voor industriële producten. Deze normen vormen de belangrijkste ontwerpbasis voor cleanrooms en zijn een belangrijke garantie voor de kwalificatiegraad en stabiliteit van producten. De huidige normen zijn onderverdeeld in nationale normen, lokale normen, branchenormen en interne bedrijfsnormen.
Normen zoals reinheidsclassificatie en GMP-normen voor de farmaceutische industrie behoren tot de nationale normen. Voor de meeste productie-industrieën worden de normen voor cleanrooms in diverse productieprocessen voornamelijk bepaald op basis van productkenmerken.
In de printplaatindustrie variëren de temperatuur en luchtvochtigheid in de belichtings-, droogfilm- en soldeermaskergebieden bijvoorbeeld van 22 ± 1℃ tot 55 ± 5%, met reinheidsklassen van 1000 tot 100000. De lithiumbatterij-industrie legt meer nadruk op een lage luchtvochtigheid, waarbij de relatieve luchtvochtigheid over het algemeen lager is dan 20%. Sommige zeer strenge vloeistofinjectiewerkplaatsen vereisen een relatieve luchtvochtigheid van ongeveer 1%.
Het vaststellen van milieunormen voor cleanrooms is een cruciaal punt dat van invloed is op de projectinvestering. De vereiste reinheidsgraad heeft gevolgen voor de inrichtingskosten: vanaf klasse 100.000 zijn cleanroompanelen, cleanroomdeuren en -ramen, ventilatiesystemen voor personeel en goederen, en zelfs dure verhoogde vloeren nodig. Tegelijkertijd heeft het ook invloed op de kosten van de airconditioning: hoe hoger de reinheidsgraad, hoe meer luchtverversingen nodig zijn om aan de zuiveringseisen te voldoen, hoe groter het benodigde luchtvolume voor de luchtbehandelingsunit (AHU) en hoe meer HEPA-filters er aan het einde van het luchtkanaal moeten worden ingelaten.
Ook bij het bepalen van de temperatuur en luchtvochtigheid in de werkplaats spelen niet alleen de eerdergenoemde kosten een rol, maar ook de nauwkeurigheid. Hoe hoger de nauwkeurigheid, hoe completer de benodigde ondersteunende apparatuur. Wanneer de relatieve luchtvochtigheid nauwkeurig is tot +3% of ±5%, moet de benodigde bevochtigings- en ontvochtigingsapparatuur compleet zijn.
Het vaststellen van de juiste temperatuur, luchtvochtigheid en reinheid in een werkplaats heeft niet alleen invloed op de initiële investering, maar ook op de operationele kosten op de lange termijn voor een fabriek met een duurzame basis. Daarom is het, gebaseerd op de kenmerken van de eigen producten, in combinatie met nationale normen, industrienormen en interne bedrijfsnormen, een fundamentele stap in de voorbereiding op de bouw van een cleanroom. Dit is de meest essentiële stap.
3. Andere factoren
Naast de twee belangrijkste eisen, ruimte en omgeving, worden bepaalde factoren die van invloed zijn op de naleving van de cleanroomnormen vaak over het hoofd gezien door ontwerp- of bouwbedrijven, wat resulteert in te hoge temperaturen en luchtvochtigheid. Voorbeelden hiervan zijn onvoldoende rekening houden met het buitenklimaat, de afvoercapaciteit van apparatuur, de warmteontwikkeling van apparatuur, de stofproductie en de bevochtigingscapaciteit van apparatuur door een groot aantal personeelsleden, enzovoort.
Geplaatst op: 12 mei 2023