Att bygga förtroende i ett gemensamt renrum: Airtho och Vaisala på UNH:s Olson-center

Tillförlitliga miljöförhållanden är avgörande för att möjliggöra innovationer inom avancerad tillverkning och forskning. Noggrann kontroll och pålitliga mätningar av temperatur och fuktighet har en direkt inverkan på kvalitet och tillförlitlighet inom allt från montering av satellitkomponenter och förpackning av känslig elektronik till halvledartillverkning och batteriutveckling.

Baserat på den här kunskapen har University of New Hampshires John Olson Center for Advanced Manufacturing skapat ett offentligt tillgängligt renrum som är utformat för att tillgodose behoven hos såväl studenter som forskare och branschpartners. Det här ISO 7-renrummet har designats, byggts och donerats av Airtho i samarbete med UNH. Det ger fler aktörer tillgång till professionella tillverkningsmiljöer och kan användas för såväl praktisk utbildning som tillämpad forskning och industrisamarbeten.

Eftersom renrummet är så mångsidigt och kan användas av många måste miljöförhållandena vara mer än bara kontrollerade – de måste kunna mätas och dokumenteras så att alla användare kan förlita sig på det. Genom ett nära samarbete med UNH kunde Airtho utforma och leverera renrummet med dessa krav i åtanke, och Vaisalas mätteknik integrerades för att säkerställa den noggrannhet, långsiktiga stabilitet och datatillförlitlighet som krävs för gemensam användning.

Resultatet är ett renrum som går att lita på. Det främjar utbildning och ger möjlighet till praktiska tillverkningsprocesser i en miljö där alla förhållanden är tydligt verifierbara och dokumenterade.

Utmaningen: Att bygga förtroende i ett renrum med flera användare

Airtho-renrummet vid Olson-centret kan nyttjas av många typer av användare: allt från studenter och akademiska forskare till industripartners som utvecklar kommersiell teknik. Den här professionella renrumsanläggningen har medvetet utformats för att vara gemensam och öppet tillgänglig, till skillnad från industriella renrum för enskilda verksamheter eller akademiska laboratorier med begränsad åtkomst. Den här skillnaden medförde ett avgörande krav: varje användare måste kunna lita på de miljöförhållanden som styr kvaliteten på deras specifika arbete.

I ett renrum med flera användare är det förstås avgörande med bibehållna temperatur- och fuktighetsinstallationspunkter, men det är inte allt. Användarna måste också få tillgång till historiska data som kan visa att miljöförhållandena har hållit sig inom specifikationen under det exakta tidsfönstret för deras aktivitet. Ett företag som validerar en ny förpackningsprocess kan till exempel behöva säkerställa att fuktigheten aldrig översteg ett definierat tröskelvärde under processen. Ett forskarteam som förbereder en publikation eller ansökningsrapport kan behöva tidsstämplade protokoll som styrker att förhållandena var stabila under avgörande experiment.

För forskningsvalidering, produktutveckling och kvalitetssäkring räcker det inte med enbart realtidsdata. Verifierbara, spårbara historiska data är avgörande.

Allt detta ställer höga krav på renrummets mätsystem. Systemet måste kunna garantera hög noggrannhet och långsiktig stabilitet, kunna kalibreras på ett tillförlitligt sätt och tillhandahålla data som användare kan använda som referens för dokumentation och rapportering. Samtidigt behöver systemet vara både intuitivt och lättillgängligt och kunna användas varje dag av såväl studenter som yrkesverksamma inom industrin.

Lösningen: Mätningsbaserad design med Vaisala och Airtho

Airtho designade ett renrum som kan användas på många olika sätt och som säkerställer konsekvens och transparens. Airtho valde Vaisala som standardmätningspartner redan på ett tidigt designstadium, tack vare Vaisalas gedigna meritlista från en mängd olika typer av renrumsmiljöer: allt från laboratorier med medelhöga miljökrav till några av Nordamerikas torraste renrum.

Vaisalas Indigo-transmittersystem var en nyckelkomponent – det fungerar som en central mätplattform i renrummet. Indigo är ett modulärt system som är utformat för anslutning av flera smarta prober. Det levererar mätdata i realtid och möjliggör långsiktig datainsamling, samtidigt som funktioner kan utökas eller konfigureras om i takt med att kraven utvecklas.

Till Indigo-transmittersystemet ansluts Vaisalas DMP-prober för mätning av daggpunkt, fuktighet och temperatur. De här proberna är konstruerade för krävande industriella användningsområden och renrumsverksamhet. De möjliggör noggrann mätning av fuktrelaterade parametrar med utmärkt långsiktig stabilitet. Minimal sensoravdrift gör att historiska data förblir tillförlitliga och lämpliga för verifiering och rapportering.

