Egy rövid Time to Market-hez

Egy GMP C osztályú tisztatérben a brensbach-i telephelyen a Röchling Medical többek között korszerű gyógyszercsomagolásokat, orvosi diagnosztikához szükséges fogyóeszközöket és orvostechnikai alkatrészeket gyárt. (Kép: ENGEL)

Mindkettő új, teljesen elektromos e-motion 500 gép 5000 kN-es záróerővel a legnagyobb injection molding gépek, amelyeket a Röchling Medical teljes egészében a tisztatérben üzemeltet. (Kép: ENGEL)

Mindkettő új, teljesen elektromos e-motion 500 gép 5000 kN-es záróerővel a legnagyobb injection molding gépek, amelyeket a Röchling Medical teljes egészében a tisztatérben üzemeltet. (Kép: ENGEL)

Mivel a POM-ból készült fésűbetéteket nem lehet közvetlenül a kiszerelés után egymásra rakni, az ENGEL egy U-alakú szállítószalagot szerelt fel a gyártóegység fölé utóhűtő szakaszként. Innen a viper robot felveszi a részeket a szállítószalapról, és a nagyobb alsó szállítószalagra üríti azokat. (Kép: ENGEL)

A viper 20 robotok két feladatot látnak el: a fröccsöntött alkatrészek eltávolítását a szerszámból és a lehűtött alkatrészek áthelyezését a utóhűtő szakaszról a kiadószalagra. (Kép: ENGEL)

Minél kisebb a vödrök töltési mennyisége, annál összetettebb a forma a fészekbe helyezett betétekhez. A szorosan egymás mellett elhelyezkedő magok nagyon pontos gépmozgásokat igényelnek. (Kép: ENGEL) / Minél kisebb a vödrök töltési mennyisége, annál összetettebb a forma a fészekbe helyezett betétekhez. A szorosan egymás mellett elhelyezkedő magok nagyon pontos gépmozgásokat igényelnek. (Kép: ENGEL)

Az e-temp hűtőberendezések alkalmazása jelentősen növeli a hűtési folyamatok energiahatékonyságát. Az OPC UA-n keresztül csatlakoztatva a CC300 gépvezérlő egységhez, a hűtőberendezések a szükséglethez igazítják a szivattyúk fordulatszámát. (Kép: ENGEL) / The use of e-temp temperature control devices significantly increases the energy efficiency of the temperature control processes. Connected to the CC300 machine control unit via OPC UA, the temperature control devices adjust their pump speeds to the demand. (Picture: ENGEL)

A kapcsolószekrények saját hőcserélőkkel rendelkeznek, hogy tovább csökkentsék a levegő turbulenciáját a tisztatérben. (Kép: ENGEL)

Balról jobbra: Holger Kast az ENGEL Deutschland-tól, Marco Treuner és Joachim Lehmann a Röchling Medical-től. (Kép: ENGEL) / From left to right: Holger Kast from ENGEL Deutschland, Marco Treuner és Joachim Lehmann from Röchling Medical. (Kép: ENGEL)

Az ENGEL teljesen elektromos nagy teljesítményű gépei hatékonyságot és precizitást ötvöznek. A Röchling Medical számára azonban a beruházás döntő tényezője a digitalizálást is magában foglaló teljes csomag volt, mindössze nyolc e-motion gép beszerzésekor. A két legnagyobb gép, mindegyik 5000 kN záróerővel, önszabályozó hőmérséklet-szabályozási folyamatokkal rendelkezik.

A fészek- és tubus-rendszerek folyékony gyógyszerek csomagolására szolgálnak, amelyek vialsban vagy előre töltött fecskendőkben kerülnek forgalomba. A Covid-19 hatására a globális kereslet jelentősen megnőtt, mivel a vakcina-vialsokat is ebben a csomagolási formában kínálják. A Röchling Medical számára a Brensbach-i Odenwaldban ezek a rendszerek új alkalmazást jelentenek, amely elsősorban a rugalmasságot követeli meg a fröccsöntő gyártástól. A vialsokra összpontosítva, a Röchling jelenleg öt méretben gyártja a fészekbe helyezett vialsokat két új, teljesen elektromos ENGEL e-motion fröccsöntőgépen. Ugyancsak ezekhez a méretekhez egységesített tálcák (Tubs) is tartoznak, amelyek a teljes alkatrészkínálatban a legnagyobb 5000 kN-es záróerőt igénylik. Az eszközök rugalmas beállításához mindkét gépet, amelyet erre a feladatra terveztek, az 500-as méretben rendelték meg, és azonos kivitelben készültek. „Rövidesen mindkét 5000 kN-es gép 24/7-ben fogja ellátni a fészek- és tubus-gyártást,” mondja Marco Treuner, a Röchling Medical műszaki projektmenedzsere.

