Pour un court délai de mise sur le marché

Dans une salle blanche de classe GMP C sur le site de Brensbach, Röchling Medical produit, entre autres, des emballages pharmaceutiques sophistiqués, des consommables pour le diagnostic médical ainsi que des composants de technologie médicale. (Image : ENGEL)

Avec une force de fermeture de 5000 kN chacune, les deux nouvelles machines entièrement électriques e-motion 500 sont les plus grandes presses à injection que Röchling Medical exploite entièrement en salle blanche. (Photo : ENGEL)

Avec une force de fermeture de 5000 kN chacune, les deux nouvelles machines entièrement électriques e-motion 500 sont les plus grandes presses à injection que Röchling Medical exploite entièrement en salle blanche. (Image : ENGEL)

Étant donné que les inserts de nid d'abeille en POM ne peuvent pas être empilés immédiatement après le dépose, ENGEL a installé un convoyeur à bande en forme de U au-dessus de la cellule de production en tant que section de post-refroidissement. Le robot viper récupère les pièces sur le convoyeur et les décharge via le convoyeur inférieur plus grand. (Photo : ENGEL)

Les robots viper 20 assurent deux tâches : le dévissage des pièces injectées du moule et le transfert des pièces refroidies de la section de post-refroidissement vers la bande de sortie. (Photo : ENGEL)

Plus la quantité de remplissage des fioles est petite, plus le moule pour les inserts de nid est complexe. Les noyaux très rapprochés nécessitent des mouvements de machine très précis. (Image : ENGEL)

L'utilisation des appareils de régulation de température e-temp augmente considérablement l'efficacité énergétique des processus de régulation de température. Connectés à la commande de machine CC300 via OPC UA, les appareils de régulation de température ajustent leur vitesse de pompe en fonction des besoins. (Image : ENGEL)

Les armoires de contrôle disposent de leurs propres échangeurs de chaleur pour réduire davantage les turbulences d'air dans la salle blanche. (Photo : ENGEL)

De gauche à droite : Holger Kast d'ENGEL Deutschland, Marco Treuner et Joachim Lehmann de Röchling Medical. (Photo : ENGEL)

Les machines entièrement électriques haute performance d'ENGEL allient efficacité et précision. Ce qui a été décisif pour l'investissement dans pas moins de huit machines e-motion en une seule fois pour Röchling Medical, c'est le package complet incluant la numérisation. Lors de la production de systèmes Nest-et-Tub, les deux plus grandes machines avec une force de fermeture de 5000 kN se distinguent par leurs processus de chauffage à température régulée automatiquement.

Les systèmes Nest-et-Tub sont des emballages pour médicaments liquides, présentés dans des fioles ou des seringues pré-remplies. La demande mondiale a fortement augmenté à cause de Covid-19, car les fioles de vaccins sont également proposées dans cette forme d'emballage. Pour Röchling Medical sur le site de Brensbach dans l'Odenwald, ces systèmes représentent une nouvelle application qui exige principalement de la flexibilité de la production par injection. Focalisés sur les fioles, chez Röchling, les inserts de nest sont produits en cinq tailles différentes sur deux nouvelles machines d'injection entièrement électriques ENGEL e-motion. De même, les bacs (Tubs), uniformes pour toutes les tailles de nest, nécessitent la force de fermeture maximale de 5000 kN sur toute la gamme de pièces. Afin de pouvoir changer les outils de manière flexible, les deux machines prévues pour cette application ont été commandées en taille 500 et sont identiques. « Dans peu de temps, ces deux machines de 5000 kN seront occupées 24/7 avec la production de nest et tub », déclare Marco Treuner, chef de projet technique chez Röchling Medical.

Fonctionnalités supplémentaires augmentant l'efficacité en salle blanche

Les dimensions des emballages Nest-et-Tub sont standardisées pour pouvoir être utilisées dans des lignes de remplissage et de stérilisation de types et fournisseurs différents. Pendant tout le processus de remplissage et de traitement, les fioles restent dans le nest, ce qui empêche qu'elles tombent ou se cognent. La structure en nid d'abeille protège bien les fioles, qui sont généralement en verre. Pour des contenants de 50 ml, 16 fioles tiennent dans le nest. Plus la quantité à remplir est petite, plus il y a de fioles dans un emballage, et plus les inserts de nest comportent de alvéoles. Pour cette géométrie de pièce exigeante, le POM est utilisé. Ce matériau résiste efficacement au nettoyage avant le processus de remplissage tout en étant économique. En raison de sa forte contraction, le POM impose toutefois des exigences élevées en termes de stabilité et de reproductibilité du processus d'injection. S'ajoute à cela la conception des outils avec de nombreux noyaux longs et rapprochés. « Nous avons besoin de plaques de fixation d'outils très rigides et de diamètres de centrage particulièrement petits pour éviter tout surmoulage, même avec les grandes plaques de l'e-motion 500 », explique Treuner. Conçues pour des performances maximales, les machines e-motion disposent en standard de plaques très rigides. Spécifiquement pour l'application nest-et-tub chez Röchling, ENGEL a équipé ces plaques d'un diamètre de centrage particulièrement petit de 80 mm.

