Sumitomo (SHI) Demag muestra hoy el futuro de la producción de piezas médicas

Célula de producción totalmente automatizada y altamente eficiente para piezas médicas con la máquina IntElect S totalmente eléctrica. / Fully automated and highly efficient production cell for medical technical parts with the all-electric IntElect S machine.

En un tiempo de ciclo total de aproximadamente seis segundos, se fabrican tapas para jeringas de insulina en un molde de 16 cavidades. / Producción de tapas médicas para jeringas de insulina en un molde de 16 cavidades en un ciclo de seis segundos.

Die Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH, Schwaig, muestra en Fakuma 2021 una célula de producción totalmente automatizada y altamente eficiente para piezas médicas. En el centro de atención están la máquina de inyección totalmente eléctrica IntElect S 100/460-250 y un sistema de automatización de Waldorf Technik GmbH, Engen, basado en el sistema patentado Vario Tip FSS. La exposición en la feria fue diseñada sin compromisos para la fabricación de piezas médicas y produce en un ciclo total de aproximadamente seis segundos tapas para jeringas de insulina, conocidas como Insulin-Caps, en un molde de 16 cavidades.

FSS significa Floor Space Saving y describe la reducción significativa en el espacio requerido por esta configuración Vario-Tip en comparación con el modelo estándar. Sin embargo, su alta funcionalidad y variabilidad permanecen intactas. El sistema se caracteriza por su grado de libertad sin igual para diferentes configuraciones de herramientas y unidades de embalaje. Además, incluye una variedad de funciones únicas que pueden ser adaptadas a medida para cada cliente.

“Justo después de retirar las tapas de la máquina de inyección, el agarre de extracción unifica la transferencia. Las tapas se clasifican según los números de cavidades en una mesa deslizante y, desde allí, —por supuesto, sin cavidades— se colocan en racks”, describe Anatol Sattel, Director de Desarrollo de Negocios Médicos, el proceso. “La planta también cuenta con una estación de control de calidad (QS) justo después de la extracción, donde los 16 componentes pueden ser expulsados durante la operación automática. En la salida de la planta, el robot colaborativo Sawyer espera y retira los racks llenos de la máquina.”

La célula de automatización se completa con la integración del Smart Service EVE Suite de Hahn Digital, una filial del Grupo Hahn, Rheinböllen. Se trata de una solución innovadora que permite implementar la transformación digital para la Smart Factory. Un componente se llama EVE Analytics. Con ello, las plantas pueden ser monitoreadas en toda la ubicación y en tiempo real. Los datos de proceso y máquina se proporcionan en paneles de control independientes de la plataforma y se crean otras posibilidades de análisis.

“Con el uso de EVE Analytics, las interrupciones pueden reducirse de manera significativa. Las notificaciones dirigidas en tiempo real y las actualizaciones de estado sin importar la ubicación permiten reacciones rápidas. Los análisis de datos y los paneles de control basados en indicadores garantizan una supervisión eficiente”, informa Sattel. El sistema realiza automáticamente un análisis de datos respecto a las relaciones de causa y efecto y las desviaciones de los ajustes óptimos. A partir de los datos, se obtienen conocimientos mediante análisis predictivos, que garantizan un aumento continuo en la producción.

Proyecto de digitalización para un control de calidad integral y trazabilidad de la producción de piezas

“Justamente en el campo de la tecnología médica, un control de calidad exhaustivo y la trazabilidad de la producción de piezas son imprescindibles”, explica Anatol Sattel. “Con nuestro proyecto de digitalización, queremos cumplir con estos requisitos. Actualmente, estamos desarrollando un panel de control IoT que permitirá análisis y visualización de datos, transferencia y almacenamiento de conocimientos, así como planificación y predicción de mantenimiento. Además, contará con un sistema de asistencia para pasos guiados y otras funciones autónomas.”