Extra funkciók növelik a hatékonyságot a tisztatérben

A fészek- és tubus-csomagolások méretezése szabványosított, hogy különböző típusú és gyártótól származó töltő- és sterilizáló berendezésekben is alkalmazhatók legyenek. A teljes töltési és feldolgozási folyamat során a fiolák a fészekben maradnak, így nem esnek le vagy ütköznek össze. A cellaszerkezetben a legtöbbször üvegből készült fiolák jól védettek. Egy 50 ml-es dobozban 16 fiola helyezkedik el a fészekben. Minél kisebb a töltési mennyiség, annál több fiola fér el egy csomagban, és annál több cella van a fészekbe helyezett részeken. Ez a kihívást jelentő alkatrészgeometria POM anyagot igényel. Ez az anyag jól ellenáll a tisztításnak a töltés előtti folyamat során, ugyanakkor gazdaságos is. A POM azonban nagy zsugorodása miatt magas követelményeket támaszt a fröccsöntési folyamat stabilitásával és reprodukálhatóságával szemben. Emellett a szerszámtervezés sok hosszú, szorosan egymás mellett lévő magot tartalmaz. „Nagyon merev szerszámtartó táblákra van szükségünk, valamint különösen kicsi központosító átmérőkre, hogy elkerüljük az átfedéseket a nagy e-motion 500-es táblákon,” mondja Treuner. Az e-motion gépek alapból nagyon merev táblákkal vannak kialakítva a maximális teljesítmény érdekében. Kifejezetten a Röchling fészek- és tubus alkalmazására az ENGEL olyan táblákat vezetett be, amelyek különösen kicsi, 80 mm-es központosító átmérővel rendelkeznek.

„Az ENGEL a legjobb összcsomagot kínálta számunkra,” indokolja Joachim Lehmann, a Röchling európai orvosi üzletágának igazgatója a beruházási döntést. A két, tisztatér kivitelű, 500-as e-motion fröccsöntőgép lineáris robotokkal és GMP-kompatibilis szállítószalagokkal van felszerelve – mindkettő saját fejlesztés és gyártás az ENGEL-től. Emellett a Röchling számára testreszabott speciális megoldások is rendelkezésre állnak, amelyek még hatékonyabbá teszik a nagy fröccsöntőgépek alkalmazását a tisztatérben. A kábelcsatornákat burkolják, kisebb kábelkötegeket csőbe vezetnek, és az elektromos szekrények saját hőcserélővel vannak ellátva, hogy elkerüljék a levegőörvényeket ezen a területen is. Mivel a fészekalkatrészek a szerszámból való kivételkor még instabilak a halmozáshoz, a záróegység felett U-alakú szállítószalagokat telepítettek a hűtőszakasz után. Csak 15 perc múlva a viper robot veszi át az alkatrészeket a hűtőszalagról, és a nagyobb szállítószalagokra helyezi őket, hogy dobozokba halmozza őket.

Hőmérséklet-szabályozó asszisztens a stabil folyamatokért és az energiahatékonyságért

A kihívást jelentő POM alkatrészek fenntarthatóságában a teljesen elektromos nagy teljesítményű gépek rendkívül magas precizitése mellett döntő szerepet játszik a nagyon állandó hőmérséklet-szabályozás, ahogyan Marco Treuner elmagyarázza. „Reprodukálható minőséget kell biztosítanunk már a gyártási folyamat során.” A minőségellenőrzések többször megtörténnek, mind a brensbach-i gyárban, mind az ügyfélnél. Ha az ügyfél – ahogy jelenleg is – az USA-ban van, elegendő idő telik el a gyártás és a minőségellenőrzés között, hogy a kristályosodási folyamat, azaz a zsugorodás befejeződjön. A Röchlingnál a részek öregedését párhuzamosan szimulálják hat hónapon keresztül egy hőmérsékleti folyamat segítségével.

