Na krótki czas wprowadzenia na rynek

W czystym pomieszczeniu klasy GMP C w zakładzie w Brensbach firma Röchling Medical produkuje między innymi zaawansowane opakowania farmaceutyczne, artykuły zużywalne do diagnostyki medycznej oraz komponenty medyczne. (Zdjęcie: ENGEL) / In a GMP C class cleanroom at its Brensbach location, Röchling Medical produces, among other things, sophisticated pharmaceutical packaging, consumables for medical diagnostics and medical technology components. (Picture: ENGEL)

Mit jeweils 5000 kN Schließkraft sind die beiden neuen vollelektrischen e-motion 500 die größten Spritzgießmaschinen, die Röchling Medical komplett im Reinraum betreibt. (Bild: ENGEL) / Z siłą zamykania 5000 kN każda, dwie nowe w pełni elektryczne maszyny e-motion 500 są największymi wtryskarkami, które Röchling Medical obsługuje całkowicie w czystym pomieszczeniu. (Zdjęcie: ENGEL)

Mit jeweils 5000 kN Schließkraft sind die beiden neuen vollelektrischen e-motion 500 die größten Spritzgießmaschinen, die Röchling Medical komplett im Reinraum betreibt. (Bild: ENGEL) / Z siłą zamykania 5000 kN każda, dwie nowe w pełni elektryczne maszyny e-motion 500 są największymi wtryskarkami, które Röchling Medical obsługuje całkowicie w czystym pomieszczeniu. (Zdjęcie: ENGEL)

Ponieważ wkładki z gniazdem wykonane z POM nie mogą być od razu po wyjęciu z formy układane w stos, ENGEL zainstalował nad komorą produkcyjną U-kształtny przenośnik taśmowy jako odcinek chłodzenia końcowego. Stamtąd robot viper pobiera elementy i odprowadza je na większy dolny przenośnik taśmowy. (Zdjęcie: ENGEL)

Roboty viper 20 wykonują dwa zadania: wyjmowanie elementów wtryskowych z formy i przenoszenie schłodzonych elementów z odchłodzenia na taśmę wyładunkową. (Zdjęcie: ENGEL) / The viper 20 robots handle two tasks: removing the injection moulded parts from the mould and transferring the cooled parts from the post-cooling section to the discharge conveyor. (Picture: ENGEL)

Im mniejsza jest pojemność napełniania fiol, tym bardziej skomplikowany jest kształt formy do wkładek do gniazd. Gęsto rozmieszczone rdzenie wymagają bardzo precyzyjnych ruchów maszyny. (Zdjęcie: ENGEL) / Im mniejsza jest pojemność napełniania fiol, tym bardziej skomplikowany jest kształt formy do wkładek do gniazd. Gęsto rozmieszczone rdzenie wymagają bardzo precyzyjnych ruchów maszyny. (Zdjęcie: ENGEL)

Zastosowanie urządzeń do regulacji temperatury e-temp znacznie zwiększa efektywność energetyczną procesów regulacji temperatury. Podłączone do sterownika maszyny CC300 za pomocą OPC UA, urządzenia do regulacji temperatury dostosowują prędkość pompy do zapotrzebowania. (Zdjęcie: ENGEL) / The use of e-temp temperature control devices significantly increases the energy efficiency of the temperature control processes. Connected to the CC300 machine control unit via OPC UA, the temperature control devices adjust their pump speeds to the demand. (Picture: ENGEL)

Szafy sterownicze mają własne wymienniki ciepła, aby dalej ograniczyć turbulencje powietrza w czystym pomieszczeniu. (Zdjęcie: ENGEL) / The control cabinets have their own heat exchangers to further reduce air turbulence in the cleanroom. (Picture: ENGEL)

Od lewej: Holger Kast z ENGEL Deutschland, Marco Treuner i Joachim Lehmann z Röchling Medical. (Zdjęcie: ENGEL) / Od lewej do prawej: Holger Kast z ENGEL Deutschland, Marco Treuner i Joachim Lehmann z Röchling Medical. (Zdjęcie: ENGEL)

W pełni elektryczne maszyny wysokowydajne ENGEL łączą efektywność z precyzją. Kluczowe dla inwestycji w aż osiem maszyn e-motion jednocześnie była dla Röchling Medical jednak całościowa oferta, w tym digitalizacja. Przy produkcji systemów Nest-i-Tub dwie największe maszyny o sile zamknięcia 5000 kN wyróżniają się samoregulującymi się procesami temperowania.

