Průmysl 4.0 - Čistá místnost pro promodelování

Connect 2 Cleanrooms (C2C) obdržel od Promolding BV zakázku na realizaci inteligentního řešení čistého prostoru pro výrobu zdravotnických prostředků s dobou provozu do roku 2032.

Efektivní kontrola kontaminace byla klíčová, protože Promolding vyrábí optické kryty pro oční chirurgické přístroje. Tyto přesné díly mají během operace udržovat oční tlak při odstraňování oční čočky a jsou vybaveny nejjemnějšími žilami a membránami.

Po dobu devíti měsíců vyvíjelo C2C společně se zákazníkem spolehlivý a inteligentní čistý prostor, který lze bez problémů integrovat s existujícími stroji a roboty ENGEL od Promolding.

Čistý prostor nyní představuje dlouhodobou investici do budoucnosti. Proto byly konstrukční prvky optimalizovány tak, aby zajišťovaly výkon čistého prostoru i v následujících letech.

Postup

1. Jednostupňová vstřikovací lis (80 tun) pro výrobu plastové součásti
2. Dvoustupňový vstřikovací lis (300 tun) pro výrobu druhé součásti, která je složena ze dvou plastů (vstřikování, otáčení a opětovné vstřikování)
3. Roboti zachycují vstřikovací díly a ukládají je na motorizovanou dopravní pásku, aby je přenesli do hlavního prostředí
4. Obě části jsou sestaveny a svařeny, poté jsou baleny

Řešení

Každý vstřikovací lis je vybaven pevnou a aktivní střešní krytinou s HEPA filtrem.

Automatické posuvné střešní krytiny HEPA-lite™ umožňují přístup ke nástrojům shora. Jsou ovládány pomocí pohonu s dvěma lineárními vedeními (Master a Slave). Tyto pohony přesouvají filtrační systém do otevřené nebo zavřené polohy.

Střešní krytiny jsou vybaveny účinnými bezpečnostními mechanismy, které vysílají infračervené signály na pohony. Pokud jsou signály například přerušeny robotem nebo rukama obsluhy, jsou veškeré pohyby krytiny deaktivovány, aby se předešlo nehodám.

Střešní krytiny jsou integrovány do hlavní oblasti čistého prostoru, kde se nachází montážní sestava, plastové svařovací zařízení a balicí linka.

Průmysl 4.0

Průmysl 4.0 je čtvrtá průmyslová revoluce – digitální změna. Tento pojem zahrnuje využití automatizace, inteligentních továren, digitálních systémů, senzorů, robotiky, dat a dálkového řízení. Cílem je zvýšit výrobní produktivitu, optimalizovat plánování a předpovědi nebo získat konkurenční výhodu.

V tomto případě se C2C zaměřilo na techniky Průmyslu 4.0 a vyvinulo čistý prostor s automatickými střešními krytinami, které mohly být společně s robotikou od Promolding využívány. Tím se snížilo riziko lidské chyby. Navíc byla optimalizována kvalita a konzistence finálního produktu.

Čistý prostor je vybaven inteligentním digitálním systémem ve formě ECO řídicího systému od C2C. Ten má zajistit, že čistý prostor bude provozován s maximální efektivitou. K tomu jsou průběžně v reálném čase monitorovány provozní podmínky v klíčovém prostředí. Pokud některý z těchto parametrů překročí uživatelsky definovaný práh, je vydán alarm.

Všechny relevantní řídicí parametry pro tři zóny jsou graficky znázorněny na dotykovém uživatelském rozhraní, což umožňuje uživatelům plnou kontrolu, rozpoznání chyb a provádění diagnostiky. Veškerá data o výkonu systému jsou zaznamenávána a lze je stáhnout.

Chytrá odlitková stroj je schopna rozpoznat výrobní chyby a umístí postižené produkty do nerezové přihrádky k inspekci. Během výroby je personální dveře spojeny s odlitkovým strojem. Vzorkové přihrádky jsou přístupné zvenčí přes HEPA-lite™ krytiny, což umožňuje bezpečné odstranění vadných dílů nebo vzorků bez přerušení výroby.

Existují plány na úplnou automatizaci všech procesů uvnitř hlavní oblasti čistého prostoru v budoucnu.

Výzvy a úspěchy

Hlavní oblast čistého prostoru byla instalována pod mezisklepem, takže strop byl připevněn k chodbě nad ním a byl zavěšen pomocí 56 závitových tyčí. Tím bylo možné zajistit strop a zároveň zajistit, že prostor nemusel být podpírán na vnitřních podlahách. Tím byla zachována otevřená dispozice prostoru.

C2C při vývoji konstrukčního systému spolupracovalo s inženýrem staveb. Čtyři nosné sloupy budovy byly využity k zajištění napájení čistého prostoru například zásuvkami a stlačeným vzduchem.

Systém střešních krytin HEPA-lite™ a hlavní oblast čistého prostoru byly navrženy tak, aby při rostoucí poptávce mohly pojmout dvě další vstřikovací stroje.

Úspěšná spolupráce s ENGEL umožnila C2C integrovat HEPA-lite™ do vstřikovacích strojů, takže nebylo nutné upravovat podlahu.

Podpěrné nohy by bránily přístupovým dveřím a pravidelným kalibracím. Proto je plný přístup ke stroji velkou výhodou. Pohyby byly pohlcovány pomocí gumových ložisek, aby neměly vliv na krytinu.

Přestože se jednalo o přesnou konstrukci, hlavní prostor byl dokončen za čtyři týdny, zatímco HEPA-lite™ krytiny byly instalovány za dva týdny.

- Třída ISO 14644-1:2015: 7
- Celková plocha: 279,42 m² (19,27 m x 14,5 m x 2,825 m). Vnitřní vzdálenost 2,5 m
- Vnitřní šatna: 13,86 m² (6,860 m x 2,02 m).
- Vzduchová výměna 99 při rychlosti vzduchu 0,45 m/s v hlavní oblasti
- 70 LED svítidel 20 W (teplota světla 6 500 K) v souladu s aktuálním osvětlením v budově Promolding
- 42 HEPA stropních ventilátorů s proměnnou rychlostí
- Čtyři zásobníky vedle dopravních pásků
- Rolovací dveře pro vnější/vnitřní přístup zboží
- ECO řídicí systém s automatickými posuvnými dveřmi u HEPA-lite™ jednotek
- Dva automatické HEPA-lite™ kryty, které během výroby dodávají čistý vzduch a snižují kontaminaci tím, že během výměny nástrojů jsou minimalizovány exteriérové vlivy.
- Prostory čistých prostor, kde jsou umístěny stroje ENGEL a HEPA-lite™ kryty, mají výšku 4,7 m.
- Kabely jsou umístěny za šedým krytem filtračního systému, což zajišťuje snadnou údržbu povrchu a vzhled odpovídající výrobnímu prostředí.
- Jednotlivé automatizované HEPA-lite™ jednotky pro vstřikovací stroje jsou ovládány ovládacími prvky. Všechny mají z bezpečnostních důvodů nouzové tlačítko
- Senzory přiblížení na stranách HEPA-lite™ jednotek jsou vybaveny LED diodami, které vizuálně signalizují, když jsou kryty HEPA-lite™ na místě. Kryty mají také bezpečnostní mechanismus, který deaktivuje pohony, pokud je kryt zablokován.

C2C má více než 15 let zkušeností s řešeními kontroly kontaminace pro klíčové prostředí v oblasti strojírenství.