Sumitomo (SHI) Demag ukazuje již dnes budoucnost výroby lékařských dílů

Plně automatická a vysoce efektivní výrobní buňka pro lékařské technické díly s plně elektrickou strojní jednotkou IntElect S.

V celkovém cyklu přibližně šest sekund se na 16-jamkovém nástroji vyrábějí kryty na inzulínové jehly. / Producing medical insulin syringe caps on a 16-cavity mould in a six second cycle time.

Společnost Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH, Schwaig, představuje na Fakuma 2021 plně automatizovanou a vysoce efektivní výrobní buňku pro zdravotnické díly. Hlavními prvky jsou plně elektrická vstřikovací stroj IntElect S 100/460-250 a automatizační systém společnosti Waldorf Technik GmbH, Engen, založený na patentovaném systému Vario Tip FSS. Výstavní exponát byl bez kompromisů navržen pro výrobu medical parts a v celkovém cyklu přibližně šesti sekund vyrábí na 16dílném nástroji víčka pro inzulínové injekční stříkačky, tzv. inzulínové kapsy.

FSS znamená Floor Space Saving a popisuje výrazně sníženou plochu potřebnou pro tento systém Vario-Tip ve srovnání se standardním modelem. Jeho vysoká funkčnost a variabilita však zůstávají zachovány. Systém se vyznačuje bezkonkurenčním stupněm volnosti pro různé konfigurace nástrojů a balicích jednotek. Navíc obsahuje řadu unikátních funkcí, které lze přizpůsobit zákaznickým požadavkům.

„Přímo po vyjmutí víček ze vstřikovacího stroje systém automaticky zajišťuje jejich předání. Víčka jsou podle počtu dutin roztříděna do posuvného stolu a odtud – samozřejmě opět bez dutin – umístěna do stojanů,“ popisuje Anatol Sattel, ředitel Business Development Medical, postup. „Systém dále obsahuje QC stanici přímo po vyjmutí, kde je možné během automatického provozu vyloučit všech 16 dílů. Na výstupu systému čeká robot Sawyer a vyjímá naplněné stojany.“

Automatizační systém je doplněn integrací služby Smart Services EVE Suite od Hahn Digital, dceřiné společnosti Hahn Group, Rheinböllen. Jedná se o inovativní řešení umožňující digitální transformaci pro chytrou továrnu. Jedním z modulů je EVE Analytics, který umožňuje monitorování zařízení napříč lokalitami v reálném čase. Na individuálních dashboardech jsou platformově nezávisle dostupná data o procesech a strojích a jsou vytvářeny další možnosti analýzy.

„Použitím EVE Analytics lze výrazně snížit prostoje. Cílená upozornění v reálném čase a nezávislé na místě stavy umožňují rychlé reakce. Analýzy dat a dashboardy založené na klíčových ukazatelích zajišťují efektivní dohled,“ uvádí Sattel. Systém automaticky provádí analýzu dat ohledně souvislostí a odchylek od optimálních nastavení. Z dat jsou pomocí prediktivních analýz získávány poznatky, které zajišťují kontinuální zvýšení výstupu.

Projekt digitalizace pro komplexní kontrolu kvality a sledovatelnost výroby dílů

„Obzvlášť v oblasti zdravotnické techniky je nezbytná komplexní kontrola kvality a sledovatelnost výroby dílů,“ vysvětluje Sattel. „S naším projektem digitalizace chceme těmto požadavkům vyhovět. Momentálně pracujeme na vývoji IoT dashboardu, který umožní analýzu dat a vizualizaci, přenos a ukládání know-how a plánování a predikci údržby. Kromě asistenta pro vedené kroky bude mít systém i další autonomní funkce.“

Podle Sattela lze prostřednictvím rozhraní k stroji sbírat cyklická a časově závislá data a zobrazovat je na aplikací založeném dashboardu. Tyto údaje slouží v prvním kroku k ukládání na datový server, tvorbě KPI dashboardů, vizualizaci živých dat, zobrazení historických dat a trendů a jejich analýze. Dále pomáhá průvodce troubleshootingem při řešení a hodnocení odchylek od procesu.