Systemy Nest-i-Tub to opakowania na płynne farmaceutyki, podawane w fiolkach lub wstępnie napełnionych strzykawkach. W wyniku Covid-19 popyt na nie na całym świecie znacznie wzrósł, ponieważ również fiolki na szczepionki są oferowane w tej formie opakowania. Dla Röchling Medical w lokalizacji Brensbach w Odenwald systemy Nest-i-Tub stanowią nowe zastosowanie, które od produkcji wtryskowej wymaga przede wszystkim elastyczności. Skupiając się na fiolkach, w Röchling produkowane są wkładki do fiol w obecnie pięciu rozmiarach na dwie nowe w pełni elektryczne maszyny wtryskowe ENGEL e-motion. Podobnie jak jednorodne tace (Tubs) dla wszystkich rozmiarów nestów, które wymagają największej siły zamknięcia 5000 kN w całym zakresie produkowanych elementów. Aby móc elastycznie przygotować narzędzia, dwie maszyny przeznaczone do tego zastosowania zamówiono w rozmiarze 500 i wykonano identycznie. „Wkrótce obie maszyny o sile 5000 kN będą pracować 24/7 nad produkcją nestów i tubów”, mówi Marco Treuner, Kierownik Projektów Technicznych w Röchling Medical.

Dodatkowe funkcje zwiększają wydajność w czystym pomieszczeniu

Wymiary opakowań Nest-i-Tub są standaryzowane, aby można je było stosować w różnych typach linii napełniania i sterylizacji od różnych dostawców. Podczas całego procesu napełniania i przetwarzania fiolki pozostają w nestach, co zapobiega ich przewracaniu się lub stykaniu ze sobą. W strukturze plastra miodu fiolki, które najczęściej są wykonane ze szkła, są dobrze chronione. Na 50-ml pojemnik mieści się 16 fiol. Im mniejsza ilość napełniania, tym więcej fiol mieści się w opakowaniu i tym więcej komórek mają wkładki nestów. Do tego wymagającej geometrii elementów stosuje się POM. Materiał ten wytrzymuje czyszczenie przed procesem napełniania i jest jednocześnie ekonomiczny. Ze względu na dużą skurczliwość, POM stawia wysokie wymagania co do stabilności i powtarzalności procesu wtrysku. Do tego dochodzi projekt narzędzia z wieloma długimi, blisko siebie położonymi rdzeniami. „Potrzebujemy bardzo sztywnych płyt mocujących narzędzia i szczególnie małych średnic centrowania, aby uniknąć nadzwojeń na dużych płytach e-motion”, mówi Treuner. Maszyny e-motion, zaprojektowane do najwyższych wydajności, mają w standardzie bardzo sztywne płyty. Celowo dla zastosowania nest-i-tub w Röchling, ENGEL wyprodukował płyty z wyjątkowo małą średnicą centrowania 80 mm.

„ENGEL zaoferował nam najlepszy pakiet całościowy”, uzasadnia Joachim Lehmann, Dyrektor Business Unit Medical Europe w Röchling, decyzję o inwestycji. Dwie maszyny wtryskowe e-motion 500 w wersji czystego pomieszczenia są wyposażone w liniowego robota z serii viper oraz przenośniki GMP zgodne – oba z własnej produkcji i rozwoju ENGEL. Dodatkowo dla Röchling przygotowano specjalne rozwiązania, które jeszcze bardziej zwiększają efektywność zastosowania dużych maszyn w czystym pomieszczeniu. Kanały kablowe są osłonięte, mniejsze wiązki kabli są przewodzone w osłonach, a szafy sterownicze mają własne wymienniki ciepła, aby nie dochodziło do zakłóceń powietrza. Ponieważ elementy nestów podczas wyjmowania z narzędzia są jeszcze zbyt niestabilne do układania w stosy, nad jednostką zamknięcia zainstalowano dodatkowe U-kształtne przenośniki jako odcinek chłodzący. Dopiero 15 minut po wyjęciu z formy robot viper przejmuje elementy z taśmy chłodzącej i układa je w skrzynkach, korzystając z większych przenośników.

Asysta temperaturowa dla stabilnych procesów i większej efektywności energetycznej

Kluczowe dla trwałości wymagających elementów z POM jest oprócz bardzo wysokiej precyzji w pełni elektrycznych maszyn wysokowydajnych, bardzo stałe temperowanie, jak wyjaśnia Marco Treuner. „Musimy zapewnić powtarzalną jakość już na etapie produkcji”. Kontrole jakości są przeprowadzane wielokrotnie. Zarówno w fabryce w Brensbach, jak i u klienta. Jeśli klient – jak w obecnym zleceniu – znajduje się w USA, to między produkcją a kontrolą jakości upływa wystarczająco czasu, aby proces krystalizacji, czyli skurcz, został zakończony. W Röchling równolegle symulowana jest starzenie elementów przez sześć miesięcy za pomocą procesu temperowania.

