Seguridad máxima sin sorpresas

Seguridad máxima sin sorpresas

Producción totalmente automatizada de cubetas de un solo uso

Reproducible a largo plazo, precisa y estable: así fueron los objetivos principales en los que Sonoco Crellin invirtió el año pasado para ampliar su producción de cubetas. Para el proveedor de equipos ENGEL, esto significó dos cosas: mantener lo probado y evitar lo innecesario.

Los recipientes de muestra de cuatro centímetros de altura para diagnóstico médico, hechos de PMMA transparente, han sido desde hace muchos años parte de la cartera de pedidos de Sonoco Crellin en Berkel en Ródenrijs, Países Bajos. A solo unos minutos en coche de Róterdam, se encuentra la división de tecnología médica de Sonoco Plastics. El fabricante por contrato cumple allí en una sala limpia de clase ISO 8 con las diversas solicitudes de los clientes. "Nuestra fortaleza es que podemos adaptarnos muy rápidamente a nuevas demandas, y hacerlo con el más alto nivel de calidad", destaca Michael Müller, director general de Sonoco Crellin en Berkel en Ródenrijs. "Your taste. Our skills.", es el lema. "Your taste, son las exigencias de nuestros clientes. Our skills, representa nuestra competencia para implementar eficazmente esas demandas", explica Müller.

Y así, son las grandes y reconocidas empresas del sector de tecnología médica, farmacéutico y diagnóstico las que fabrican en Berkel en Ródenrijs. Entre ellas, Alfa Wassermann, el cliente que encarga las cubetas de PMMA. Durante mucho tiempo, el proveedor global de laboratorios en consultorios médicos y hospitales dividió su volumen de pedidos entre dos procesadores de plásticos. Además de Sonoco, otra empresa en EE.UU. fabricaba los mismos productos. Sin embargo, en 2009, Alfa Wassermann cambió su estrategia y concentró todo el volumen en los Países Bajos. "Por supuesto, nuestro cliente nos exigió una seguridad de suministro a largo plazo", relata Müller. "Teníamos que garantizarle que podíamos suministrar con fiabilidad mayores cantidades en calidad constante durante muchos años." La línea de producción existente alcanzó entonces sus límites, y la flexibilidad del fabricante por contrato fue puesta a prueba una vez más.

Para poder aceptar el pedido, Sonoco invirtió en la expansión y modernización de la producción existente. Desde julio del año pasado, en lugar de una, ahora funcionan dos líneas de producción en paralelo. Alcanzan una capacidad de 60 millones de cubetas al año, y en picos de demanda pueden ser más, también una exigencia importante del cliente. Ambas líneas de producción son llamadas "dedicated lines" (líneas dedicadas). Así denomina el fabricante por contrato a los equipos diseñados específicamente para un producto y que no se reconfiguran para otros pedidos en medio del proceso. "Esperamos que las instalaciones estén ocupadas con la producción de cubetas durante los próximos seis o siete años", planea Müller.

Mantener lo probado

Las líneas constan cada una de una máquina de moldeo por inyección del tipo ENGEL e-motion 55, un robot lineal del tipo ENGEL ERC 23 F y una solución de automatización personalizada de ENGEL para el embalaje de las cubetas. El paquete completo fue entregado como una planta llave en mano, incluyendo una garantía de rendimiento de tres años.

"Hablamos con varios proveedores y, en ese proceso, ENGEL se destacó como el que mejor se adaptaba a nuestras necesidades", enfatiza Müller, quien principalmente quería evitar diseñar un proceso de producción completamente nuevo. "La antigua línea tenía sus debilidades, pero también sus fortalezas, y esas queríamos conservar. Por eso buscamos un socio que, basándose en el proceso existente, nos ofreciera una solución de última generación." La mayor desafío fue el conocimiento en automatización de ENGEL, ya que en ese aspecto los responsables del proyecto en Sonoco vieron el mayor potencial de optimización.

"El sistema antiguo de manejo y embalaje de piezas era enormemente complejo. Había innumerables interruptores y sensores que resultaban propensos a fallos y causaban frecuentes interrupciones", relata John Ballijns, gerente de ingeniería en Sonoco Crellin. Como resultado, se quiso mantener el nuevo sistema lo más simple posible. Para los expertos en automatización de ENGEL en Hagen, esto significó cuestionar el sentido y la función de cada componente del sistema antiguo. Por ejemplo, se comprobó que en la nueva solución se puede prescindir de sistemas de cámaras.