Según Sattel, a través de una interfaz con la máquina, se pueden recopilar datos dependientes del ciclo y del tiempo, y representarlos en un panel de control basado en una app. Estos datos, en una primera etapa, se almacenan en un servidor de datos, se crean paneles KPI, se visualizan datos en vivo, se muestran datos históricos y tendencias, y se analizan. Además, una guía de resolución de problemas ayuda a solucionar y evaluar desviaciones del proceso.

Pero esto no es todo: para el futuro cercano, Sumitomo (SHI) Demag planea desarrollar aplicaciones de asistencia, un sistema para configurar y optimizar procesos, la introducción de una base de datos de materiales y conocimientos, así como la integración de herramientas de simulación para configuraciones avanzadas y una visión más profunda de los procesos. “Nuestra visión es una máquina inteligente que pueda realizar predicciones de forma autónoma sobre la calidad de las piezas, el desgaste de la máquina y fallos, y realizar optimizaciones en línea”, dice Sattel. “Esto puede aumentar la constancia del proceso, mejorar la calidad de los productos y ajustar el mantenimiento en consecuencia.”

Mayor capacidad del sistema de recuperación de energía para una eficiencia aún mejor

Los primeros resultados del proyecto de digitalización se muestran de manera impresionante con la máquina totalmente eléctrica IntElect S 100t en el stand de Fakuma (B1-1105). Al mismo tiempo, demuestra la competencia de Sumitomo (SHI) Demag en aplicaciones médicas con tolerancias extremadamente estrechas y en grandes volúmenes. La tecnología de accionamiento de alta precisión garantiza mayor precisión y reproducibilidad, y por lo tanto, una mayor calidad en los componentes médicos. La planta es especialmente limpia, refrigerada, rápida y silenciosa.

La eficiencia energética y los costos operativos totales (Total Cost of Ownership, TCO) también mejoran significativamente gracias a los accionamientos de alto rendimiento, lo cual se confirma mediante pruebas exhaustivas de durabilidad en máquinas y componentes. “Los husillos, que fueron probados en las condiciones más duras, no mostraron signos de desgaste visible incluso después de millones de ciclos. La capacidad aumentada del sistema de recuperación de energía no solo ha mejorado la eficiencia, sino también ha aumentado la durabilidad de los componentes eléctricos”, explica Sattel. Además, una mejor regulación de temperatura en los husillos, motores y inversores ayuda a garantizar un funcionamiento seguro de la máquina, incluso en las aplicaciones más exigentes.

“Gracias a una temperatura de operación más uniforme, el consumo de energía es menor y se requiere menos calor para disipar en ambientes climatizados”, informa el experto. “Esto también reduce los costos de operación.” La durabilidad y la eficiencia energética son factores clave para cumplir con el lema de la feria ‘Act! Sustainably’. Sumitomo (SHI) Demag se ha comprometido a impulsar futuras innovaciones siempre bajo el aspecto de la sostenibilidad y a fabricar máquinas que contribuyan a ello. “La conciencia ecológica forma parte de nuestra responsabilidad social empresarial en el marco de una responsabilidad social corporativa consciente del medio ambiente”, concluye Sattel.

Además, el Director de Desarrollo de Negocios Médicos destaca otro aspecto importante: “Para cumplir con los estrictos estándares de gestión de calidad y validación para dispositivos médicos según ISO 13485, se han introducido nuevos parámetros de usuario en la máquina. De esta manera, se mantienen los procesos dentro de ciertos rangos y los operadores no pueden realizar ajustes sin autorización en presión, temperatura, flujo y tasas de enfriamiento. Esto permite procesos de inyección validados para aplicaciones médicas.”