Dla precyzyjnego i powtarzalnego prowadzenia temperatury Röchling Medical podjęło krok w kierunku digitalizacji. Obie maszyny pracują z iQ flow control, inteligentnym asystentem temperowania od ENGEL. Wyposażony w sześć dystrybutorów wody temperującej e-flomo oraz równie wiele urządzeń temperujących z serii e-temp, system samodzielnie kontroluje i reguluje warunki temperowania na całej partii produkcyjnej za pomocą oprogramowania, utrzymując stałe warunki temperowania. Różnica temperatur służy jako parametr regulacji dla dynamicznego indywidualnego temperowania obwodu.

W rozwiązaniu ENGEL maszyny wtryskowe i urządzenia temperujące komunikują się ze sobą za pomocą OPC UA. W ten sposób iQ flow control jest w stanie dostosować prędkość pompy w urządzeniach temperujących do rzeczywistego zapotrzebowania. Ta współpraca łączy stabilność temperowania z bardzo wysoką wydajnością i efektywnością energetyczną. „Już po krótkim okresie od uruchomienia widzimy, że pompy znacznie się wyłączają. Często pracują z zaledwie 30 procentami mocy zamiast na 100%”, relacjonuje Treuner. Decyzja o inwestycji w iQ flow control była podyktowana materiałem, ale korzyści dla firmy wynikające z oszczędności energii są znacznie większe. „Dbamy o to, aby nasz ekologiczny ślad produkcji był jak najmniejszy i uwzględniamy to również przy wyborze dostawców”, podkreśla Lehmann. Röchling posiada certyfikat ISO 50001. Wskaźniki zużycia energii maszyn e-motion wspierają systematyczne zarządzanie energią.

Maszyny medyczne mają priorytet

Nowe dwie duże linie produkcyjne są częścią kompleksowego pakietu, który ENGEL dostarczył do Brensbach w ostatnich tygodniach. Wszystkie osiem nowych maszyn e-motion o sile zamknięcia 1600, 2800 i 5000 kN są wykorzystywane w zastosowaniach w czystych pomieszczeniach do produkcji opakowań farmaceutycznych, diagnostycznych i medycznych. Oprócz systemów Nest-i-Tub, Röchling Medical produkuje m.in. stojaki na pipety i mikrotiterki na maszynach ENGEL. Jako centrum kompetencyjne w zakresie technologii wtrysku, zakład w Brensbach łączy produkcję wtryskową, montaż i narzędziownię. Tam standardem jest w pełni elektryczna technologia napędowa. Oprócz wysokiej precyzji, istotne jest minimalizowanie oleju w czystym pomieszczeniu. Dodatkowo szybkie ruchy maszyn są kluczowe. Podczas gdy elementy nestów mają cykle do 40 sekund, to dla tubów z cyklem 10 sekund wymagana jest bardzo wysoka wydajność.

Pod wpływem Covid-19 szczególnie dwie duże maszyny o sile 5000 kN były pod ogromnym naciskiem czasowym. „Na początku pandemii dostosowaliśmy nasze procesy i wprowadziliśmy priorytet dla maszyn medycznych we wszystkich zakładach”, mówi Holger Kast, inżynier sprzedaży w ENGEL Deutschland w Stuttgarcie. „Dla projektu Röchling przyspieszyliśmy realizację zamówień i odsunęliśmy na dalszy plan kwestie biurokratyczne”.

W celu szybkiego uruchomienia maszyn kolejny element od ENGEL to ich dwuczęściowa dostawa bez dodatkowych opłat. „Nasza klapa jest za mała na pełną, zamontowaną maszynę 5000 kN”, wyjaśnia Treuner. „Gdybyśmy musieli otworzyć czystą strefę, aby wprowadzić maszyny, wiązałoby się to z tygodniową przerwą w produkcji”. I to dla wielu produktów jednocześnie, ponieważ w dużej czystej strefie GMP-C znajduje się ponad dziesięć linii produkcyjnych.

Nie bez znaczenia jest również fakt, że systemowe rozwiązania skracają czas wprowadzenia produktu na rynek. „Mamy jednego centralnego partnera od ENGEL i komunikujemy się bezpośrednio”, mówi Lehmann. „Od początku cała linia produkcyjna była starannie zaprojektowana, a wszystkie komponenty dokładnie dopasowane. ENGEL ułatwił nam to już na początku. Przy skomplikowanych liniach produkcyjnych niewiele firm potrafi to zrobić tak szybko”.