Productielijn voor innovatieve digitale COVID-sneltest in bedrijf

De precieze positionering van de werkstukdragers zorgt voor een volledig automatische assemblage van de sneltesten.

Modulair werkstukdrager-loop systeem Versamove met antistatische tandriemen en glijlatten.

Volautomatische Teilevoorziening aan de productielijn door een onbemand transportsysteem (FTS).

Volautomatische belading van de werkstukdragers met behulp van Pick-and-Place robots.

Assemblagelijn met afsluitende teststation voor contact maken, voeden en het uploaden van gegevens op de PCB (Printed Circuit Board).

In Jena is een volledig geautomatiseerde productielijn in gebruik genomen voor innovatieve sneltests op COVID-19. De lijn produceert een miljoen digitale sneltests per maand. Het bijzondere aan deze lijn – het is het resultaat van een nauwe samenwerking tussen bedrijven uit verschillende disciplines. De lijn is in de kortst mogelijke tijd ontwikkeld, gebouwd en in gebruik genomen. Vanaf nu kunnen de innovatieve sneltests industrieel worden geproduceerd en zo een belangrijke bijdrage leveren in de strijd tegen COVID-19.

De sneltests

In tegenstelling tot de tot nu toe op de markt beschikbare tests, werkt de nieuwe Senova GreenLight als een digitaal klein laboratorium. Nadat het monster op de test is aangebracht, analyseert de test zelfstandig en verwerkt de gegevens in een centrale cloud. Zo kunnen veel testresultaten gelijktijdig worden opgenomen, geanalyseerd, verwerkt en opgeslagen. De verwerking van grote aantallen tests wordt minder foutgevoelig en eenvoudiger uit te voeren en te evalueren.

De lijn

Op een werkstukdrager-transportatiesysteem worden de tests volledig automatisch door robots gemonteerd. Op een ander transport wordt de afgewerkte producten halfautomatisch verder verwerkt en later handmatig verpakt. De gehele lijn moest worden uitgevoerd volgens een doorlopend ESD-beschermingsconcept, omdat in de tests gevoelige elektronische componenten zijn verwerkt. Het ESD-beschermingsconcept is gericht op het voorkomen van potentiaalverschillen. De productie vindt plaats in een droogruimte met maximaal 10% luchtvochtigheid, om de gevoelige tests niet tijdens de productie te beschadigen.

De samenwerkingspartners

Alleen door de nauwe en constructieve samenwerking van de verschillende actoren konden de benodigde productiecapaciteiten voor de innovatieve sneltests zo snel worden gerealiseerd. De digitale techniek en verwerking van de tests is ontwikkeld door ams, een van de toonaangevende sensorenfabrikanten. Het bedrijf Senova produceert daarentegen medische sneltests, zoals de bekende zwangerschapstests. Zij leverde de knowhow om het digitale idee van ams om te zetten en industrieel te produceren. Als machinebouwer werd mkf GmbH ingeschakeld, een dochteronderneming van de mk Technology Group, die gespecialiseerd is in fabrieksautomatisering op het gebied van transporttechniek. En voor robotica en mobiele transportsystemen werd Omron betrokken, een van de toonaangevende fabrikanten van fabrieksautomatisering. Alle betrokken partijen hebben in dit project hun knowhow ingebracht om de industriële productie van de nieuwe sneltests zo snel mogelijk te realiseren. En nu is het zover: de lijn draait, alle testscenario’s zijn doorlopen en hij kan in volle productiecapaciteit produceren.

De transporttechniek

mkf en Omron hebben de volledige lijn gerealiseerd, inclusief sluizen voor de droogruimte, interfaces, besturing en inbedrijfstelling ter plaatse. De bijbehorende transporttechniek kwam van Maschinenbau Kitz, het hoofdkantoor van de mk Technology Group.

Voor de gestelde taak was het werkstukdrager-transportatiesysteem Versamove plus de juiste oplossing. De transportlijn is gerealiseerd met tandriemtransportsystemen, uitgerust met antistatische glijlijsten en tandriemen. De keuze van materialen en uitvoeringen in combinatie met aardingsaansluitingen zorgen ervoor dat er geen potentiaalverschillen kunnen ontstaan en voldoen daarmee aan de vereiste ESD-bescherming. Glijlijsten en tandriemen zijn bovendien slijtvast en genereren weinig deeltjes. Het transportsysteem kan stoppen, stauen, positioneren en scheiden. Met de positioneer-eenheden kunnen de werkstukdragers bij de robotbewerkingsstations in X-, Y- en Z-richting tot op 0,1 mm nauwkeurig worden gepositioneerd. Een bijzondere uitdaging waren de ruimtelijke omstandigheden: alle posities moesten in een zeer kleine hal van 10 m x 15,5 m worden geplaatst. Dit hebben de mk-constructeurs opgelost door oorspronkelijk twee voorziene transportlijnen samen te voegen tot één lijn. Met liften wordt de werkstukdrager naar een ander niveau onder de eerste transportlijn getransporteerd. Met opklapbare onderhoudsdeuren wordt toegang tot de binnenkant van de lijn verzekerd. Bovendien was de gevraagde levertijd inclusief ontwerp-, fabricage- en montageperiodes zeer kort. mk is in deze bijzondere situatie erin geslaagd om de volledige transporttechniek binnen enkele weken na aanvraag te leveren.