To však není vše: v blízké budoucnosti plánuje společnost Sumitomo (SHI) Demag vývoj asistenčních aplikací, systému pro nastavování a optimalizaci procesů, zavedení databáze materiálů a znalostí a integraci simulačních nástrojů pro rozšířené nastavení a hlubší pohledy do procesů. „Naší vizí je inteligentní stroj, který bude schopen samostatně předpovídat kvalitu dílů, opotřebení strojů a poruchy a provádět online optimalizace,“ říká Sattel. „To umožní zvýšit konzistenci procesu, zlepšit kvalitu produktů a přizpůsobit údržbu.“

Vyšší kapacita systému zpětného získávání energie zajišťuje ještě lepší efektivitu

První výsledky projektu digitalizace ilustruje plně elektrický stroj IntElect S 100t na výstavním stánku Fakuma (B1-1105). Současně demonstruje schopnosti společnosti Sumitomo (SHI) Demag v oblasti zdravotnických aplikací s extrémně přesnými tolerancemi při velkých sériích. Vysoce přesná technologie přímého pohonu zajišťuje větší přesnost a reprodukovatelnost, a tím i vyšší kvalitu zdravotnických komponentů. Zařízení je navíc zvlášť čisté, chladné, rychlé a tiché.

Energetická účinnost a celkové provozní náklady (Total Cost of Ownership, TCO) jsou rovněž výrazně zlepšeny díky výkonným pohonům, což potvrzují komplexní zkoušky životnosti strojů a komponentů. „Vřetena, která byla testována za nejpřísnějších podmínek, neukázala po milionech cyklů žádné známky opotřebení. Zvýšení kapacity systému zpětného získávání energie nejen zvýšilo účinnost, ale i prodloužilo životnost elektrických komponentů,“ vysvětluje Sattel. Dále přispívá k bezpečnému provozu stroje vylepšená regulace teploty vřeten, motorů a měničů.

„Díky rovnoměrnější provozní teplotě je spotřeba energie nižší a méně tepla je třeba odvádět z klimatizovaných prostor,“ uvádí odborník. „To také snižuje provozní náklady.“ Dlouhověkost a energetická účinnost jsou klíčovými faktory, které naplňují slogan veletrhu „Act! Sustainably“. Společnost Sumitomo (SHI) Demag si klade za cíl vždy podporovat inovace s ohledem na udržitelnost a vyrábět stroje, které k tomu přispívají. „Ekologické povědomí je proto součástí naší podnikové společenské odpovědnosti v rámci environmentálně uvědomělého Corporate Social Responsibility,“ dodává Sattel.

Navíc ředitel Business Development Medical upozorňuje na další důležitý aspekt: „Abychom splnili přísné normy řízení kvality a validace pro zdravotnické prostředky podle ISO 13485, byly pro stroj zavedeny nové uživatelské parametry. Tímto způsobem jsou procesy udržovány v určitých rozmezích a obsluha nemůže bez povolení provádět úpravy tlaku, teploty, průtoku a chladicích parametrů. Tím jsou umožněny validované vstřikovací procesy pro zdravotnické aplikace.“

Systém vícenásobného jehlového uzávěru umožňuje maximální výstup dílů na minimální ploše

16dílný nástroj výstavního exponátu na Fakuma, na kterém jsou vyráběna inzulínová víčka, dodává společnost Kebo AG, Neuhausen am Rheinfall. Vzhledem k trendu ve zdravotnické technice směrem k stále menším geometrickým tvarům a hmotnostem s kritickými tolerancemi a vysokou složitostí, reaguje švýcarská rodinná firma na rostoucí poptávku po systémech vícenásobného jehlového uzávěru a představuje poprvé nový systém Multivalve. Nabízí prvotřídní kvalitu vstřikovného výstřiku, vysoké výrobní objemy díky osvědčené konstrukci Kebo Cluster (průměr části kruhu 60 mm), kompaktní velikost nástroje vhodnou pro co nejmenší vstřikovací stroje a přesvědčuje dlouhou životností a vysokou údržbou přístupností.

