Arburg : Points forts des machines et applications pour la technologie médicale

L'espace d'installation agrandi de l'Allrounder More offre, selon le fournisseur, plus de place, même pour des outils multi-composants plus grands, ainsi qu'un changement d'outil confortable. (Image Arburg).

L'Allrounder More convient également pour l'injection en montage exigeant de pièces multi-composants telles que par exemple un « Lab-on-a-Chip » en deux matériaux PC transparents. (Photo Arburg).

Lors de la Fakuma 2021, un polyvalent électrique a fabriqué les pièces d'injection flexibles en LSR pour masques buccaux, qui ont été récupérées par un système robotisé Multilift Select. (Image Arburg).

Arburg a présenté lors de la Fakuma 2021 trois applications exigeantes pour le secteur médical : une machine à deux composants de la nouvelle gamme Allrounder More produisant en injection assemblée des « Lab-on-a-Chip » prêts à l’emploi – plusieurs stations de contrôle incluses. La communication future entre la machine et l’outil a été démontrée par un Allrounder hybride « Packaging » en version salle blanche pour la fabrication de tubes sanguins transparents. Par ailleurs, la fabrication efficace de masques en LSR a été illustrée, avec une liaison numérique entre l’installation de dosage et le système robotisé.

L’injection multicomposants avec une technologie innovante de machine et d’outil ouvre sans cesse de nouveaux champs d’application. Grâce à l’injection en montage, il est possible de supprimer des étapes ultérieures telles que l’assemblage, la soudure par ultrasons ou le collage. La digitalisation permet notamment d’intégrer des installations de dosage de LSR et de créer de nouvelles interfaces avec l’outil. Selon les informations du fournisseur, tout cela offre une valeur ajoutée significative dans la fabrication de produits médicaux.

Allrounder hybride pour les articles médicaux de masse

À l’exemple des tubes sanguins en PET transparent et incassable, Arburg a montré lors de la Fakuma 2021 une fabrication efficace et de haute qualité d’articles médicaux de masse. Un Allrounder 630 H « Packaging » avec une force de fermeture de 2 300 kN en version salle blanche a été utilisé. Un module d’air pur avec ionisation garantissait un environnement à faible émission de particules, tandis que des forces de machine accrues permettaient un nettoyage optimal. La machine haute performance était équipée d’un moule à 32 cavités du partenaire Hack. Le cycle durait environ 6,5 secondes, avec un poids de shot de 227 grammes. Cela permettait un débit élevé d’environ 27 kilogrammes ou 17 700 tubes sanguins par heure.

Nouvelle interface entre la machine et l’outil

Une nouveauté pour cette application, selon les autres indications du fournisseur, était la communication entre l’outil et la machine, développée conjointement par Arburg et le partenaire d’outillage Hack. Dans l’outil de l’exposition, deux caméras étaient intégrées, capables de prendre des images ou vidéos, par exemple de la séparation de l’outil et de l’éjection des pièces, ainsi que quatre capteurs de position. Quatre capteurs de choc pour les guides de colonnes complétaient l’ensemble. De cette façon, il est possible de détecter la respiration de l’outil et les déviations de position lors de la fermeture ou de la séparation. Lors du salon, les données étaient collectées via une boîte numérique sur l’outil et transmises via OPC UA à l’Allrounder. Ainsi, la commande de la machine pouvait afficher, par exemple, des intervalles de maintenance en fonction de la performance du moule.

Machine 2K : Allrounder More produit du « Lab-on-a-Chip »

La gamme Allrounder More a fait ses débuts lors de la foire. La pièce exposée, avec une force de fermeture de 1 600 kN, produisait en injection, en un seul cycle, des « Lab-on-a-Chip » prêts à l’emploi en PC transparent, à l’aide d’un moule à deux programmes d’injection. Il n’était pas nécessaire de recourir à un montage ou à un collage ultérieurs. Pour cette application médicale exigeante, la machine était équipée d’un moule innovant 2+2 de Weber. Sur l’unité d’injection verticale de 170 mm, deux demi-coquilles avec des contours fluidiques fins (200 micromètres) ont été moulées, tout en fabriquant simultanément, avec l’unité d’injection horizontale de 400 mm, les demi-coquilles correspondantes. Au lieu de réaliser cette étape avec un robot, l’outil a été tourné de 90 degrés, de façon à positionner les deux pièces moulées l’une sur l’autre, côté canal, puis à les assembler directement.

Dans le second programme d’injection, une pièce centrale a été moulée via une buse à aiguille pour remplir l’espace entre les deux composants. Cela a permis de relier hermétiquement les deux demi-coquilles et de sceller les canaux fluidiques. En environ 45 secondes, lors d’un cycle complet, un « Lab-on-a-Chip » complet, étanche, en PC transparent, avec ses raccords pour l’introduction des fluides (par exemple, à l’aide d’un raccord Luer-Lock ou Luer-Slip), a été fabriqué.

Un robot vertical Multilift V 30 a extrait les pièces en deux composants transparentes, puis les a transférées sur une table rotative. Lors d’un contrôle à 100 %, chaque « Lab-on-a-Chip » a été inspecté optiquement et par air comprimé à quatre stations pour la géométrie, la profondeur et la largeur des canaux, l’étanchéité, ainsi que la géométrie verticale et la contamination. Enfin, le Multilift V 30 a déposé les pièces conformes sur un tapis roulant.

Traitement du LSR : Masque multifonctionnel pour bouche et nez

L’année dernière, Arburg a réalisé un projet ambitieux lié à la pandémie : la fabrication de masques multifonctionnels pour la bouche et le nez en LSR et PP, pouvant être stérilisés facilement et réutilisés plusieurs fois. Du prototype à la production en série, le développement n’a duré que 41 jours. La solution a été créée en coopération avec des fabricants renommés d’outillages (Polarform), d’installations de dosage (Elmet) et de matériaux (Wacker).

Une machine électrique Allrounder 570 E Golden Electric, avec une force de fermeture de 2 000 kN, produit en 55 secondes un cycle de quatre masques souples en LSR, moulés pour couvrir le nez et la bouche. L’installation de dosage est intégrée via OPC UA (Euromap 82.3) à la commande Allrounder, permettant d’effectuer des réglages centraux, de récupérer les paramètres de dosage et d’enregistrer les données. La machine est ainsi parfaitement adaptée à l’outil. Les paramètres importants, tels que la pression du matériau, les réglages de couleur et d’additifs, ainsi que les durées restantes, sont communiqués de manière claire et simple. Un robot linéaire Multilift Select, entièrement intégré à la commande, prélève les masques flexibles. Des canaux d’air dans le préhenseur, avec leur fonction de soufflage, permettent de réduire le vide dans l’outil. Enfin, les masques flexibles en LSR sont déposés sur un tapis roulant.