Sala limpia de Industria 4.0 para Promolding

Connect 2 Cleanrooms (C2C) recibió de Promolding BV el encargo de implementar una solución inteligente para salas limpias en la fabricación de dispositivos médicos con una duración hasta 2032.

Un control efectivo de la contaminación fue fundamental, ya que Promolding fabrica crómmer ópticos para instrumentos de cirugía ocular. Estas piezas de precisión deben mantener la presión ocular durante la extracción del lente durante la operación y están equipadas con finas venas y membranas.

Durante un período de nueve meses, C2C desarrolló junto con el cliente una sala limpia confiable e inteligente, que puede integrarse sin problemas con las máquinas y robots ENGEL existentes en Promolding.

La sala limpia representa ahora una inversión a largo plazo para el futuro. Por ello, las características de diseño fueron optimizadas para garantizar el rendimiento de la sala limpia durante muchos años.

El proceso

1. Máquina de moldeo por inyección de un solo paso (80 toneladas) para la fabricación de un componente de plástico
2. Máquina de moldeo por inyección de dos pasos (300 toneladas) para la fabricación del segundo componente, que consiste en dos plásticos (inyectado, girado y vuelto a inyectar)
3. Los robots recogen las piezas moldeadas y las colocan en la cinta transportadora motorizada para trasladarlas al entorno principal
4. Las dos piezas se ensamblan y soldan, para luego ser embaladas

La solución

Cada máquina de moldeo cuenta con una cubierta fija y una cubierta móvil con filtro HEPA.

Las cubiertas automáticas HEPA-lite™ permiten el acceso a las herramientas desde arriba. Se accionan mediante un actuador con dos guías lineales (Master y Slave). Estos mueven el sistema de filtrado a la posición abierta o cerrada.

Las cubiertas están equipadas con mecanismos de seguridad efectivos que envían señales infrarrojas a los actuadores. Cuando las señales, por ejemplo, son interrumpidas por el robot o las manos del operador, se desactivan todos los movimientos de las cubiertas para evitar accidentes.

Las cubiertas se introducen en la zona principal de la sala limpia, donde se encuentran el conjunto de montaje, la máquina de soldar plásticos y la línea de embalaje.

Industria 4.0

Industria 4.0 es la cuarta revolución industrial — la transformación digital. Este término abarca el uso de automatización, fábricas inteligentes, sistemas digitales, sensores, robótica, datos y operación remota. El objetivo es aumentar la productividad de la fabricación, optimizar la planificación y predicción, o mantener una ventaja competitiva.

En este caso, C2C aplicó técnicas de Industria 4.0 y desarrolló una sala limpia con cubiertas automáticas que, junto con la robótica de Promolding, pudieron ser integradas. Esto redujo el riesgo de errores humanos y mejoró la calidad y consistencia del producto final.

La sala limpia cuenta con un sistema digital inteligente en forma del sistema de control ECO de C2C. Su función es garantizar que la sala limpia opere con la máxima eficiencia. Para ello, se monitorean continuamente en tiempo real las condiciones operativas del entorno crítico. Cuando uno de estos parámetros supera un umbral definido por el usuario, se emite una alarma.

Todos los parámetros de control relevantes para las tres zonas se muestran gráficamente en una interfaz de usuario con pantalla táctil, permitiendo a los usuarios tener control total, detectar errores y realizar diagnósticos. Todos los datos de rendimiento del sistema se registran y pueden descargarse.

La máquina de fundición inteligente detecta errores en los productos y coloca los productos afectados en un compartimento de acero inoxidable para su inspección. Durante la fabricación, la puerta del personal está vinculada a la máquina de fundición. Desde el exterior, se puede acceder a los moldes de muestra a través de las cubiertas HEPA-lite™, permitiendo retirar piezas defectuosas o muestras de forma segura sin interrumpir la producción.

Existen planes para automatizar completamente todos los procesos dentro del área principal de la sala limpia en el futuro.

Retos y logros

El área principal de la sala limpia fue instalada bajo un entrepiso, de modo que el techo se fijó en el pasillo superior y se suspendió con 56 varillas roscadas. Esto permitió asegurar el techo y garantizar que no fuera necesario apoyar la estructura en los pisos internos, manteniendo así el diseño de planta abierta.

C2C colaboró en el desarrollo del sistema de construcción con un ingeniero civil. Las cuatro columnas portantes del edificio se utilizaron para suministrar servicios a la sala limpia, como tomas de corriente y aire comprimido.

El sistema de cubierta HEPA-lite™ y el área principal de la sala limpia fueron diseñados para que, ante un aumento de la demanda, puedan alojar dos máquinas de moldeo adicionales.

Gracias a una colaboración exitosa con ENGEL, C2C pudo integrar HEPA-lite™ en las máquinas de moldeo sin necesidad de soportes en el suelo.

Las patas de soporte habrían dificultado el acceso a los compartimentos y las recalibraciones periódicas. Por ello, el acceso completo a la máquina es una gran ventaja. Los movimientos se amortiguaron con soportes de goma, evitando afectar la cubierta.

A pesar de tratarse de una estructura de precisión, la sala principal se completó en cuatro semanas, mientras que las cubiertas HEPA-lite™ se instalaron en dos semanas.

- Clase ISO 14644-1:2015 7
- Superficie total: 279,42 m² (19,27 m x 14,5 m x 2,825 m). Distancia interior de 2,5 m
- Área de vestuario interior: 13,86 m² (6,860 m x 2,02 m).
- Tasa de renovación de aire del 99% con una velocidad de aire de 0,45 m/s en el área principal
- 70 luminarias LED de 20 W (temperatura de color 6.500 K) en conformidad con la iluminación actual del edificio de Promolding
- 42 ventiladores de techo HEPA con control de velocidad variable
- Cuatro compartimentos de transacción junto a las entradas de la cinta transportadora
- Una puerta enrollable para entrada y salida de mercancías
- Sistema de control ECO con puertas correderas automáticas en las unidades HEPA-lite™
- Dos cubiertas HEPA-lite™ automáticas para suministrar aire limpio durante la fabricación y reducir contaminaciones, excluyendo en gran medida el entorno exterior durante el cambio de herramientas.
- Las salas limpias que contienen las máquinas ENGEL y las cubiertas HEPA-lite™ miden 4,7 m de altura.
- Los cables están ocultos tras la tapa gris del sistema de filtración, garantizando una superficie fácil de limpiar y una estética acorde con la planta.
- Las unidades HEPA-lite™ automatizadas para las máquinas de moldeo se controlan mediante paneles de operación. Todas cuentan con un botón de emergencia manual por razones de seguridad.
- Los interruptores de proximidad en los lados de las unidades HEPA-lite™ están equipados con lámparas LED para indicar visualmente cuando las cubiertas HEPA-lite™ están en su lugar. Además, las cubiertas cuentan con un mecanismo de seguridad que desactiva los actuadores si la cubierta queda bloqueada.

C2C cuenta con más de 15 años de experiencia en soluciones de control de contaminación para entornos críticos en el sector de la fabricación de maquinaria.