Arburg: Macchine e applicazioni di punta per la tecnologia medica

Lo spazio di installazione ampliato dell'allrounder More offre, secondo il fornitore, più spazio, anche per strumenti multi-componenti di grandi dimensioni, e un cambio utensile confortevole. (Immagine Arburg).

L'Allrounder More è adatto anche per l'assemblaggio di stampaggio a iniezione di componenti multicomponente complessi, come ad esempio un "Lab-on-a-Chip" realizzato con due materiali trasparenti in PC. (Immagine Arburg).

Alla Fakuma 2021, un versatile elettrico ha prodotto i componenti flessibili in LSR per maschere facciali, prelevati da un sistema robotico Multilift Select. (Immagine Arburg).

Arburg ha presentato alla Fakuma 2021 tre applicazioni impegnative per il settore medicale: una macchina a due componenti della nuova serie Allrounder More produce in stampaggio a iniezione assemblato, dispositivi "Lab-on-a-Chip" pronti all'uso – con più stazioni di collaudo incluse. Come la macchina e lo stampo comunicheranno in futuro, è stato dimostrato da un allrounder ibrido "Packaging" in versione cleanroom durante la produzione di provette trasparenti. Inoltre, è stata dimostrata la produzione efficiente di maschere in LSR. Qui, il sistema di dosaggio e il robot sono digitalmente collegati alla macchina.

Lo stampaggio a iniezione multicomponente con tecnologia innovativa di macchina e stampo apre continuamente nuovi campi di applicazione. Grazie allo stampaggio a iniezione con assemblaggio, ad esempio, si può rinunciare a fasi successive come l'assemblaggio, la saldatura ad ultrasuoni o la colla. La digitalizzazione permette di integrare sistemi di dosaggio LSR e di creare nuove interfacce con lo stampo. Tutto ciò offre, secondo ulteriori informazioni del fornitore, un chiaro valore aggiunto nella produzione di prodotti medicali.

Allrounder ibrido per articoli di massa medici

Prendendo come esempio le provette trasparenti e infrangibili in PET, Arburg ha mostrato alla Fakuma 2021 la produzione efficiente e di alta qualità di articoli di massa per il settore medicale. È stato utilizzato un allrounder 630 H "Packaging" con 2.300 kN di forza di chiusura in versione cleanroom. Un modulo di aria pulita con ionizzazione garantiva un ambiente con poche particelle, mentre le alte prestazioni della macchina permettevano una pulizia ottimale. La macchina di alta gamma era equipaggiata con uno stampo da 32 parti del partner Hack. Il ciclo di produzione durava circa 6,5 secondi, con un peso di colpo di 227 grammi. Ciò ha portato a un elevato rendimento di circa 27 chilogrammi o 17.700 provette all'ora.

Nuova interfaccia tra macchina e stampo

Una novità di questa applicazione, secondo ulteriori informazioni del fornitore, è stata la comunicazione tra stampo e macchina, sviluppata da Arburg in collaborazione con il partner dello stampo Hack. Nel stampo dell'esposizione erano integrate due telecamere, in grado di scattare immagini o video, ad esempio, della separazione dello stampo e dell'estrazione dei pezzi, oltre a quattro sensori di posizione. Sono stati aggiunti anche quattro sensori di battuta per le guide delle colonne. In questo modo, è possibile rilevare l'aria nello stampo e le deviazioni di posizione durante la chiusura o lo smontaggio. Durante la fiera, i dati sono stati raccolti tramite una scatola digitale sullo stampo e trasmessi tramite OPC UA all'allrounder. In questo modo, la gestione della macchina ha potuto visualizzare, ad esempio, gli intervalli di manutenzione dipendenti dalla prestazione dello stampo.

Macchina 2K: Allrounder More produce "Lab-on-a-Chip"

Ha fatto il suo debutto alla fiera la serie Allrounder More. L'esposizione, con una forza di chiusura di 1600 kN, ha prodotto in un ciclo di 55 secondi, nello stampaggio a iniezione assemblato e con due programmi di iniezione, dispositivi "Lab-on-a-Chip" pronti all'uso in policarbonato trasparente. È stato possibile eliminare la necessità di assemblaggi o incollaggi successivi. Per questa applicazione medica complessa, la macchina era equipaggiata con uno stampo innovativo 2+2 della Weber. Attraverso l'unità di iniezione verticale di dimensione 170, sono state inizialmente stampate due semisfere con contorni fluidici fini (200 micrometri), e contemporaneamente, con l'unità di iniezione orizzontale di dimensione 400, le due metà corrispondenti. Invece di utilizzare un robot, lo stampo si è ruotato di 90 gradi, posizionando i due pezzi di iniezione uno sopra l'altro sulla superficie superiore e assemblandoli direttamente.

Nel secondo ciclo di iniezione, tramite l'unità di iniezione verticale con ugello a chiusura a ago, è stato iniettato un elemento centrale, riempiendo così il volume tra le due metà. In questo modo, le due metà sono state saldamente collegate e i canali fluidici sigillati. In circa 45 secondi di ciclo totale, si è ottenuto un "Lab-on-a-Chip" completo, ermetico, in policarbonato trasparente, completo di connessioni per l'introduzione delle soluzioni fluidiche, ad esempio tramite filettature Luer-Lock o Luer-Slip.

Un robot verticale Multilift V 30 ha prelevato i pezzi trasparenti a due componenti e li ha consegnati a un tavolo rotante. Qui, nell'ambito di un controllo al 100%, ogni "Lab-on-a-Chip" è stato ispezionato visivamente e pneumaticamente in quattro stazioni per verificare geometria, profondità e larghezza dei canali, tenuta e geometria verticale, oltre a contaminazioni. Infine, il Multilift V 30 ha depositato i pezzi conformi su un nastro trasportatore.

Elaborazione LSR: Maschera multifunzionale bocca-naso

Lo scorso anno, Arburg ha realizzato un progetto sfidante legato al Covid-19: la produzione di maschere multifunzionali per bocca e naso in LSR e PP, facilmente sterilizzabili e riutilizzabili. Dallo sviluppo del prototipo alla produzione in serie, il processo ha richiesto solo 41 giorni. La produzione è avvenuta in collaborazione con importanti produttori di stampi (Polarform), sistemi di dosaggio (Elmet) e materiali (Wacker).

Una macchina elettrica Allrounder 570 E Golden Electric con 2000 kN di forza di chiusura produce, in un ciclo di 55 secondi, quattro maschere morbide in LSR, modellate su naso e bocca. Il sistema di dosaggio è integrato nella gestione Allrounder tramite OPC UA (Euromap 82.3), consentendo di effettuare impostazioni centralizzate, di recuperare i parametri di dosaggio e di salvare i dati. La macchina si adatta perfettamente allo stampo. Parametri rilevanti come pressione del materiale, impostazioni di colore e additivi, e tempi di esaurimento vengono comunicati in modo trasparente e semplice. Un robot lineare Multilift Select, completamente integrato nel controllo, preleva le maschere flessibili. I canali d'aria nel gripper riducono il vuoto nello stampo grazie alla funzione di soffiaggio. Infine, le maschere in LSR vengono depositate su un nastro trasportatore.