Na włos

Tobias Lacroix, kierownik działu mikro-wtryskarek, jest w pełni zadowolony z nowej w pełni elektrycznej wtryskarki IntElect od Sumitomo (SHI) Demag: „Kluczowa jest najwyższa precyzja elementu, aby zapewnić fluidyczny projekt funkcjonalny szybkiego testu i tym samym zagwarantować wynik w 100% bezpieczny – i udało nam się to osiągnąć dzięki tej maszynie.” (Zdjęcie: Sumitomo (SHI) Demag) / Tobias Lacroix, kierownik działu mikro-wtryskarek, jest bardzo zadowolony ze swojej nowej w pełni elektrycznej wtryskarki IntElect od Sumitomo (SHI) Demag: „Część musi być niezwykle precyzyjna, aby dopasować się do fluidycznego projektu funkcjonalnego szybkiego testu. Tylko wysoce dokładny element może zagwarantować w 100% niezawodny wynik – i ta maszyna to zapewnia.” (Zdjęcie od Sumitomo (SHI) Demag)

Robot z sześcioma osiami i ramieniem zginanym pobiera gotowe elementy testowe z czterokomorowego formy i następnie umieszcza je na małym nośniku ładunku. (Zdjęcie: Sumitomo (SHI) Demag) / The six-axis articulated arm robot removes the finished test components from the 4-cavity mould and places them onto a small load carrier. (Photo by Sumitomo (SHI) Demag)

Jeśli nośnik ładunku jest w pełni załadowany, znika na taśmie transportowej w kierunku hali montażowej. Cały proces odbywa się w całkowicie zamkniętym układzie: kurz i inne zanieczyszczenia nie mają szans. (Zdjęcie: Sumitomo (SHI) Demag) / Once the load carrier is full, a conveyor belt transports it to an assembly hall. The entire process takes place in a fully enclosed setup: dust and other contaminations are kept out. (Photo by Sumitomo (SHI) Demag)

Podczas produkcji wgląd jest dozwolony tylko przez szybę. Warunki czystego pomieszczenia klasy 7 – od wtryskarki po automatyzację i montaż – zabraniają bliższego kontaktu. (Zdjęcie: Sumitomo (SHI) Demag) / During the active production, the process can only be supervised through a glass window. Under class 7 cleanroom conditions, the injection moulding machine, automation equipment and assembly, must not come into close contact with the operator. (Photo by Sumitomo (SHI) Demag)

W regularnych odstępach czasu operator maszyny pobiera próbki elementów szybkich testów, które są usuwane z procesu produkcyjnego za pomocą szuflady QS. Eksperci w firmowym laboratorium testowym dokładnie je sprawdzają. (Zdjęcie: Sumitomo (SHI) Demag)

Tutaj obowiązuje „nakaz zasłaniania twarzy”: pracownicy montują i pakują pod warunkami czystego pomieszczenia klasy 7 — nie może się do końcowych produktów dostać ani włos, ani kurz. (Zdjęcie: thinXXS) / W tym obszarze obowiązuje nakaz noszenia masek: pracownicy montują i pakują produkty w warunkach czystego pomieszczenia klasy 7 — produkty muszą być wolne od zanieczyszczeń, takich jak włosy czy kurz. (Zdjęcie: thinXXS)

Co wygląda jak dzieło z Muzeum Sztuki Współczesnej, faktycznie przedstawia delikatne kanały i struktury jednorazowego testu szybkoszybkiego — wyraźnie powiększone. (Zdjęcie: thinXXS) / To nie jest dzieło sztuki nowoczesnej, lecz powiększony obraz delikatnych kanałów i struktur jednorazowego testu szybkoszybkiego. (Zdjęcie: thinXXS)

Mikrostruktury, które gołym okiem nie są już widoczne, wypadają z formy wtryskowej przy każdym cyklu. Każda część jest niemal klonem swojej poprzedniczki. (Zdjęcie: thinXXS) / Te skomplikowane mikrostruktury są tak delikatne, że nie są już widoczne gołym okiem. Maszyna do wtrysku odtwarza te struktury przy każdym wystrzale. Są one praktycznie identyczne: każda część jest niemal kopią tej wyprodukowanej wcześniej. (Zdjęcie: thinXXS)

