Vakuové lisy Wickert: klíčová technologie pro zpracování elastomerů

Tak vypadají typické součástky, které lze vyrobit na Wickertových čistírenských lisech. Odvětví se nazývají farmaceutický průmysl, zdravotnická technika, biotechnologie atd. Wickert rovněž zaznamenává rostoucí poptávku po takových výrobcích – a tím i po svých lisech. (Obrázek: Wickert)

Vakuové lisy od Wickert Maschinenbau z Landau jsou navíc zcela uzavřené. Takzvaný šedý prostor nemůže kontaminovat čistý prostor. To jsou však pouze některé funkce, které umožňují strojům zpracovávat elastomery v citlivých prostředích. (Obrázek: Wickert)

Takto vypadá například čistě místnostní hydraulická lisovna od Wickert Maschinenbau. Aby v těchto citlivých oblastech nemohlo dojít k chybám, je skříň vyrobena z nerezové oceli. Její kontury jsou navíc navrženy tak, aby byly snadno čistitelné. A to ještě není vše … (Obrázek: Wickert)

Wickert Maschinenbau zaznamenává výrazný nárůst poptávky po specializovaných hydraulických lisech pro zpracování elastomerů v čistých prostorách. Zařízení jsou především používána k výrobě uzavíracích systémů pro farmaceutické obaly, ve výrobě bipolárních desek pro palivové články nebo také v těsnicích a strojních součástech pro výrobu v polovodičovém průmyslu.

Na pozadí je rostoucí zájem o vysoce kvalitní obalové komponenty pro drahé a citlivé lékařské látky. Je také potřeba více čistých prostor, aby bylo možné pokrýt rostoucí poptávku po personalizované medicíně, například předplněné jednorázové injekční stříkačky pro samoléčbu. Již pandemie COVID-19 poukázala na význam této technologie při výrobě těchto produktů pomocí vakuových kompresních lisů.

Hydraulické lisy do čistých prostor jsou mimo jiné používány k výrobě farmaceutických uzavíracích systémů z butylkaučuku (IIR) a brombutylkaučuku (BIIR). Dále slouží k výrobě těsnicích fólií pro bipolární desky z elastomerů a k výrobě ventilových membrán z polytetrafluorethylenu (PTFE) pro použití v chemickém a lékařském průmyslu. Na těchto zařízeních se také vyrábí gumově-kovové spoje pro výrobu polovodičů.

Na míru šité řešení

Hydraulické lisy světového lídra na trhu čistých prostor jsou v zpracování elastomerů používány především tehdy, když platí zvlášť vysoké požadavky na kvalitu. Splňují nejvyšší nároky na přesnost, teplotní homogennost a bezpečnost procesu v citlivých aplikacích. Navíc jsou navrženy tak, aby umožnily přesné zpracování elastomerů v čistých prostorách až do třídy čistoty vzduchu 6 podle ISO 14644-1.

Wickert navrhuje a vyrábí zařízení převážně jako speciální stroje nebo v velmi malých sériích podle specifických požadavků zákazníka. Díky modulární konstrukci je lze různě konfigurovat.

Dosahují teplot zpracování až 500 °C, tlaků lisování až 100 000 kN a rovinnosti do 0,025 mm/m. Pro vulkanizační proces citlivých směsí se používají vakuové komory s podtlakem až do 990 mbar. To zabraňuje vzniku vzduchových bublin i při složitých tvarech a zároveň optimalizuje využití drahých směsí.

Klíčovým kritériem je rovnoměrné řízení teploty v nástroji. Moderní vícezónové regulace a řízení s uzavřenou smyčkou zajišťují, že odchylky teploty přesahující ± 1 K jsou minimalizovány. Při typických teplotách zpracování do 230 °C může překročení přísných tolerancí negativně ovlivnit vulkanizaci a vést ke zmetkům. Absolutní kontrola těchto klíčových ukazatelů výkonnosti (KPIs) je proto zárukou konzistentní, procesně bezpečné kvality.

Uzavřená zařízení

Plně uzavřené lisy se svým nerezovým obložením bezproblémově začleňují do konceptů čistých prostor. Použití pomocných a mazacích prostředků je minimalizováno. Pokud jsou nezbytné, používají se pouze netoxické a fyziologicky nezávadné materiály. Pohyblivé části strojů jsou navrženy tak, aby zabránily úniku mazacích nebo pomocných látek. To se dosahuje pomocí vysoce kvalitních těsnicích a stíracích systémů.

Údržbová místnost, tzv. šedá místnost, a výrobní prostor v čisté místnosti jsou přísně odděleny, aby byla zajištěna absence kontaminace. Hydraulické čerpadla, rozvaděče a řídicí systémy jsou umístěny na zadní straně lisu, zatímco prostor pro zpracování směsí je vyhrazen výhradně výrobě. Konstrukce vnitřního prostoru lisu splňuje všechny požadavky na snadné čištění: vyhýbá se zářezu a mrtvým rohům, kde by se mohly hromadit potenciální nečistoty.

Automatizace snižuje částicovou zátěž

U přibližně poloviny všech nových zařízení dodávaných Wickertem jsou procesy částečně nebo plně automatizované. Magnetické upínací desky umožňují rychlou výměnu feromagnetických nástrojů během několika minut. Systémy pro automatické nanášení separačních prostředků zajišťují reprodukovatelné a konstantní procesy. Tento proces probíhá při uzavřeném pracovním poli, integrované odsávání aerosolů spolehlivě zabraňuje kontaminaci výrobního prostoru postřikem.

Oboustranná rozhraní člověk-stroj (HMI) na straně šedé místnosti a čisté místnosti dále snižují přísun částic. Obsluha při výměně forem tak může veškeré potřebné činnosti vykonávat z šedé místnosti.

Monitoring podle GMP standardů

Moderní zařízení využívají KPIs a kvalitativní pojistky k včasnému odhalení chybových procesních parametrů. Všechna relevantní data jsou zabezpečeně dokumentována v souladu s dobrými výrobními praktikami (GMP). Matice přístupových úrovní zajišťuje, že pouze autorizovaný personál může provádět změny na strojích nebo recepturách. Funkce „Audit-Trail“ umožňuje sledovat a zaznamenávat zásahy obsluhy.

Vícepatrové lisy v omezeném prostoru

Trvalé potrubní rozvody nahrazují tradiční hadicové spoje a eliminují nutnost jejich výměny každých šest let. To snižuje provozní náklady a zvyšuje dostupnost strojů. Vzhledem k omezenému prostoru v čisté místnosti nabízejí optimalizované dvojpatrové lisy možnost zdvojnásobení výrobní kapacity na stejné ploše.

V budoucnu bude více automatizace

Wickert očekává v příštích letech velký pokrok v řízení procesů s podporou umělé inteligence a v energetické účinnosti. Společnost rovněž předpokládá, že nedostatek kvalifikovaných pracovníků a rostoucí variabilita dílů podpoří poptávku po automatizaci. Díky chytrým konceptům přípravy se stává stále ekonomičtější i pro menší série.

V důsledku kontinuálního vývoje a různých možností retrofitů stávajících zařízení očekává Wickert, že hydraulické lisy v elastomerové výrobě za podmínek čistých prostorů budou i nadále hrát klíčovou roli.