Sistema di guida cavi per cleanroom fino a 30 metri

Con l'espansione degli impianti di produzione di semiconduttori, microchip e batterie, garantire una trasmissione affidabile di energia e dati su distanze sempre maggiori mantenendo le condizioni di camera bianca è diventata una sfida ingegneristica crescente. igus ha introdotto una soluzione per la guida dei cavi in cleanroom che combina la catena portacavi C6 certificata ISO Classe 1 con un nuovo meccanismo di guida a rotolamento progettato per corse fino a 30 metri.

Requisiti di automazione in cleanroom per la produzione di semiconduttori
I moderni impianti di fabbricazione di semiconduttori fanno ampio affidamento su sistemi automatizzati di movimentazione dei materiali per trasportare i wafer tra le diverse fasi di lavorazione, come litografia, incisione, deposizione e metallizzazione. Poiché anche una contaminazione da particelle microscopiche può compromettere la resa produttiva e l'affidabilità dei processi, gli ambienti cleanroom richiedono emissioni estremamente ridotte da parte di tutte le apparecchiature in movimento.

Con l'aumento delle dimensioni e della capacità produttiva degli impianti, i sistemi di trasporto automatizzati devono operare su distanze più lunghe. I sistemi Overhead Transport (OHT), che movimentano i supporti dei wafer lungo binari installati a soffitto, sono diventati una soluzione diffusa poiché riducono l'occupazione dello spazio a pavimento e supportano la produzione ad alto volume.

Tuttavia, l'alimentazione elettrica e la trasmissione dei dati verso questi sistemi mobili rappresentano una sfida. I tradizionali sistemi a barre collettrici possono fornire energia elettrica, ma generalmente non supportano la trasmissione integrata dei dati. I sistemi convenzionali con catene portacavi possono trasmettere sia energia sia dati, ma spesso richiedono apparecchiature aggiuntive per l'estrazione delle particelle al fine di soddisfare gli standard delle camere bianche.

Meccanismo di guida a rotolamento per ridurre la generazione di particelle
Per superare queste limitazioni, igus ha sviluppato il sistema di guida e-spin specificamente progettato per l'utilizzo con la catena portacavi C6 per cleanroom. Il design sostituisce il tradizionale movimento di scorrimento tra le sezioni della catena con un meccanismo di rotolamento.

Il sistema utilizza ruote guida posizionate tra il tratto superiore e quello inferiore della catena portacavi. Queste ruote sono realizzate in polimeri ad alte prestazioni ottimizzati dal punto di vista tribologico per ridurre attrito e usura durante il funzionamento. Consentendo un contatto a rotolamento anziché a scorrimento, il sistema minimizza l'abrasione meccanica, una delle principali fonti di generazione di particelle nei sistemi mobili di gestione dei cavi.

Questo approccio consente di integrare alimentazione elettrica e trasmissione dati in un'unica soluzione di guida cavi, riducendo al contempo la necessità di dispositivi aggiuntivi per l'estrazione delle particelle.

Certificazione ISO Classe 1 per applicazioni a lunga corsa
Le prestazioni in ambiente cleanroom sono state valutate attraverso test indipendenti condotti con il Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA. Secondo igus, le misurazioni di laboratorio hanno dimostrato che la combinazione della catena portacavi C6 e del sistema di guida e-spin ha ottenuto la certificazione ISO Classe 1 a una velocità operativa di 0,5 metri al secondo.

La ISO Classe 1 rappresenta la categoria più rigorosa definita dagli standard ISO 14644 per le camere bianche e consente esclusivamente concentrazioni estremamente basse di particelle aerodisperse. Il raggiungimento di questa classificazione permette l'impiego del sistema in ambienti sensibili alla contaminazione, come la produzione di wafer per semiconduttori, l'elettronica avanzata e la fabbricazione di celle per batterie.

La certificazione assume particolare rilevanza poiché si applica a una soluzione di guida cavi progettata per distanze di movimento fino a 30 metri, rispondendo alle esigenze degli impianti produttivi automatizzati di grandi dimensioni.

Trasmissione di energia e dati per sistemi Overhead Transport (OHT)
Una delle principali applicazioni della soluzione riguarda le infrastrutture Overhead Transport utilizzate negli impianti di produzione di semiconduttori. Questi sistemi richiedono un movimento continuo mantenendo al tempo stesso connessioni elettriche e di comunicazione affidabili.

Combinando alimentazione e trasmissione dati all'interno di un'unica architettura certificata per cleanroom, il sistema rappresenta un'alternativa alle tradizionali installazioni con barre collettrici. Il design elimina inoltre la complessità associata ai sistemi di evacuazione delle particelle spesso necessari quando si impiegano catene portacavi standard in ambienti a contaminazione controllata.

Per i costruttori di macchine e i progettisti di impianti, ciò può contribuire a semplificare l'architettura dei sistemi mantenendo la conformità ai rigorosi requisiti di controllo della contaminazione.

Costruzione in polimeri resistenti all'usura
Il sistema di guida e-spin e la catena portacavi C6 utilizzano materiali polimerici ad alte prestazioni progettati per garantire basso attrito e lunga durata operativa. La riduzione dell'usura meccanica contribuisce sia a diminuire la generazione di particelle sia ad aumentare gli intervalli di manutenzione.

Negli ambienti produttivi automatizzati, dove i sistemi di trasporto operano in modo continuo, la riduzione degli interventi legati all'usura può contribuire a migliorare la disponibilità delle apparecchiature e a ridurre i requisiti di manutenzione. La combinazione di materiali a bassa abrasione e movimento a rotolamento è progettata per supportare un funzionamento a lungo termine in strutture sensibili alla contaminazione.

Contesto aggiuntivo
Questa sezione descrive specifiche tecniche e confronti competitivi non inclusi nel comunicato stampa originale.

Il mercato dei sistemi di gestione dei cavi per cleanroom e delle soluzioni di alimentazione per sistemi di trasporto comprende aziende come Conductix-Wampfler, Vahle, Kabelschlepp e Tsubaki Kabelschlepp.

I tradizionali sistemi a barre collettrici di Conductix-Wampfler e Vahle sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni industriali a lunga corsa e offrono una trasmissione affidabile dell'energia. Tuttavia, la comunicazione dati richiede spesso infrastrutture aggiuntive. I sistemi con catene portacavi possono integrare cavi di potenza e dati all'interno dello stesso supporto, risultando particolarmente adatti ai sistemi automatizzati di movimentazione dei materiali utilizzati nella produzione di semiconduttori.

Una caratteristica distintiva della soluzione igus è la combinazione di una catena portacavi certificata ISO Classe 1 con un meccanismo di guida a rotolamento che elimina il contatto per scorrimento tra le sezioni della catena. La certificazione cleanroom secondo gli standard ISO 14644 e il funzionamento su distanze fino a 30 metri rendono il sistema adatto agli ambienti avanzati di produzione di semiconduttori, elettronica e batterie, dove il controllo della contaminazione e l'automazione su lunghe distanze rappresentano requisiti progettuali fondamentali.

Edito da Aishwarya Mambet, redattrice di Induportals, con il supporto dell’IA.

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