„Jesteśmy najlepsi wtedy, gdy chodzi o precyzję. Pokazujemy naszym klientom drogę od pierwszej koncepcji produkcji aż po korzystną seryjną produkcję wyrobów”, podsumowuje mocne strony thinXXS członek zarządu Dieter Cronauer. (Zdjęcie: thinXXS) / „Wyróżniamy się, gdy wymagana jest wysoka precyzja. Prowadzimy naszych klientów od początkowej koncepcji produkcji aż po opłacalną masową produkcję”, podsumowuje Dieter Cronauer, członek zarządu, mocne strony thinXXS. (Zdjęcie: thinXXS)

Mały, filigranowy, precyzyjny – w tych kategoriach myślą pracownicy thinXXS Microtechnology AG w Zweibrücken. Firma ta produkuje jednorazowe szybkie testy, między innymi do diagnostyki medycznej. Klienci to producenci farmaceutyczni i diagnostyczni, którzy np. opracowują metody wykrywania bakterii lub komórek nowotworowych we krwi. Aby umożliwić przejście od laboratorium do szpitali i gabinetów lekarskich, te metody muszą trafiać na rynek jako łatwe w obsłudze szybkie testy. Tu z pomocą przychodzi mikrotechnologiczna kuźnia blisko granicy francuskiej.

Założona jako spin-off działu wtryskarek Instytutu Mikrotechnologii w Moguncji w 2001 roku, firma rozpoczęła działalność z 13 pracownikami i od razu, według zarządu Dietera Cronauera, skoncentrowała się na segmencie, w którym czuła się najlepiej: „Od zawsze zajmujemy się mikrowtryskiem i montażem, to jest nasze know-how. W branży narzędziowej i formierskiej mamy unikalną cechę. Wiedzą o tym nasi klienci, dlatego nawet firmy z Kalifornii przyjeżdżają do nas do Zweibrücken.” Obecnie thinXXS zatrudnia 75 pracowników. Dział wtryskarek, montażu, logistyki i pakowania ma własną halę o powierzchni 350 m2, a popyt na płyty jest duży. 90 procent klientów pochodzi z Europy i Ameryki Północnej, w tym Daktari Diagnostics i Emerald BioSystems z USA, DST Diagnostische Systeme & Technologien GmbH z Niemiec oraz Trinean z Belgii. „Jesteśmy najlepsi, gdy chodzi o precyzję. Pokazujemy naszym klientom drogę od pierwszej koncepcji produkcyjnej do korzystnej seryjnej produkcji wyrobów. Ponieważ nasi klienci inwestują miliony w rozwój diagnostyki i na końcu dnia potrzebują wysokich marż sprzedażowych, aby ich inwestycje się opłaciły” – opisuje Cronauer swój biznes.

Niezbędne: najwyższa precyzja

Serce Zweibrücken stanowi dział wtryskarek. Własny dział narzędziowy w firmie tworzy formy z kanałami i strukturami w mikrometrowym zakresie. Z nich powstają makroskopowe elementy z mikrostrukturami, na przykład w formacie karty kredytowej. Ultraprecyzyjne frezy wycinają z projektów konstruktorów mikrostruktury w narzędziach. Gołym okiem nie da się już odróżnić tych drobnych geometrii w ich różnorodności.

W diagnostyce chodzi zawsze o niewielkie ilości. Kropla krwi musi wystarczyć, aby w ciągu minut stwierdzić, czy pacjent jest zakażony, a jeśli tak, to w jakim stopniu. Krew i substancja zawarta w magazynie płynu testu szybkiego mieszają się i w oddzielnej jednostce oceniającej szybko pokazują wynik – podobnie jak test ciążowy. Kanały z tworzywa sztucznego, które zawierają test, muszą umożliwiać przemieszczanie się określonych ilości płynu z określoną prędkością. Wyzwanie opisuje Tobias Lacroix, kierownik działu mikro-wtryskarek: „Kluczowa jest najwyższa precyzja elementu, aby zapewnić funkcjonalny design fluidyczny testu szybkiego i tym samym 100-procentowo bezpieczny wynik. Mowa o wymiarach mniejszych niż szerokość włosa i to przy bardzo wymagającej geometrii.”

