Przemysł 4.0 - Cleanroom dla Promolding

Connect 2 Cleanrooms (C2C) otrzymał od Promolding BV zlecenie na realizację inteligentnego rozwiązania czystej strefy do produkcji urządzeń medycznych z okresem eksploatacji do 2032 roku.

Skuteczna kontrola kontaminacji była kluczowa, ponieważ Promolding produkuje optyczne krümmerki do urządzeń okulistycznych. Te precyzyjne elementy mają utrzymywać ciśnienie oka podczas operacji usunięcia soczewki i są wyposażone w najdelikatniejsze naczynia i membrany.

Przez okres dziewięciu miesięcy C2C wspólnie z klientem opracowało niezawodne i inteligentne środowisko czystej strefy, które można łatwo zintegrować z istniejącymi maszynami i robotami ENGEL w Promolding.

Obecnie czysta strefa stanowi długoterminową inwestycję w przyszłość. Dlatego cechy projektowe zostały zoptymalizowane tak, aby zapewnić wysoką wydajność środowiska czystej strefy przez wiele lat.

Metoda

1. Jednostopniowa wtryskarka (80 ton) do produkcji elementu z tworzywa sztucznego
2. Dwustopniowa wtryskarka (300 ton) do produkcji drugiego elementu, składającego się z dwóch tworzyw sztucznych (wtrysk, obróbka obrotowa i ponowne wtryskiwanie)
3. Roboty pobierają elementy wtryskowe i odkładają je na zautomatyzowaną taśmę przenośnikową, aby transportować je do głównego obszaru
4. Elementy są montowane i spawane, a następnie pakowane

Rozwiązanie

Każda wtryskarka posiada stałe i ruchome pokrywy z filtrem HEPA.

Zautomatyzowane przesuwne pokrywy HEPA-lite™ umożliwiają dostęp do narzędzi od góry. Są one obsługiwane za pomocą elementu sterującego z dwoma prowadnicami liniowymi (Master i Slave). Przesuwają one system filtracji do pozycji otwartej lub zamkniętej.

Pokrywy posiadają skuteczne mechanizmy bezpieczeństwa, które wysyłają sygnały podczerwieni do elementów sterujących. Gdy sygnały te zostaną przerwane np. przez robota lub operatora, wszelkie ruchy pokrywy są dezaktywowana, aby zapobiec wypadkom.

Pokrywy są wprowadzane do głównej części czystej strefy, gdzie znajdują się zespół montażowy, urządzenie do spawania tworzyw sztucznych oraz linia pakująca.

Przemysł 4.0

Przemysł 4.0 to czwarta rewolucja przemysłowa – cyfrowa transformacja. Pod tym pojęciem rozumie się zastosowanie automatyzacji, inteligentnych fabryk, systemów cyfrowych, sensorów, robotyki, danych i zdalnego sterowania. Celem jest zwiększenie wydajności produkcji, optymalizacja planowania i prognozowania lub uzyskanie przewagi konkurencyjnej.

W tym przypadku C2C zastosowało techniki Przemysłu 4.0 i opracowało czystą strefę z automatycznymi pokrywami, które można było zintegrować z robotyką Promolding. Dzięki temu zredukowano ryzyko błędów ludzkich. Ponadto zoptymalizowano jakość i spójność końcowego produktu.

Czysta strefa wyposażona jest w inteligentny system cyfrowy ECO od C2C. Ma on zapewnić, że środowisko jest obsługiwane z maksymalną wydajnością. W tym celu na bieżąco monitorowane są warunki pracy w kluczowym otoczeniu w czasie rzeczywistym. Gdy któryś z parametrów przekracza ustawiony próg, generowany jest alarm.

Wszystkie istotne parametry sterowania dla trzech stref są wyświetlane graficznie na ekranie dotykowym, co umożliwia użytkownikom pełną kontrolę, wykrywanie błędów i wykonywanie diagnostyki. Wszystkie dane dotyczące wydajności systemu są rejestrowane i mogą być pobierane.