A pontos reprodukálhatóság érdekében a Röchling Medical lépett a digitalizáció irányába. Mindkét gép az ENGEL iQ flow control nevű intelligens hőmérséklet-szabályozó rendszerrel működik. A rendszer hat e-flomo hőmérséklet-elosztóval és ugyanennyi, az ENGEL e-temp sorozatból származó hőmérséklet-szabályozóval van felszerelve, és a szoftver segítségével önállóan ellenőrzi és szabályozza az egész gyártási tételt, fenntartva a hőmérsékleti körülményeket. A hőmérséklet-különbség a dinamikus egyedi körkörös hőmérséklet-szabályozás szabályozási értékeként szolgál.

Az ENGEL megoldásában a fröccsöntőgépek és a hőmérséklet-szabályozó berendezések OPC UA protokollon keresztül kommunikálnak egymással. Így az iQ flow control képes a szivattyúk fordulatszámát a valós igényekhez igazítani a hőmérséklet-szabályozó berendezéseken. Ez az együttműködés ötvözi a hőmérséklet-konstansságot a magas termelékenységgel és energiahatékonysággal. „Már a beüzemelés rövid ideje alatt látható, hogy a szivattyúk jelentősen csökkentik a működést. Egyes esetekben mindössze 30 százalékos teljesítménnyel működnek, ahelyett, hogy állandó 100 százalékon futnának,” mondja Treuner. A beruházás fő indoka az iQ flow control volt, ugyanakkor az energia-megtakarítások révén a vállalat számára ez sokkal nagyobb előnyt jelent. „Figyelemmel kísérjük, hogy a gyártóberendezéseink ökológiai lábnyoma kicsi maradjon, és ezt figyelembe vesszük a beszállítóink kiválasztásánál is,” hangsúlyozza Lehmann. A Röchling ISO 50001 szabvány szerint tanúsított. Az e-motion gépek energiafogyasztás-figyelői támogatják a rendszerszerű energia menedzsmentet.

Az orvosi gépek elsőbbséget élveznek

A két új, nagy gyártási cella része egy átfogó csomagnak, amelyet az ENGEL az elmúlt hetekben szállított Brensbachba. Mind a nyolc új e-motion gép, 1600, 2800 és 5000 kN záróerővel, gyógyszeripari csomagolás, diagnosztika és orvostechnikai alkalmazások számára működik tisztatérben. A Röchling Medical többek között a fröccsöntött fiókokat és mikrotiter lemezeket is gyárt ENGEL gépeken. A Brensbach-i üzem a fröccsöntés, az összeszerelés és a szerszámkészítés központjaként működik. A teljes elektromos hajtás a gyárban az alapértelmezett. A magas precizitás mellett fontos a szennyeződésmentesítés a tisztatérben, valamint a gyors gépmozgások. Míg a fészekalkatrészek ciklusideje akár 40 másodperc is lehet, a tubusok ciklusideje 10 másodperc, ami nagyon magas teljesítményt igényel.

A Covid-19 miatt különösen a két 5000 kN-es gép volt nyomás alatt. „A járvány elején azonnal módosítottuk folyamainkat, és minden gyárban prioritást adtunk az orvosi gépeknek,” mondja Holger Kast, az ENGEL Németország értékesítési mérnöke Stuttgartból. „A Röchling-projekt esetében felgyorsítottuk a megrendelésfeldolgozást, és hátrább helyeztük az adminisztratív terheket.”

A gépek gyors üzembe helyezését egy másik ENGEL különlegesség is segítette: A gépeket két részből, díjmentesen szállították. „Az ajtónk túl kicsi egy teljesen összeszerelt, 5000 kN-es géphez,” magyarázza Treuner. „Ha meg kellett volna nyitnunk a tisztatér ajtaját a gépek beillesztéséhez, az egy heti termeléskieséssel járt volna.” És ez több termék esetében is, hiszen a nagy GMP-C típusú tisztatérben több mint tíz gyártási cella található.

Végül is a rendszer alapú megoldás rövid idő alatt gyors piacra lépést tesz lehetővé. „Az ENGEL-lel egy központi kapcsolattartónk van, és közvetlenül kommunikálunk,” mondja Lehmann. „A teljes gyártási cellát tisztán tervezték, és minden alkatrész pontosan összehangolt. Már a kezdetektől megkönnyítette számunkra az ENGEL a dolgokat. Komplex gyártási cellák esetében kevesen tudják ilyen gyorsan megvalósítani ezt.”