Come è noto, gran parte delle industrie di alta qualità, di precisione e tecnologicamente avanzate non possono fare a meno di una camera bianca priva di polvere, come ad esempio i pannelli rivestiti in rame per substrati di circuiti CCL, i circuiti stampati PCB, gli schermi LCD fotoelettronici e i LED, le batterie al litio di potenza e 3C, e alcune industrie farmaceutiche e alimentari.
Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, gli standard qualitativi dei prodotti di supporto richiesti dall'industria manifatturiera sono in costante miglioramento. Pertanto, i produttori industriali non solo devono innovare i propri prodotti a partire dal processo produttivo, ma anche migliorare l'ambiente di produzione, applicare rigorosamente i requisiti ambientali delle camere bianche e migliorare la qualità e la stabilità del prodotto.
Sia che si tratti di rinnovare gli stabilimenti esistenti per migliorare la qualità dei prodotti, sia di espanderli per soddisfare la domanda del mercato, le aziende manifatturiere si troveranno ad affrontare problematiche significative legate al futuro dell'impresa, come la pianificazione dei progetti.
Dalle infrastrutture alle decorazioni di supporto, dalla manodopera specializzata all'approvvigionamento delle attrezzature, il progetto si articola in una serie di processi complessi. In questo processo, le principali preoccupazioni del committente dovrebbero essere la qualità del progetto e il costo complessivo.
Di seguito verranno brevemente descritti alcuni dei principali fattori che influenzano il costo delle camere bianche prive di polvere durante la costruzione di stabilimenti industriali.
1. Fattori spaziali
Il fattore spazio è composto da due aspetti: la superficie della camera bianca e l'altezza del soffitto della camera bianca, che incidono direttamente sul costo dell'arredamento interno e della delimitazione: pareti divisorie e superficie del soffitto della camera bianca. Altri fattori da considerare sono: il costo di investimento per l'impianto di climatizzazione, il volume di superficie richiesto per il carico termico, la modalità di mandata e ripresa dell'aria, la direzione delle tubazioni e il numero di terminali di climatizzazione.
Per evitare un aumento dei costi di progetto dovuto a problemi di spazio, l'organizzatore può considerare in modo esaustivo due aspetti: lo spazio di lavoro delle diverse attrezzature del processo produttivo (inclusi i margini di altezza o larghezza per il movimento, la manutenzione e la riparazione) e la direzione del flusso di personale e materiali.
Attualmente, gli edifici si attengono ai principi di conservazione del suolo, dei materiali e dell'energia, quindi una camera bianca priva di polvere non è necessariamente la più grande possibile. In fase di progettazione, è necessario considerare le attrezzature e i processi di produzione specifici, in modo da evitare efficacemente costi di investimento superflui.
2. Fattori relativi a temperatura, umidità e qualità dell'aria
Temperatura, umidità e purezza dell'aria sono parametri ambientali standard per le camere bianche, specificamente progettati per i prodotti industriali, e costituiscono la base progettuale fondamentale per le camere bianche e importanti garanzie per il tasso di qualificazione e la stabilità del prodotto. Gli standard attuali si suddividono in standard nazionali, standard locali, standard di settore e standard aziendali interni.
Standard come la classificazione della pulizia e le norme GMP per l'industria farmaceutica appartengono agli standard nazionali. Per la maggior parte delle industrie manifatturiere, gli standard per le camere bianche nei vari processi produttivi sono determinati principalmente in base alle caratteristiche del prodotto.
Ad esempio, la temperatura e l'umidità delle aree di esposizione, di essiccazione del film e di mascheratura per saldatura nell'industria dei PCB variano da 22+1℃ a 55+5%, con livelli di pulizia che vanno dalla classe 1000 alla classe 100000. L'industria delle batterie al litio pone maggiore enfasi sul controllo dell'umidità, con un'umidità relativa generalmente inferiore al 20%. Alcuni reparti di iniezione di liquidi, dove i requisiti sono particolarmente stringenti, devono mantenere un'umidità relativa intorno all'1%.
Definire gli standard ambientali per le camere bianche è il punto cruciale che incide sull'investimento del progetto. La definizione del livello di pulizia ha un impatto sui costi di allestimento: a partire dalla classe 100000, sono necessari pannelli, porte e finestre specifici per le camere bianche, sistemi di ventilazione per il trasporto di persone e merci e, talvolta, anche costosi pavimenti sopraelevati. Allo stesso tempo, influisce anche sui costi di climatizzazione: maggiore è il livello di pulizia, maggiore è il numero di ricambi d'aria necessari per soddisfare i requisiti di purificazione, maggiore è il volume d'aria richiesto per l'unità di trattamento aria (UTA) e maggiore è il numero di filtri HEPA in ingresso al termine del condotto.
Analogamente, la definizione della temperatura e dell'umidità in officina non solo implica le suddette problematiche di costo, ma anche il controllo della precisione. Maggiore è la precisione, più completa deve essere l'attrezzatura di supporto necessaria. Quando l'intervallo di umidità relativa è preciso entro ±3% o ±5%, l'attrezzatura di umidificazione e deumidificazione richiesta dovrebbe essere completa.
La definizione di temperatura, umidità e pulizia ottimali all'interno di un'officina non solo incide sull'investimento iniziale, ma anche sui costi operativi a lungo termine per un impianto destinato a durare nel tempo. Pertanto, la formulazione razionale di parametri ambientali che soddisfino le esigenze specifiche, basata sulle caratteristiche dei propri prodotti e in conformità con gli standard nazionali, di settore e interni all'azienda, rappresenta il passo fondamentale nella preparazione alla realizzazione di un'officina in camera bianca.
3. Altri fattori
Oltre ai due requisiti principali relativi a spazio e ambiente, alcuni fattori che influenzano la conformità delle camere bianche vengono spesso trascurati dalle aziende di progettazione o costruzione, con conseguenti temperature e umidità eccessive. Ad esempio, una valutazione incompleta del clima esterno, la mancata considerazione della capacità di aspirazione delle apparecchiature, della generazione di calore da parte delle apparecchiature stesse, della produzione di polvere da parte delle apparecchiature e della capacità di umidificazione dovuta all'elevato numero di persone presenti, ecc.
Data di pubblicazione: 12 maggio 2023