Inteligentna maszyna do odlewania rozpoznaje błędy produktu i odkłada wadliwe wyroby do stalowej szuflady do kontroli. Podczas produkcji personel jest powiązany z maszyną. Dostęp do wzorcowych pojemników jest możliwy z zewnątrz przez HEPA-lite™, co umożliwia bezpieczne usunięcie wadliwych części lub wzorców bez przerywania produkcji.

Planowane jest pełne zautomatyzowanie wszystkich procesów w głównym obszarze czystej strefy w przyszłości.

Wyzwania i sukcesy

Główny obszar czystej strefy został zainstalowany pod antresolą, dzięki czemu sufit jest mocowany do korytarza powyżej i jest podwieszony na 56 prętach mocujących. W ten sposób można było zabezpieczyć sufit i zapewnić, że przestrzeń nie musi opierać się na wewnętrznych słupach. Umożliwiło to zachowanie otwartego układu przestrzeni.

C2C współpracowało przy opracowaniu systemu konstrukcyjnego z inżynierem budownictwa. Cztery główne słupy budynku zostały wykorzystane do zapewnienia zasilania czystej strefy np. w gniazdka i sprężone powietrze.

System pokrywy HEPA-lite™ i główny obszar czystej strefy zostały zaprojektowane tak, aby przy rosnącym zapotrzebowaniu pomieścić dwie dodatkowe jednostki wtryskowe.

Dzięki udanej współpracy z ENGEL, C2C zintegrowało HEPA-lite™ z maszynami wtryskowymi, eliminując konieczność podnoszenia podłogi.

Podpory podłogowe mogły utrudniać dostęp do pokryw i regularne kalibracje. Dlatego pełny dostęp do maszyny jest dużą zaletą. Ruchy były amortyzowane za pomocą gumowych podkładek, co zapobiegało wpływowi na pokrywy.

Chociaż był to precyzyjny system, główny obszar został ukończony w ciągu czterech tygodni, a pokrywy HEPA-lite™ w ciągu dwóch tygodni.

- Klasa ISO 14644-1:2015: 7
- Całkowita powierzchnia: 279,42 m² (19,27 m x 14,5 m x 2,825 m). Odległość wewnętrzna od 2,5 m
- Wewnętrzny obszar przebieralni: 13,86 m² (6,860 m x 2,02 m).
- Wymiana powietrza na poziomie 99 przy prędkości powietrza 0,45 m/s w głównym obszarze
- 70 opraw LED 20 W (temperatura barwowa 6500 K) zgodnie z aktualnym oświetleniem w budynku Promolding
- 42 wentylatory sufitowe HEPA z regulacją prędkości
- Cztery pojemniki transakcyjne obok taśm przenośnikowych
- Drzwi rolowe do wejścia/wyjścia towarów
- System ECO z automatycznymi klapami przesuwanymi przy jednostkach HEPA-lite™
- Dwie zautomatyzowane pokrywy HEPA-lite™, które zapewniają czyste powietrze podczas produkcji i ograniczają kontaminację, wykluczając w dużej mierze otoczenie zewnętrzne podczas wymiany narzędzi.
- Cztery metry wysokie czyste pomieszczenia, w których znajdują się maszyny ENGEL i pokrywy HEPA-lite™.
- Kable ukryte za szarą klapką systemu filtracji, zapewniając łatwą w czyszczeniu powierzchnię i estetykę zgodną z zakładem.
- Poszczególne zautomatyzowane jednostki HEPA-lite do maszyn wtryskowych są sterowane za pomocą paneli operatorskich. Wszystkie wyposażone są w awaryjne ręczne uruchomienie dla bezpieczeństwa.
- Czujniki zbliżeniowe po bokach jednostek HEPA-lite wyposażone w diody LED, które wizualnie wskazują, gdy pokrywy HEPA-lite™ są na miejscu. Pokrywy posiadają również mechanizm bezpieczeństwa, który dezaktywuje siłowniki, gdy pokrywa jest zablokowana.

C2C posiada ponad 15 lat doświadczenia w dostarczaniu rozwiązań kontroli kontaminacji dla kluczowych środowisk w sektorze maszynowym.