U systému Multivalve se podařilo vývojovému týmu zachovat prostorové nároky stávající otevřené, kompaktní uspořádání clusteru pro jehlový uzávěr. Velmi malé vzdálenosti dutin umožňují maximální výstup dílů vzhledem k ploše nástroje. Na veletrhu je představena nejvyšší varianta s osmi dutinami na cluster – jsou možné i varianty se čtyřmi nebo šesti dutinami, v závislosti na geometrii dílů a vstřikovací pozici. Navíc systém nabízí unikátní možnost snadného a bezpečného vypnutí jednotlivých dutin.

Protože trh zdravotnických výrobků preferuje plně elektrická řešení pro čisté místnosti, společnost Kebo upevňuje jehlové uzávěrové trysky na elektrickou desku. Kromě vysoké přesnosti, čistoty a procesní bezpečnosti přesvědčuje řešení vysokou opakovatelností, nižším opotřebením a velmi dobrou regulací teploty. Navíc je rychlost jehly individuálně nastavitelné. Jako alternativa k elektrickému jehlovému uzávěru je k dispozici pneumatické ovládání pohonu.

Čistě prostorově řízené a regulační zařízení vhodné pro zdravotnické aplikace

Pro řízení horkých kanálových jehlových uzávěrů ve formě používá společnost Kebo regulační zařízení M-Ax od Mold-Masters, Baden-Baden. Tím jsou jehly otevírány a zavírány podle definovaných rychlostních a pohybových profilů a monitorování koncových poloh. Regulátor z řady Tempmaster je velmi flexibilní a lze jej nastavit bez znalosti programování pro jakoukoli aplikaci. Lze ovládat všechny lineární (například jádrové posuvy, výtlačné mechanismy) a rotační osy (například indexové desky, otáčecí stoly). Navíc je zařízení díky plně elektrickému provozu vhodné do čistých prostor a určeno pro zdravotnické aplikace.

M-Ax nabízí nejvyšší přesnost a nejjednodušší možnosti přizpůsobení pro automatizované nástroje. Funkcionalita řízení servoos je možné kombinovat až s 256 teplotními regulačními zónami. Pro úplné řízení všech funkcí vstřikování je možné až 64 vstupů a výstupů. Navíc je regulátor velmi efektivní a spotřebuje až o 60 procent méně energie. Důvodem jsou servo pohony, které spotřebují energii pouze při pohybu. Pro více nástrojů je potřeba pouze jedno zařízení, což zvyšuje flexibilitu. Kromě kompaktní konstrukce umožňuje dotyková obrazovka s velkými symboly jednoduché ovládání a uživatelsky přívětivé a intuitivní řízení serva a teploty.

Lehce tekoucí, výkonnostně optimalizovaný PP-kopolymer pro bezpečné zdravotnické produkty

Také plastový granulát, který je na výstavě použit, je speciálně vhodný pro aplikace v medicíně a vyznačuje se taveným tokem 70 g / 10 min, což usnadňuje plnění 16dílného formy. Dodavatelem je společnost Borealis AG, Vídeň. „Používáme polypropylen s označením Bormed. Ve spolupráci s naším partnerem jsme zde již úspěšně provedli testy pipetových špiček,“ říká Sattel.

Tento lehce tekoucí, heterofázní PP-kopolymer byl společností Borealis speciálně vyvinut, aby podpořil dodržování předpisů EU pro zdravotnické prostředky (MDR) a in vitro diagnostiku (IVDR) a zvýšil tak bezpečnost pacientů. S ohledem na výkon strojů optimalizuje vysoká tekutost materiálu dobu cyklu. Navíc Bormed nabízí lepší odolnost proti nárazům vstřikovacích dílů.