Jest oczywiste, że przy tak zaawansowanym technicznie elemencie mikrostruktury, także maszyna wtryskowa musi spełniać wymagania. Każda drobinka kurzu w procesie produkcyjnym byłaby dla thinXXS katastrofą. Cały proces odbywa się więc w czystym pomieszczeniu. Maszyna wtryskowa do szybkiego testu bakteryjnego pochodzi od Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH z Schwaig. Znajduje się w czystym pomieszczeniu klasy 8 z dodatkową osłoną maszyny i całą automatyką, zapewniając warunki czystości klasy 7. Jest to w pełni elektryczna wtryskarka typu IntElect 100-180, dostarczona przez Sumitomo (SHI) Demag jako generalny wykonawca z systemem obsługi i automatyzacją.

Tolerancja elementu w mikrometrach

Za pomocą trzech różnych czteroosiowych narzędzi powstają na maszynie komponenty, z których pracownicy montują jednorazowy szybki test. Przy wadze wtrysku około 12 g, maszyna produkuje elementy testowe o masie 2,7 g w trybie trzyzmianowym. Dwie z grup składają się z naturalnego PMMA, trzecia z niebiesko barwionego polipropylenu. „Kluczowe dla nas było to, że dzięki wtryskarkom osiągamy ekstremalnie wysoką dokładność odwzorowania i powtarzalność z tolerancjami elementów w mikrometrach. Dodatkowo potrzebowaliśmy systemu automatyzacji, który bezpośrednio kieruje gotowe elementy do montażu, również w czystym pomieszczeniu klasy 7. Wybraliśmy Sumitomo (SHI) Demag, ponieważ przekonał nas opracowany przez nich koncept, termin dostawy w krótkim czasie, relacja cena-jakość oraz pozytywne doświadczenia z inną maszyną od Sumitomo (SHI) Demag. Obsługa techniczna z działu serwisowego jest naprawdę doskonała” – wyjaśnia Lacroix.

Za zamkniętymi drzwiami

Oczyszczony granulat trafia przez podajnik i dozownik do jednostki plastyfikującej IntElect. Narzędzie po stronie klienta jest podgrzewane wodą do około 90°C. Urządzenie jest połączone z wtryskarką przez interfejs CAN Bus. Przy stosunku L/D 20 i sile zamknięcia 1000 kN, IntElect produkuje elementy szybkiego testu w cyklach 16-sekundowych. Przełączany zamek zwrotny activeLock zapewnia, że od momentu rozpoczęcia wtrysku, stopiona masa nie może cofnąć się do ślimaka. Dla elementów takich jak te, kluczowa jest wysoka precyzja i stabilność procesu, aby utrzymać wąskie tolerancje.

Sześciostanowiskowy robot z ramieniem kątowym od Stäubli pobiera gotowe elementy z formy i odkłada je do małego pojemnika (KLT). Gdy pojemnik jest pełny, jedzie na linię podającą i trafia bezpośrednio do kolejnego stanowiska montażowego. Obszar pobierania, wraz z urządzeniem podającym, jest w pełni zamknięty. Dla regularnej kontroli jakości medycznych elementów, pracownik ds. kontroli korzysta z przycisku wymagań, który aktywuje szufladę QS. Pracownik wkłada szufladę do maszyny, robot odkłada na nią partię do sprawdzenia, tak aby zespół kontroli jakości mógł ją dokładnie obejrzeć i odrzucić. Czujniki monitorują, czy szuflada znajduje się w miejscu złożenia w kabinie, nadzorują stację odstawczą, linię podającą, chwytak robota i wyjęcie elementów z formy.

Cały proces odbywa się w pełni automatycznie za zamkniętymi drzwiami, widoczny tylko przez szybę w kabinie czystego pomieszczenia. Entuzjazm Lacroixa wobec dostawcy Sumitomo (SHI) Demag jest szczery: „Cały system działa absolutnie precyzyjnie i powtarzalnie. Przy walidacji GMP firma Sumitomo (SHI) Demag nas świetnie wspierała i wszystko przebiegło bez problemów. Podobało mi się, że mieliśmy kontakt z osobą odpowiedzialną za wszystkie kwestie techniczne i administracyjne całego systemu. Jestem naprawdę w pełni zadowolony!”