Questione pulita - Macchina ad iniezione con robot integrato in condizioni di sala bianca

Lavoro pulito - Stampante ad iniezione con robot integrato in condizioni di camera bianca

La produzione di prodotti medicali rientra tra i settori più sensibili nel campo della costruzione di macchinari e impianti. La padronanza al 100% dei processi di produzione in condizioni di ambiente sterile rappresenta una delle esigenze centrali nel settore medicale, che una cella di stampaggio ad iniezione di Engel con robot integrato in ambiente sterile di Stäubli soddisfa in modo sicuro.

La prima mondiale di un Engel e-victory 50 progettato per le esigenze di ambienti sterili alla fiera mondiale delle materie plastiche K 2007 ha suscitato grande interesse tra gli esperti del settore. La soluzione completa per la produzione di componenti medicali e articoli di massa medici offre agli utilizzatori una soluzione interessante ed economica, tutto da un'unica fonte. La macchina di stampaggio ad iniezione con una forza di chiusura di 500 kN è qualificata secondo GMP per l'uso in ambiente sterile.

Il vantaggio decisivo per gli utenti viene riassunto dall'ing. Christoph Lhota, responsabile del settore Medical di Engel Austria: "I nostri clienti, su richiesta, ricevono da noi una cella di stampaggio funzionante e chiavi in mano, con tutte le componenti, tutto da un'unica fonte. Seguendo il motto Plug & Play, l'utente può iniziare immediatamente la produzione dei propri componenti medicali. Se il tipo di pezzi cambia, la cella può essere adattata rapidamente e senza complicazioni grazie all'elevata flessibilità, raggiunta anche dall'impiego di un robot a sei assi per la movimentazione dei pezzi."

L'ampia gamma di pezzi che possono essere stampati sulla macchina è molto diversificata. In generale si tratta di prodotti medicali monouso. La gamma spazia da sistemi di somministrazione di farmaci come siringhe, set per infusioni, apparecchi di trasfusione e dialisi, a centrifughe, filtri per il sangue, inalatori, prodotti per la cura del diabete, fino a impianti per la fissazione delle fratture. Alla prima mondiale alla fiera di Düsseldorf, la macchina ha prodotto, in condizioni di massima purezza, elementi di test microfluidici, cosiddetti "Labs on a chip" (LOC), che sono stati confezionati in sacchetti ancora in ambiente sterile. Questi LOC sono utilizzati per analisi rapide di fluidi corporei sul posto, cosa oggi possibile anche nei grandi laboratori.

La macchina è stata sviluppata da Engel secondo le normative c'GMP (current Good Manufacturing Practice) della FDA americana (Food and Drug Administration). Per poter realizzare le attività di sviluppo in condizioni reali, gli austriaci hanno investito in un ambiente di produzione di classe 6 secondo DIN EN ISO 14644-1 nel centro applicativo presso lo stabilimento di Schwertberg. "Circa il 95% delle applicazioni medicali nella tecnologia delle materie plastiche si svolgono in ambienti di classe GMP C+D, corrispondenti a ISO 7 e 8. La compatibilità delle nostre macchine con ambienti sterili soddisfa pienamente questi requisiti. Se necessario, possiamo anche soddisfare requisiti più stringenti", afferma Lhota. "Per il robot Stäubli TX 40 in versione sterile, il rispetto di questa classe di ambiente sterile non rappresenta alcun problema", aggiunge. Il robot raggiunge addirittura la più esigente classe di ambiente sterile
ISO 4.

Unità di chiusura senza montante con vantaggi significativi

La particolarità delle macchine di stampaggio Engel-victory risiede nell'unità di chiusura senza montante. Questa configurazione, che secondo Christoph Lhota è offerta esclusivamente da Engel, presenta alcuni vantaggi decisivi. Tra questi, lo spazio libero di installazione per lo stampo e molto spazio per l'integrazione del robot all'interno della macchina. Un ulteriore vantaggio della costruzione senza montante: offre condizioni ideali per l'uso in ambienti sterili, poiché i montanti, che fungono da raccoglitori di sporco, sono eliminati e si evitano turbolenze nel flusso d'aria laminare dell'ambiente sterile causate da superfici di disturbo.

Perché Engel Austria utilizza tra l'altro il robot Stäubli TX 40 in questa cella, riassume Lhota: "Un criterio era ovviamente la compatibilità sterile del TX 40, fornita dalla casa produttrice. Ma anche la sua struttura estremamente compatta permette un'integrazione semplice e ottimale all’interno della macchina. Questo significa che non dobbiamo posizionare il robot sopra il prodotto, ma possiamo collocarlo su un piano con lo stesso livello del pezzo, senza influenzare negativamente il flusso laminare dell’aria, che nei ambienti sterili si muove in oltre il 90% dei casi dall’alto verso il basso."
Inoltre, Stäubli gode di un’immagine particolarmente positiva nel settore medico. In generale, Engel può integrare anche robot di altri produttori, purché rispettino i requisiti di compatibilità sterile.

Facile gestione del robot

L'integrazione del robot Stäubli nella macchina e-victory si traduce anche in un altro punto di forza: la facilità di utilizzo. Con VALplast, Stäubli offre un software applicativo sviluppato internamente che semplifica notevolmente la gestione e la programmazione dei robot nel settore dello stampaggio ad iniezione. La connessione alle presse di stampaggio avviene rapidamente e facilmente tramite l’interfaccia Euromap standardizzata. L'interfaccia intuitiva e user-friendly permette una rapida programmazione dei robot. Funzioni predefinite e moduli facilitano notevolmente la creazione di programmi e sequenze di movimento. Non sono quindi richieste conoscenze specialistiche approfondite.

Il compito del robot all’interno della macchina si limita alle operazioni di handling puro. Il TX40 si occupa di prelevare i pezzi dalla stampo e di depositarli su un nastro trasportatore. Con l’aumento della temperatura all’interno della cella di stampaggio, il robot a sei assi si adatta perfettamente. Anche le variazioni di temperatura tra l’avvio all’inizio del turno e il lavoro dopo alcune ore di produzione non rappresentano un problema per il robot. La precisione elevata del robot è più che sufficiente per queste applicazioni. Oltre alla compattezza e alla compatibilità sterile, per Engel la priorità assoluta è l’affidabilità delle macchine Stäubli. "Se il robot si ferma, si ferma anche tutta la macchina. E non possiamo permetterci interruzioni di produzione", afferma Lhota.

Sistemi lineari contro robot

Engel produce annualmente oltre 1000 propri sistemi di movimentazione lineare per presse di stampaggio ad iniezione. La decisione di integrare un robot a sei assi in questa macchina si spiega così: "Per noi, l’applicazione determina il componente da utilizzare. Di solito impieghiamo i nostri sistemi lineari quando è necessario integrare completamente il controllo nel sistema della macchina e quando si richiedono tempi di ciclo estremamente rapidi. I robot a sei assi vengono invece impiegati quando si lavora in ambienti sterili e la cella deve essere molto compatta, con il movimentamento del pezzo da prelevare e depositare all’interno della cella stessa. Un altro motivo per usare robot a sei assi può essere anche la gestione di operazioni successive sul pezzo stampato e, naturalmente, l’elevata flessibilità in generale."}