Ett flertal DMP-prober placeras ut i två sammankopplade renrumsutrymmen, vilket gör det möjligt att kartlägga miljöförhållandena och säkerställa konsekvens inom hela anläggningen. Det här distribuerade, modulära tillvägagångssättet gör att lokala variationer mäts och dokumenteras, vilket är en kritisk faktor i en delad miljö där olika användare kan använda olika zoner.

Den flexibla mätningsarkitekturen återspeglar Airthos modulära renrumsdesign och gör det möjligt att ta emot nya användare, lägga till ytterligare övervakningspunkter eller utöka funktionerna utan att befintliga verksamheter störs.

”Modularitet är en central del av allt vi gör, och då blir det självklart att samarbeta med en mätplattform som är lika modulär. Det är detta tillsammans med noggrannheten, kalibreringsstabiliteten och den höga datatillförlitligheten som gör att vi väljer Vaisala som standard i alla våra projekt”, säger Brandon Bogart, grundare och VD för Airtho.

Resultat: Förtroende genom transparens och spårbarhet

Sedan renrummet togs i bruk har Vaisalas mätlösning blivit central för all verksamhet på Olson-centret. Systemet loggar kontinuerligt mätdata om daggpunkt, temperatur och relativ luftfuktighet, och den här loggen blir en transparent miljödatajournal som kan granskas långt efter att ett projekt har slutförts.

Den här spårbarheten är användbar för industripartners eftersom de kan säkerställa att miljökraven har uppfyllts under känsliga processer. I arbetet med att validera en ny process eller förberedelser inför revisioner kan de referera till objektiva, tidsstämplade mätuppgifter i stället för att behöva förlita sig på antaganden eller ofullständiga anteckningar.

För studenter och forskare ger loggen praktiska insikter i hur välfungerande mätningar ligger till grund för kvalitet, validering och processkontroll. De ser inte bara installationspunkter på en skärm, utan också hur historiska trender, larm och dokumenterade miljöförhållanden bidrar till tillförlitliga resultat och reproducerbart arbete.

Den långsiktiga stabiliteten hos DMP-proberna minskar behovet av kalibrering och underhåll och minimerar driftstörningar. Driftansvariga kan förlita sig på konsekventa prestanda, medan användarna kan lita på att historiska data ger en exakt återspegling av de verkliga förhållandena över tid.

”Vaisala har varit vår mätpartner från dag ett, i varje renrum vi har byggt. Noggrann mätning är mer än bara en funktion – det är grunden för förtroende. Om frågor skulle uppstå om ett processresultat kan alla intressenter gå direkt till loggen med objektiva, tidsstämplade mätningar i stället för att förlita sig på antaganden”, säger Brandon Bogart.

Att främja utbildning, samarbete och framtida tillväxt

Utöver att möjliggöra avancerad tillverkning fungerar Airthos renrum som en plattform för lärande och demonstrationer. Här kan studenter få praktisk erfarenhet av att arbeta i en professionell renrumsmiljö samtidigt som de lär sig hur noggranna miljömätningar påverkar processens tillförlitlighet och produktkvaliteten.

Samma noggrannhet innebär också fördelar för industripartners. En sådan här anläggning där alla miljöförhållanden mäts, dokumenteras och kan verifieras är avgörande för företag som arbetar med utveckling, testning och småskalig produktion.

Till skillnad från många slutna anläggningar är Airthos renrum utformat för att vara öppet och välkomnande, och besökare har möjlighet att observera verksamheten och miljöövervakningen i realtid.

Så här säger Brandon Bogart: ”Det är sällsynt med en anläggning som är så här öppen och välkomnande, och där man faktiskt kan demonstrera hur ett renrum och dess mätsystem fungerar i praktiken. Det här renrummet är ett viktigt framsteg för universitetet och för de företag och studenter som vi samarbetar med, och Vaisala möjliggör det genom att erbjuda mätningssystem som går att lita på.”

Om vi blickar mot framtiden är mätinfrastrukturen utformad för att kunna utvecklas parallellt med anläggningen och dess användare. Airtho planerar att introducera Vaisala DMP1-prober för daggpunkts- och temperaturmätning. Det utökar mätningskapaciteten så att extremt låga daggpunktvärden kan registreras, samtidigt som proberna ger snabbare svarstider och utmärkt stabilitet. Detta kommer att möjliggöra ännu mer krävande användningsområden och nya branschsamarbeten framöver. I framtiden planeras även integrering av Vaisala Jade Smart Cloud för fjärråtkomst till realtidsdata och historiska data, trendvisualisering, varningar och avancerad rapportering. 

Genom att använda Vaisalas Indigo-plattform, DMP-prober och framtida molnlösningar som standard har UNH och Airtho säkerställt att noggrannhet, spårbarhet och tillförlitlighet förblir centrala allt eftersom användningsområdena för renrummet utökas. Resultatet är en skalbar modell för gemensam, mätningsstyrd renrumsåtkomst som kan implementeras på andra institutioner och i andra områden.