Sistema de cierre múltiple con aguja que permite la máxima producción en la mínima superficie

La herramienta de 16 cavidades del expositor de Fakuma, que produce las Insulin-Caps, es suministrada por Kebo AG, Neuhausen am Rheinfall. Dado que la tendencia en la tecnología médica apunta a geometrías y pesos de artículos cada vez más pequeños, con tolerancias críticas y alta complejidad, la empresa familiar suiza responde a la creciente demanda de sistemas de cierre con aguja y presenta por primera vez el nuevo sistema Multivalve. Ofrece una calidad de canalización de primera clase, altos volúmenes de producción mediante la reconocida construcción en clúster de Kebo (diámetro del círculo de parte 60 mm), un tamaño compacto para máquinas de inyección lo más pequeñas posible y destaca por su larga vida útil y alta facilidad de mantenimiento.

Con el sistema Multivalve, el equipo de desarrollo logró mantener el espacio requerido por la disposición de clúster abierto y compacto existente para el cierre con aguja. Las cavidades extremadamente pequeñas permiten la máxima producción en relación con el área de la herramienta. En la feria, se exhibe la versión más avanzada con ocho cavidades por clúster — también están disponibles versiones con cuatro o seis cavidades, dependiendo de la geometría de la pieza y la posición de inyección. Además, el sistema ofrece la posibilidad única de apagar cavidades individuales de forma sencilla y segura.

Como el mercado médico prefiere soluciones totalmente eléctricas para salas limpias, Kebo confirma las boquillas de cierre con aguja mediante una placa eléctrica. Además de su alta precisión, limpieza y seguridad del proceso, la solución destaca por su alta repetibilidad, menor desgaste y excelente control de temperatura. La velocidad de la aguja también puede ajustarse de forma individual. Como alternativa al cierre eléctrico con aguja, existe una opción neumática para activar el sistema.

Sistema de control y regulación apto para salas limpias, destinado a aplicaciones médicas

Para controlar las agujas de cierre en caliente en el molde, Kebo utiliza el sistema de regulación M-Ax de Mold-Masters, Baden-Baden. Con este sistema, las agujas de cierre en caliente se abren y cierran según perfiles de velocidad y movimiento definidos, además de supervisar las posiciones finales. El regulador de la serie Tempmaster es muy flexible y puede configurarse para cualquier aplicación sin conocimientos de programación. Permite controlar todas las ejes lineales (por ejemplo, pasadores de núcleo, expulsores) y rotativos (por ejemplo, platos de índice, mesas giratorias). Además, gracias a su funcionamiento completamente eléctrico, el dispositivo es apto para salas limpias y destinado a aplicaciones médicas.

M-Ax ofrece la máxima precisión y las opciones de ajuste más sencillas para herramientas automatizadas. La funcionalidad de control de ejes servo puede combinarse con hasta 256 zonas de regulación de temperatura. Para el control completo de todas las funciones de inyección, se pueden gestionar hasta 64 entradas y salidas. Además, el regulador es muy eficiente y consume hasta un 60 % menos de energía. La razón son los accionamientos servo, que solo consumen energía cuando se mueven. Para varias herramientas, solo se necesita un dispositivo, lo que aumenta la flexibilidad. Además de su tamaño compacto, la pantalla táctil con iconos grandes permite un manejo sencillo y un control servo y de temperatura amigable e intuitivo.

Copoliéster PP de bajo flujo y alto rendimiento para productos médicos seguros

El granulador de plástico que se utiliza en el stand también está especialmente diseñado para aplicaciones médicas y se caracteriza por una tasa de flujo de fusión de 70 g / 10 min, lo que facilita el llenado del molde de 16 cavidades. El proveedor es Borealis AG, Viena. “Utilizamos un polipropileno llamado Bormed. En colaboración con nuestro socio, ya hemos realizado pruebas exitosas con puntas de pipeta”, dice Sattel.

Este copoliéster de PP de flujo bajo y heterofásico fue desarrollado por Borealis específicamente para apoyar a los clientes del sector salud en el cumplimiento de las regulaciones de la UE para dispositivos médicos (MDR) y diagnósticos in vitro (IVDR), aumentando así la seguridad para los pacientes. En cuanto al rendimiento de la máquina, la alta fluidez del material optimiza el ciclo. Además, Bormed ofrece una mejor resistencia a golpes en las piezas inyectadas.