Salle blanche Industrie 4.0 pour le moulage par injection

Connect 2 Cleanrooms (C2C) a reçu de Promolding BV la mission de réaliser une solution de salle blanche intelligente pour la fabrication de dispositifs médicaux avec une durée de vie jusqu'en 2032.

Un contrôle efficace de la contamination était essentiel, car Promolding fabrique des embrasures optiques pour les appareils chirurgicaux oculaires. Ces pièces de précision doivent maintenir la pression oculaire lors de l'ablation du cristallin pendant l'opération et sont équipées de fines veines et membranes.

Sur une période de neuf mois, C2C a développé en collaboration avec le client une salle blanche fiable et intelligente, qui peut être utilisée sans problème avec les machines et robots ENGEL déjà présents chez Promolding.

La salle blanche constitue désormais un investissement à long terme pour l'avenir. Par conséquent, les caractéristiques de conception ont été optimisées pour garantir la performance de la salle blanche pendant de nombreuses années.

La procédure

1. Machine d'injection monostade (80 tonnes) pour la fabrication d'une pièce en plastique
2. Machine d'injection biposte (300 tonnes) pour la fabrication de la deuxième pièce, composée de deux plastiques (injectés, tournés et réinjectés)
3. Des robots récupèrent les pièces moulées et les déposent sur la bande transporteuse motorisée, pour les transporter dans l'environnement principal
4. Les deux pièces sont assemblées et soudées, puis emballées

La solution

Chaque machine d'injection dispose d'une toiture fixe et d'une toiture mobile équipée d'un filtre HEPA.

Les toitures coulissantes HEPA-lite™ automatiques permettent un accès aux outils par le dessus. Elles sont actionnées par un élément de commande avec deux guides linéaires (Master et Slave). Ceux-ci déplacent le système de filtration en position ouverte ou fermée.

Les toitures sont équipées de mécanismes de sécurité efficaces, qui envoient des signaux infrarouges aux éléments de commande. Si ces signaux sont interrompus, par exemple par le robot ou les mains de l'opérateur, tout mouvement de la toiture est désactivé pour éviter tout accident.

Les toitures sont intégrées dans la zone principale de la salle blanche, où se trouvent l'ensemble de montage, l'équipement de soudure plastique et la ligne d'emballage.

Industrie 4.0

L'industrie 4.0 représente la quatrième révolution industrielle – la transformation numérique. Ce terme couvre l'utilisation de l'automatisation, des usines intelligentes, des systèmes numériques, des capteurs, de la robotique, des données et de la télémaintenance. L'objectif est d'augmenter la productivité de la fabrication, d'optimiser la planification et la prévision ou d'obtenir un avantage concurrentiel.

Dans ce cas, C2C a adopté les techniques de l'industrie 4.0 et a développé une salle blanche avec des toitures automatiques, pouvant être utilisées conjointement avec la robotique de Promolding. Cela a permis de réduire le risque d'erreurs humaines. De plus, la qualité et la cohérence du produit final ont été optimisées.

La salle blanche dispose d'un système numérique intelligent sous la forme du système de contrôle ECO de C2C. Il doit garantir que la salle blanche fonctionne à une efficacité optimale. À cette fin, les conditions de fonctionnement dans l'environnement critique sont surveillées en continu en temps réel. Si l'un de ces paramètres dépasse un seuil personnalisé, une alarme est déclenchée.

Tous les paramètres de contrôle pertinents pour les trois zones sont affichés graphiquement sur une interface utilisateur tactile, permettant aux opérateurs d'avoir un contrôle total, de détecter les erreurs et d'effectuer des diagnostics. Toutes les données de performance du système sont enregistrées et peuvent être téléchargées.

La machine de moulage intelligente détecte les défauts du produit et dépose les produits concernés dans un compartiment en acier inoxydable pour inspection. Pendant la fabrication, la porte du personnel est reliée à la machine de moulage. Les échantillons peuvent être accessibles de l'extérieur via la toiture HEPA-lite™, permettant de retirer en toute sécurité les pièces défectueuses ou les échantillons sans interrompre la processus de fabrication.

Il est prévu d'automatiser entièrement tous les processus dans la zone principale de la salle blanche à l'avenir.

Défis et réussites

La zone principale de la salle blanche a été installée sous un mezzanine, de sorte que le plafond est fixé au couloir supérieur et suspendu par 56 tiges filetées. Cela a permis de sécuriser le plafond et de garantir que la pièce ne devait pas reposer sur des pieds internes. Ainsi, la conception en plan libre a été conservée.

C2C a collaboré avec un ingénieur en construction pour le développement du système de construction. Les quatre colonnes porteuses du bâtiment ont été utilisées pour assurer l'alimentation de la salle blanche, par exemple avec des prises électriques et de l'air comprimé.

Le système de toiture HEPA-lite™ et la zone principale de la salle blanche ont été conçus pour accueillir deux machines d'injection supplémentaires en cas de demande croissante.

Grâce à une collaboration réussie avec ENGEL, C2C a intégré HEPA-lite™ dans les machines d'injection, sans nécessiter de support au sol.

Les pieds de support auraient entravé l'accès aux compartiments et les recalibrages réguliers. Par conséquent, un accès complet à la machine est un avantage considérable. Les mouvements ont été amortis à l'aide de supports en caoutchouc, afin de ne pas affecter la toiture.

Bien qu'il s'agisse d'une installation de précision, la salle principale a été achevée en quatre semaines, tandis que les toitures HEPA-lite™ ont été mises en place en deux semaines.

- Classe ISO 14644-1:2015 7
- Surface totale : 279,42 m² (19,27 m x 14,5 m x 2,825 m). Distance intérieure entre murs : 2,5 m
- Zone de change intérieure : 13,86 m² (6,860 m x 2,02 m).
- Taux de renouvellement d'air de 99 avec une vitesse d'air de 0,45 m/s dans la zone principale
- 70 éléments d'éclairage LED de 20 W (température de couleur 6 500 K) conformes à l'éclairage actuel du bâtiment Promolding
- 42 ventilateurs de plafond HEPA avec contrôle de vitesse variable
- Quatre compartiments de transaction à côté des accès à la bande transporteuse
- Une porte roulante pour les marchandises entrantes/sortantes
- Système de contrôle ECO avec portes coulissantes automatiques sur les unités HEPA-lite™
- Deux toitures HEPA-lite™ automatisées pour fournir de l'air propre pendant la fabrication et réduire la contamination en excluant autant que possible l'environnement extérieur lors du changement d'outils.
- Les salles blanches contenant les machines ENGEL et les toitures HEPA-lite™ ont une hauteur de 4,7 m.
- Les câbles sont situés derrière le couvercle gris du système de filtration, garantissant une surface facile à nettoyer ainsi qu'une esthétique conforme à l'usine.
- Les unités HEPA-lite™ automatisées pour les machines d'injection sont contrôlées via des interfaces utilisateur. Toutes disposent d'un arrêt d'urgence manuel pour des raisons de sécurité.
- Les capteurs de proximité sur les côtés des unités HEPA-lite™ sont équipés de lampes LED pour indiquer visuellement lorsque les toitures HEPA-lite™ sont en place. Les toitures disposent également d'un mécanisme de sécurité qui désactive les actionneurs si la toiture est bloquée.

C2C possède plus de 15 ans d'expérience dans les solutions de contrôle de contamination pour les environnements critiques dans le secteur de la construction de machines.