Volautomatische productiezones – Investeringen die de moeite waard zijn

Door elastische tampons van siliconenrubber worden in een volledig geautomatiseerd proces componenten voor DNA-analyse meerkleurig bedrukt.

De nieuwe magazijnopslag werd in de kleuren van het Wirthwein-corporatedesign geschilderd en wordt van binnen verlicht door een LED-strip in de 4,5 meter hoge glazen toren. Tijdens de eerste doorloop voeren Christoph Merhold, Global Key Account Engineer, en Tobias Heldmann, automatiseringstechnicus, de positiebewaking van het handling-systeem uit.

Hoe kunnen kunststofsystemen nog efficiënter en kwalitatief hoogwaardiger worden geproduceerd? Deze vragen staan bij het medische technologiebedrijf Wirthwein Medical GmbH & Co. KG centraal in het dagelijkse handelen. Bij hoge aantallen, meerdere productie- en montageprocessen van complexe componenten is de meest effectieve en economische oplossing vaak een volledig geautomatiseerde productiezuil. De afzonderlijke productieprocessen worden geanalyseerd, gecomprimeerd en geïntegreerd in op maat gemaakte installaties. Wirthwein Medical GmbH & Co. KG heeft de afgelopen jaren de knowhow aanzienlijk kunnen vergroten door de automatiseringsgraad te verhogen, om zo te voldoen aan de hoge vraag in de diagnostiek-, medische technologie- en farmaceutische industrie.

Er zijn veel goede redenen om productieprocessen in de medische technologie te automatiseren. Naast de voortdurend toenemende kosten druk worden omgevingsinvloeden op het productieproces verminderd. Ook verhoogt automatisering de economische efficiëntie en verbetert het zowel de kwaliteit als de veiligheid van de productieprocessen. De kunststofcomponenten worden ofwel in hooggeautomatiseerde productiezuilen met aangesloten spuitgietmachines vervaardigd, ofwel worden afzonderlijke vormen, volgens montageconcept, in cleanrooms tot assemblagetoestellen samengevoegd. De robotgestuurde productiezuilen of montagesystemen grijpen, leggen, bewegen, lassen, bedrukken, snijden, inspecteren, controleren, transporteren en verpakken in het productieproces.

Elk project wordt individueel gepland en toevertrouwd aan een technisch en branche-ervaring projectleider. De vakbekwame medewerkers in huis van Wirthwein Medical GmbH & Co. KG maken gebruik van bewezen en ervaren installateurs. Bij het ontwerpen van de installatie speelt innovatie een grote rol. De installateurs gebruiken vanwege de complexiteit van de productie geen standaardmodules. Veel mechanische assemblages moeten op maat worden ontworpen en vervaardigd. Dit is noodzakelijk om de hoog complexe stappen te integreren.

Bij Wirthwein Medical GmbH & Co. KG zijn dit jaar drie nieuwe montagesystemen geïmplementeerd. Wanneer Christoph Merhold, Global Key Account Engineer, voor de nieuwste installaties in de fabriek 'An der Papiermühle' in Mühltal staat, is hij zeer tevreden. "Door de nieuwe installaties zijn we ook voor de toekomst optimaal voorbereid door een nog hogere automatiseringsgraad en verzekeren we onze klanten ook bij toekomstige extreme gebeurtenissen de vertrouwde stabiele levering. De ervaringen met de Covid-19-pandemie hebben aangetoond dat een hoge automatiseringsgraad het risico op besmetting en de quarantaine-gerelateerde uitval van medewerkers kan verminderen."

Automatisering inclusief bedrukking

In een van de nieuwe, volledig geautomatiseerde productiezuilen met aangesloten spuitgietmachine worden kunststofcomponenten voor DNA-analyse vervaardigd. De onderdelen werden oorspronkelijk in cleanrooms geproduceerd en vervolgens handmatig bedrukt. Vanwege de sterk gestegen afroepvolumes en de hoge kwaliteitsvereisten van de klant besloot Wirthwein Medical GmbH & Co. KG bij dit project tot automatisering van het proces. Door vision-systemen kan de kwaliteit voor 100% worden bewaakt, wat voor de klant een groot voordeel is. De nieuwe techniek biedt ook een grote ontlasting voor de medewerkers aan de machine. Naast het spuitgietproces, het uitnamehandelingen, de 100%-controle via camerabewaking en de verpakking, is ook een twee-kleuren tampoprintproces geïntegreerd in het productieproces. Een grotere uitdaging tijdens de projectfase was de implementatie van bestaande modules van Wirthwein Medical GmbH & Co. KG in de installatie. Daarnaast moest een handling worden ontwikkeld die in staat is om de grote schommelingen in kartonnen verpakkingen op te vangen en tegelijkertijd de ingelegde PE-zakken te verwerken.

Geautomatiseerde magazijnopslag

Een verdere optimalisatie in de productie is een installatie voor het magazijneren van 2 ml-flessen, die door de klant worden gebruikt in de geautomatiseerde laboratoriumdiagnostiek. Hier werd eveneens een volledig geautomatiseerde oplossing geïmplementeerd om grote afnamevolumes te realiseren. Het systeem is uitgevoerd als turnkey-oplossing en minimaliseert materiaalbewegingen. Het bedienend personeel dat verantwoordelijk is voor de productieinstallatie hoeft alleen lege pallets in te stellen en volle te verwijderen.

Montageinstallaties voor volumevergroting

Wirthwein Medical GmbH & Co. KG scoort niet alleen op procesoptimalisatie, maar ook op snelheid. Zo kon vanwege een toename in het aantal stuks binnen vijf maanden een extra montageinstallatie voor zogenaamde 'Filtertubes', een kunststofcomponent die de klant nodig heeft voor het reinigen en voorbereiden van DNA-monsters, worden gerealiseerd. Op de installatie worden drie lagen glasvlies volledig automatisch gestanst en in de buisjes geplaatst. Vervolgens wordt de buis aan de onderkant door thermoforming afgesloten. De installatie beschikt daarnaast over camera's voor 100%-controle, een hoofdcomputersysteem en een volledig automatische verpakking. Vanwege de noodzakelijke verwerking van glasvlies in de cleanroom van ISO klasse 7 is een meertrapsreiniging met geïoniseerde lucht en een hoogvermogen afzuigsysteem geïmplementeerd, die deeltjes en stof verwijderen en zo besmetting voorkomen.

De perfecte oplossing in teamverband

"De enige investering in dure automatiseringstechniek zou te kort door de bocht zijn. Belangrijk is dat er goed opgeleid personeel aanwezig is dat de installaties kan onderhouden en bedienen," legt Dr. Thomas Jakob, directeur van Wirthwein Medical GmbH & Co. KG, uit. Wirthwein Medical GmbH & Co. KG zet daarom in op uitgebreide trainingen voor de individuele ontwikkeling van het vakbekwame personeel. "Ik ben trots dat interne vakbekwame medewerkers deze oplossingen implementeren. De medewerkers worden vanaf het begin betrokken bij de projecten. Wanneer mens, machine en ondernemingskennis in harmonie zijn, ontstaan de beste oplossingen voor de gezondheid van mensen," aldus directeur Dr. Thomas Jakob.