« ENGEL nous a offert le meilleur package global », justifie Joachim Lehmann, directeur de la Business Unit Medical Europe chez Röchling, la décision d'investissement. Les deux machines d'injection e-motion 500 en version salle blanche sont équipées d'un robot linéaire de la gamme viper ainsi que de convoyeurs conformes aux normes GMP – tous deux issus du développement et de la production d'ENGEL. S'y ajoutent des solutions spéciales sur mesure pour Röchling, rendant l'utilisation des très grandes machines d'injection en salle blanche encore plus efficace. Les canaux de câbles sont intégrés, de petits faisceaux de câbles sont tubés, et les armoires électriques disposent de leurs propres échangeurs de chaleur, afin d'éviter toute turbulence d'air à cet endroit. Comme les pièces de nest sont encore trop instables pour être empilées lors de leur extraction de l'outil, des convoyeurs en U supplémentaires ont été installés au-dessus de l'unité de fermeture comme étape de refroidissement supplémentaire. Ce n'est qu'après 15 minutes de l'éjection que le robot viper récupère les pièces du tapis de refroidissement et les transporte via les convoyeurs plus grands pour les empiler dans des boîtes.

Assistance de chauffage pour des processus stables et une meilleure efficacité énergétique

Ce qui est crucial pour la durabilité des pièces exigeantes en POM, c'est, outre la très haute précision des machines d'injection entièrement électriques, une régulation thermique très constante, explique Marco Treuner. « Nous devons garantir une qualité reproductible dès le processus de production ». Des contrôles de qualité sont effectués à plusieurs reprises, tant à l'usine de Brensbach que chez le client. Si celui-ci – comme dans le cas actuel – se trouve aux États-Unis, un délai suffisant s'écoule entre la production et le contrôle de qualité, après quoi le processus de recristallisation, c'est-à-dire la contraction, est terminé. Chez Röchling, le vieillissement des pièces est simulé parallèlement sur six mois à l'aide d'un processus thermique.

Pour une gestion thermique précise et reproductible, Röchling Medical a fait un pas vers la numérisation. Les deux machines fonctionnent avec iQ flow control, l'assistant intelligent de chauffage d'ENGEL. Équipé de six distributeurs d'eau de refroidissement e-flomo et autant de régulateurs de température de la série e-temp d'ENGEL, le système contrôle et régule lui-même l'ensemble du lot de production via le logiciel, maintenant ainsi des conditions de chauffage constantes. La différence de température sert de paramètre de régulation pour la température individuelle dynamique en boucle.

Dans la solution ENGEL, les machines d'injection et les appareils de chauffage communiquent via OPC UA. De cette façon, iQ flow control peut ajuster la vitesse de la pompe dans les appareils de chauffage en fonction des besoins réels. Cette synergie combine constance thermique, productivité très élevée et efficacité énergétique. « Nous constatons déjà après peu de temps depuis la mise en service que les pompes réduisent nettement leur puissance. Parfois, elles fonctionnent à environ 30 % de leur capacité au lieu de 100 % en permanence », rapporte Treuner. La raison principale de l'investissement dans iQ flow control est le matériau, mais le bénéfice pour l'entreprise, notamment en termes d'économies d'énergie, est bien plus important. « Nous veillons à maintenir notre empreinte écologique aussi faible que possible et en tenons compte lors du choix de nos fournisseurs », souligne Lehmann. Röchling est certifiée ISO 50001. Les indicateurs de consommation d'énergie des machines e-motion aident l'opérateur dans la gestion systématique de l'énergie.

Les machines médicales ont la priorité

Les deux nouvelles grandes cellules de production font partie d'un package complet que ENGEL a livré à Brensbach ces dernières semaines. Les huit nouvelles machines e-motion avec des forces de fermeture de 1600, 2800 et 5000 kN sont utilisées pour des applications dans le domaine de l'emballage pharmaceutique, du diagnostic et de la technologie médicale en salle blanche. Outre les systèmes nest-et-tub, Röchling Medical produit notamment des racks pour pointes de pipette et des plaques de microtitration sur des machines ENGEL. En tant que centre de compétence pour la technique d'injection, l'usine de Brensbach regroupe la production par injection, l'assemblage et la fabrication d'outils. La technologie d'entraînement entièrement électrique y est la norme. Outre la haute précision, il s'agit aussi de minimiser au maximum la contamination par l'huile en salle blanche. La rapidité des mouvements des machines est également cruciale. Alors que les pièces de nest ont des temps de cycle allant jusqu'à 40 secondes, les Tubs, avec un cycle de 10 secondes, nécessitent une performance très élevée.

Soumises à une forte pression dès le début de la pandémie de Covid-19, les deux grandes machines de 5000 kN ont dû faire face à un rythme très soutenu. « Nous avons rapidement adapté nos processus dès le début de la pandémie et donné la priorité à la production médicale dans toutes nos usines », explique Holger Kast, ingénieur commercial chez ENGEL Allemagne à Stuttgart. « Pour le projet Röchling, nous avons également accéléré la gestion des commandes et repoussé la paperasserie ».

Une autre particularité d'ENGEL a facilité la mise en service rapide des machines : elles ont été livrées en deux parties sans coût supplémentaire. « Notre sas est trop petit pour une machine de 5000 kN entièrement montée », explique Treuner. « Si nous avions dû ouvrir la salle blanche pour introduire les machines, cela aurait entraîné une interruption de production d'une semaine entière ». Et cela pour plusieurs produits en même temps, car dans la grande salle blanche GMP-C, il y a plus de dix cellules de production.

Enfin, le système global garantit un délai de mise sur le marché court. « Nous avons un interlocuteur central chez ENGEL et communiquons directement », indique Lehmann. « Depuis le début, toute la cellule de production a été conçue de manière précise et tous les composants parfaitement coordonnés. ENGEL nous a facilité la tâche dès la phase initiale. Peu de fabricants peuvent réaliser des cellules complexes à cette vitesse ».