Una camera di misurazione per il produttore di dispositivi medici Zimmer – progettata e realizzata chiavi in mano da Weiss Klimatechnik GmbH

WKT_RR_Messraum_Camera_web

WKT_RR_Messraum_Camera_wer02

“Portiamo nuova vitalità” – questo è il motto della ditta Zimmer, un produttore svizzero leader mondiale di sistemi personalizzati di sostituzione articolare. Da quasi cento anni si producono qui, tra l’altro, protesi d’anca e di ginocchio, sistemi per caviglia e piede, articolazioni di mano e piede, solo per citarne alcuni dei prodotti medici high-tech. La qualità – e questo significa soprattutto elevati requisiti di precisione – è fondamentale in questo settore. La verifica avviene con macchine di misurazione a coordinate 3D in una sala di misurazione progettata e realizzata chiavi in mano da Weiss Klimatechnik.

È tra gli interventi chirurgici più frequenti nel corpo umano: l’impianto di un’articolazione artificiale dell’anca o del ginocchio. Nonostante la complessità, ormai è un procedimento di routine presso cliniche specializzate. Un rinomato produttore di tali e di molti altri prodotti medici di alta qualità è la svizzera Zimmer, un’azienda internazionale con un totale di 8.000 dipendenti – di cui 1.000 in Svizzera, dove si trova anche la sede centrale.

La qualità di un’articolazione della spalla, di una piastra per traumatologia o di un ginocchio dipende in misura quasi insuperabile dalla precisione nella sua produzione – dopotutto deve sostituire un’articolazione naturale di una persona unica. Ogni protesi prodotta qui deve quindi essere verificata in modo affidabile durante l’ultima fase di collaudo e controllo qualità – e con macchine di misurazione a coordinate 3D estremamente precise. Queste ultime si trovano in una sala di misurazione speciale, progettata e costruita da Weiss Klimatechnik.

Aumento delle richieste

La decisione di ampliare questa struttura è in parte legata al fatto che recentemente sono stati rafforzati internamente i requisiti relativi al rispetto dei valori climatici ambientali in una tale sala di misurazione, come spiega Marc Baumeister. Egli è responsabile, come Manager dei Servizi Tecnici presso Zimmer, anche per il funzionamento della sala di misurazione. Il contatto con Weiss Klimatechnik esiste da tempo, poiché l’azienda aveva già realizzato in passato un laboratorio di calibrazione presso Zimmer. In particolare, l’esperienza approfondita nei settori complessi di tecnologia climatica e camere bianche ha giustificato l’affidamento a Weiss Klimatechnik, afferma Marc Baumeister.

Le esigenze tecniche della sala di misurazione di classe di qualità III sono definite nella direttiva VDI/VDE 2627. Parametri come l’umidità dell’aria e – soprattutto importante – la temperatura sono specificati qui. La stanza in cui si trovano gli strumenti di misurazione deve, ad esempio, essere climatizzata in modo continuo in modo che le variazioni di temperatura non superino i +/- 0,5 Kelvin all’ora. La misurazione avviene a 20°C – per il pezzo da verificare, le deviazioni devono essere nell’ordine dei microgradi, come sottolinea Marc Baumeister.

Portati alla temperatura

Se, ad esempio, si devono misurare articolazioni dell’anca appena prodotte, queste devono prima essere portate a questa temperatura di 20°C, per non falsare il risultato della misurazione. Prima che il prodotto medico entri nella sala di misurazione, rimane quindi – a seconda del modello e delle dimensioni – almeno cinque ore o un giorno in una zona di passaggio. Solo allora i controllori di qualità fissano le protesi su apposite palette per le macchine di misurazione a coordinate 3D nella sala di misurazione vera e propria.

Le macchine di misurazione seguono programmi di misura specifici sotto forma di confronto tra stato attuale e stato desiderato, che i verificatori eseguono per ogni singolo prodotto. La macchina stampa quindi una relazione per la documentazione – a dimostrazione della precisione nella produzione e della tracciabilità di ogni singola articolazione.

La sala di misurazione, progettata, montata e messa in funzione da Weiss Klimatechnik, ha spazio per dieci macchine di misurazione che funzionano 24 ore su 24, alte circa tre metri e larghe circa un metro e mezzo. Ciascuna di esse pesa, a seconda del modello, tra le due e le tre tonnellate.

Il concetto di “camera nella stanza” di Weiss Klimatechnik garantisce condizioni ambientali costanti, spiega Hans-Joachim Weitzel, Project Manager nell’Area Business Strategico Cleanroom di Weiss Klimatechnik, responsabile del progetto presso Zimmer. La sala di misurazione, illuminata uniformemente e con 1.000 Lux, è racchiusa da superfici di isolamento termico.

Il sistema compatto di climatizzazione di Weiss Klimatechnik, comprensivo di controllo e regolazione, si trova all’esterno della sala di misurazione. La costruzione compatta dei sistemi di climatizzazione del produttore permette di risparmiare spazio: l’intera tecnologia di climatizzazione è sistemata in uno spazio molto ridotto, ma comunque accessibile.

Monitoraggio e documentazione

Il monitoraggio avviene tramite luci segnaletiche colorate e tramite il monitoraggio online dei valori di misurazione. I sensori trasmettono costantemente valori di temperatura e umidità e li registrano in modo continuo, in modo che si possa verificare e dimostrare che ogni singolo prodotto sia stato misurato entro le specifiche richieste.

Con la progettazione e l’implementazione del team di Weiss Klimatechnik e con il risultato finale, Zimmer si dice molto soddisfatta. La nuova sala di misurazione consente una maggiore precisione nelle misurazioni, oltre ai vantaggi di tempo e costi, come spiega Marc Baumeister.

In passato, ogni singola macchina di misurazione si trovava in una stanza separata – distribuita nel sito produttivo. Aprendo le stanze, la temperatura variava molto rapidamente. Con la nuova grande sala, è molto più facile mantenere la temperatura – grazie alle zone di passaggio climatizzate, la temperatura non cambia durante le brevi aperture delle porte. La situazione precedente portava a dover ripetere più spesso le misurazioni a causa di grandi oscillazioni. La possibilità di evitare tutto ciò oggi contribuisce in modo significativo all’efficienza dell’intero processo di verifica presso Zimmer.