Camera sterile di Industria 4.0 per promolding

Connect 2 Cleanrooms (C2C) ha ricevuto da Promolding BV l'incarico di realizzare una soluzione intelligente per le camere bianche per la produzione di dispositivi medici con una durata fino al 2032.

Un controllo efficace della contaminazione era fondamentale, poiché Promolding produce strumenti ottici per chirurghi oculari. Questi componenti di precisione devono mantenere la pressione oculare durante l'intervento rimuovendo la lente dell'occhio e sono dotati di fibre e membrane sottilissime.

In un periodo di nove mesi, C2C ha sviluppato insieme al cliente una camera bianca affidabile e intelligente, che può essere facilmente integrata con le macchine e i robot ENGEL già presenti presso Promolding.

La camera bianca rappresenta ora un investimento a lungo termine per il futuro. Per questo motivo, le caratteristiche di design sono state ottimizzate per garantire le prestazioni della camera bianca ancora per molti anni.

Il procedimento

1. Macchina di stampaggio ad iniezione monostadio (80 tonnellate) per la produzione di un componente in plastica
2. Macchina di stampaggio ad iniezione bistadio (300 tonnellate) per la produzione del secondo componente, composto da due plastiche (iniettato, ruotato e nuovamente iniettato)
3. I robot prelevano i pezzi stampati e li posano sulla linea di trasporto motorizzata, per trasportarli nell'ambiente principale
4. I due pezzi vengono assemblati e saldati, per poi essere imballati

La soluzione

Ogni macchina di stampaggio ad iniezione è dotata di una copertura fissa e di una copertura mobile con filtri HEPA.

Le coperture scorrevoli automatiche HEPA-lite™ consentono l'accesso agli strumenti dall'alto. Sono azionate tramite un attuatore con due guide lineari (Master e Slave). Questi spostano il sistema di filtraggio in posizione aperta o chiusa.

Le coperture sono dotate di efficaci meccanismi di sicurezza che inviano segnali infrarossi agli attuatori. Quando i segnali vengono interrotti, ad esempio dal robot o dalle mani dell'operatore, tutti i movimenti della copertura vengono disattivati per evitare incidenti.

Le coperture vengono inserite nell'area principale della camera bianca, dove si trovano il gruppo di montaggio, l'attrezzatura di saldatura in plastica e il sistema di imballaggio.

Industria 4.0

L'Industria 4.0 rappresenta la quarta rivoluzione industriale – la trasformazione digitale. Con questo termine si intende l'impiego di automazione, fabbriche intelligenti, sistemi digitali, sensori, robotica, dati e operazioni a distanza. L'obiettivo è aumentare la produttività della produzione, ottimizzare la pianificazione e le previsioni o ottenere un vantaggio competitivo.

In questo caso, C2C ha adottato tecniche di Industria 4.0 e sviluppato una camera bianca con coperture automatiche, che potevano essere integrate con la robotica di Promolding. Ciò ha ridotto il rischio di errori umani. Inoltre, la qualità e la coerenza del prodotto finale sono state ottimizzate.

La camera bianca dispone di un sistema digitale intelligente sotto forma del sistema di controllo ECO di C2C. Esso garantisce che la camera bianca funzioni con massima efficienza. A tal fine, le condizioni operative nell'ambiente critico vengono monitorate continuamente in tempo reale. Se uno di questi parametri supera una soglia personalizzata, viene emesso un allarme.

Tutti i parametri di controllo rilevanti per le tre zone vengono visualizzati graficamente su un'interfaccia utente touchscreen, consentendo agli operatori di avere il controllo completo, di riconoscere eventuali errori e di eseguire diagnosi. Tutti i dati delle prestazioni del sistema vengono registrati e possono essere scaricati.

La macchina di fusione intelligente riconosce i difetti del prodotto e deposita i prodotti interessati in un contenitore in acciaio inossidabile per l'ispezione. Durante la produzione, la porta del personale è collegata alla macchina di fusione. I campioni possono essere accessibili dall'esterno delle coperture HEPA-lite™, permettendo di rimuovere in modo sicuro parti difettose o campioni senza interrompere la produzione.

Ci sono piani per automatizzare completamente tutti i processi all'interno dell'area principale della camera bianca in futuro.

Sfide e successi

L'area principale della camera bianca è stata installata sotto un soppalco, in modo che il soffitto fosse fissato al corridoio sovrastante e sospeso con 56 barre filettate. In questo modo, il soffitto è stato messo in sicurezza e si è garantito che la stanza non dovesse appoggiarsi sui pilastri interni. In questo modo, si è mantenuto il layout aperto.

C2C ha collaborato con un ingegnere strutturale nello sviluppo del sistema di costruzione. Le quattro colonne portanti dell'edificio sono state utilizzate per garantire l'alimentazione della camera bianca, ad esempio con prese di corrente e aria compressa.

Il sistema di copertura HEPA-lite™ e l'area principale della camera bianca sono stati progettati in modo che, con l'aumentare della domanda, possano essere ospitate altre due macchine di stampaggio ad iniezione.

Grazie a una collaborazione di successo con ENGEL, C2C ha integrato HEPA-lite™ nelle macchine di stampaggio, eliminando la necessità di supporto a terra.

Le basi di appoggio avrebbero ostacolato le coperture di accesso e le calibrazioni periodiche. Per questo motivo, l'accesso completo alla macchina rappresenta un grande vantaggio. I movimenti sono stati assorbiti tramite supporti in gomma, in modo che non influenzassero le coperture.

Sebbene si trattasse di una struttura di precisione, la stanza principale è stata completata in quattro settimane, mentre le coperture HEPA-lite™ sono state installate in due settimane.

- Classe ISO 14644-1:2015 7
- Superficie totale: 279,42 m² (19,27 m x 14,5 m x 2,825 m). Distanza interna di 2,5 m
- Area spogliatoio interna: 13,86 m² (6,860 m x 2,02 m).
- Tasso di ricambio d'aria del 99% con una velocità dell'aria di 0,45 m/s nella zona principale
- 70 elementi di illuminazione LED da 20 W (temperatura di colore 6.500 K) in conformità con l'illuminazione attuale dell'edificio di Promolding
- 42 ventilatori a soffitto HEPA con regolazione della velocità variabile
- Quattro contenitori di transazione accanto agli accessi alla linea di trasporto
- Una porta a battente per merci in entrata/uscita
- Sistema di controllo ECO con portoni scorrevoli automatici alle unità HEPA-lite™
- Due coperture HEPA-lite™ automatizzate per fornire aria pulita durante la produzione e ridurre la contaminazione, escludendo in larga misura l'ambiente esterno durante il cambio degli strumenti.
- Le camere bianche con le macchine ENGEL e le coperture HEPA-lite™ sono alte 4,7 m.
- I cavi sono nascosti dietro il pannello grigio del sistema di filtraggio, garantendo una superficie facilmente pulibile e un aspetto estetico coerente con l'ambiente.
- Le singole unità HEPA-lite™ automatizzate per le macchine di stampaggio sono controllate tramite pannelli di comando. Tutte sono dotate di un pulsante di emergenza manuale per motivi di sicurezza.
- I sensori di prossimità ai lati delle unità HEPA-lite™ sono dotati di luci LED per indicare visivamente quando le coperture HEPA-lite™ sono in posizione. Le coperture dispongono inoltre di un meccanismo di sicurezza che disattiva gli attuatori se la copertura è bloccata.

C2C vanta oltre 15 anni di esperienza nelle soluzioni di controllo della contaminazione per ambienti critici nel settore della costruzione di macchinari.