Las cubetas se embalan en lo que se llaman "sleeves" (fundas), unas cintas de plástico planas divididas en el centro, que contienen diez cubetas a la derecha y diez a la izquierda. Estas fundas sirven para transportar las cubetas a los dispositivos de análisis, un estándar mundial para cubetas. Lo especial de las fundas: las cubetas están colocadas en la cinta con una cara con la abertura hacia adelante en un lado, y con la abertura hacia atrás en el otro. Para la automatización, esto significa que la mitad de las cubetas deben girarse después del moldeo por inyección y que las cintas deben ser cargadas desde ambos lados. Las fundas están colocadas en el centro, con guías de entrada de acero inoxidable a la derecha y a la izquierda. En ellas, las cubetas se recogen después del moldeo y se transfieren en lotes de cinco a la cinta de plástico. El robot ENGEL ERC recoge las cubetas del molde de 16 cavidades, transfiere la mitad a otro robot ubicado fuera del área de la herramienta y coloca las otras ocho cubetas a la derecha de la funda en la estación de entrada. Al mismo tiempo, el robot externo gira 90° y coloca sus ocho cubetas a la izquierda de la funda.

Agarrar pesos delicados de forma segura

Al manipular, colocar y empujar las cubetas, los expertos en automatización debieron asegurarse de que en ningún momento se tocaran los laterales de las cubetas. Allí están las ventanas de visión, por donde posteriormente en el laboratorio se dirige luz en rangos visibles y ultravioleta para análisis, por ejemplo, de sangre. Incluso los arañazos más finos podrían alterar los resultados de la espectroscopía. Por eso, el robot se adaptó específicamente a estas restricciones, ya que las superficies disponibles para manipularlas son cónicas. Otro desafío fue el peso muy ligero de las cubetas, de solo 0,2 gramos.

Que las cubetas no se coloquen directamente en las cintas después de salir del molde no solo se debe a que en cada ciclo se inyectan menos cubetas que las que caben en la funda. Más bien, la separación entre moldeo y embalaje busca garantizar la seguridad del proceso. La acumulación en las guías de entrada asegura que en todo momento se empujen exactamente 20 cubetas en las fundas, incluso si algunas cavidades del molde están bloqueadas.

El objetivo de Sonoco Crellin de aumentar la productividad y la disponibilidad de la planta mediante la simplificación del manejo de piezas se ha logrado por completo. La meta era un máximo de dos interrupciones en 48 horas, y hoy en día incluso se cumple con menos. "Queremos producir y no solucionar fallos", enfatiza Müller. "Procesos estables son la base para la máxima calidad y reproducibilidad en la fabricación de productos médicos desechables."

Si la automatización requiere ayuda manual en algún momento, toda la planta está diseñada para que la protección de seguridad del manejo de piezas pueda abrirse mientras la máquina de moldeo por inyección sigue en funcionamiento. "Es más barato producir desechos durante ese tiempo que reiniciar completamente el proceso de moldeo tras una interrupción", explica Ballijns.

Ciclos más cortos, menor consumo de energía

Con el aumento de la productividad, Sonoco Crellin no solo cumple con las nuevas demandas de los clientes, sino que también mejora el retorno de inversión de la planta. "Garantizamos a nuestro cliente estabilidad en los precios", dice Müller. "Para seguir ganando con los precios de las materias primas fluctuantes, tenemos que ahorrar en ciertos aspectos."

Además de la mayor disponibilidad de la planta, esto afecta principalmente el tiempo de ciclo del proceso de moldeo por inyección. Con 9,7 segundos actualmente, Sonoco, junto con su socio ENGEL, logró reducir en un 20% el tiempo de ciclo de la antigua línea. De ese porcentaje, 7,2% corresponde a la inyección y el enfriamiento, mientras que el robot necesita 2,5 segundos para desmoldear. "No queríamos perder tiempo con la automatización", enfatiza Ballijns. Por eso, la elección del robot de extracción fue el ERC 23 con el paquete de accionamiento speed. "Con esto logramos una velocidad especialmente alta en el eje Z", comenta Matthias Hölscher, ingeniero de proyectos en ENGEL Automatisierungstechnik en Hagen.

También contribuyen a la eficiencia energética los accionamientos totalmente eléctricos de las máquinas de moldeo por inyección ENGEL e-motion. "Estamos en proceso de convertir toda nuestra sala limpia a máquinas totalmente eléctricas", dice Müller. "Así ahorramos entre un 30 y un 40 por ciento de energía."

Actualmente, en la sala limpia de Berkel en Ródenrijs hay 15 máquinas, nueve de ellas ya totalmente eléctricas. Además de las dos máquinas e-motion en las líneas de producción de cubetas, hay otras dos ENGEL e-motion y dos máquinas ENGEL e-max. Una sala limpia sin aceite, para Müller, significa más que eficiencia energética. "En el pasado tuvimos una fuga de aceite en la sala limpia", relata. "Nos costó mucho dinero y una semana completa para limpiar y volver a validar. Queremos eliminar completamente ese riesgo."

No menos importante, para seguir fortaleciendo sus ventajas en la dura competencia de los fabricantes por contrato. Quién sabe qué demandas tendrán que afrontar Müller y su equipo de forma rápida y flexible en el futuro.

Imagen: El sistema de automatización para el embalaje de las cubetas moldeadas por inyección es el corazón de la solución del sistema, entregada por ENGEL en un solo paquete.