Sumitomo (SHI) Demag pokazuje już dziś przyszłość produkcji części medycznych

Zautomatyzowana i wysoce wydajna komórka produkcyjna do elementów medycznych z maszyną IntElect S w pełni elektryczną. / Fully automated and highly efficient production cell for medical technical parts with the all-electric IntElect S machine.

W ciągu około sześciu sekund na formie z 16 komorami wytwarzane są nakładki na strzykawki insulinowe. / Producing medical insulin syringe caps on a 16-cavity mould in a six second cycle time.

Die Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH, Schwaig, prezentuje na Fakuma 2021 w pełni zautomatyzowaną i wysokowydajną komórkę produkcyjną do elementów medycznych. W centrum uwagi znajduje się w pełni elektryczna wtryskarka IntElect S 100/460-250 oraz system automatyzacji firmy Waldorf Technik GmbH, Engen, oparty na opatentowanym systemie Vario Tip FSS. Eksponat targowy został bezkompromisowo zaprojektowany do produkcji części medycznych i wytwarza w czasie cyklu około sześciu sekund pokrywki do insulinowych strzykawek, tzw. Insulin-Caps, na narzędziu 16-częściowym.

FSS oznacza Floor Space Saving i opisuje znacznie zredukowane zapotrzebowanie na powierzchnię tego systemu Vario-Tip w porównaniu do modelu standardowego. Jednak jego wysoka funkcjonalność i zmienność pozostają nienaruszone. System wyróżnia się nieporównywalnym stopniem swobody dla różnych konfiguracji narzędzi i jednostek pakujących. Ponadto zawiera szereg unikalnych funkcji, które można dostosować do potrzeb klienta.

„Bezpośrednio po wyjęciu pokrywek z wtryskarki, chwytak do wyjęcia ujednolica przekazanie. Pokrywki są sortowane zgodnie z numerami komór i przekładane na przesuwany stół, a stamtąd – oczywiście bez zanieczyszczeń – umieszczane w rackach,” opisuje Anatol Sattel, Director Business Development Medical, przebieg procesu. „System dodatkowo posiada stację kontroli jakości (QS) bezpośrednio po wyjęciu, na której podczas automatycznej pracy można wyeliminować wszystkie 16 elementów. Na wyjściu z systemu czeka robot Sawyer-Cobot i wyjmuje napełnione racki z systemu.”

Uzupełnienie systemu automatyzacji stanowi integracja usługi Smart EVE Suite firmy Hahn Digital, spółki zależnej Hahn Group, Rheinböllen. Jest to innowacyjne rozwiązanie umożliwiające wdrożenie cyfrowej transformacji dla inteligentnej fabryki. Jednym z elementów jest EVE Analytics, które pozwala na monitorowanie urządzeń w różnych lokalizacjach w czasie rzeczywistym. Na indywidualnych pulpitach nawigacyjnych dostępne są dane procesowe i maszynowe, platformowo niezależne, oraz dodatkowe możliwości analizy.

„Dzięki zastosowaniu EVE Analytics można znacznie skrócić czas przestojów. Celowe powiadomienia w czasie rzeczywistym oraz niezależne od lokalizacji aktualizacje statusu umożliwiają szybkie reakcje. Analizy danych i pulpity nawigacyjne oparte na wskaźnikach gwarantują efektywny nadzór,” relacjonuje Sattel. System automatycznie przeprowadza analizę danych pod kątem powiązań przyczynowo-skutkowych i odchyleń od optymalnych ustawień. Na podstawie danych, za pomocą prognozujących analiz, wyciągane są wnioski, które zapewniają ciągłe zwiększanie wydajności produkcji.

Projekt cyfryzacji dla kompleksowej kontroli jakości i śledzenia produkcji części

„Zwłaszcza w branży medycznej niezbędna jest kompleksowa kontrola jakości i śledzenie produkcji części,” wyjaśnia Anatol Sattel. „W ramach naszego projektu cyfryzacji chcemy sprostać tym wymaganiom. Obecnie pracujemy nad opracowaniem pulpitu IoT, umożliwiającego analizę danych i wizualizację, przesyłanie i przechowywanie wiedzy oraz planowanie i prognozowanie konserwacji. Oprócz systemu wsparcia dla kroków pomocniczych, system będzie miał także inne autonomiczne funkcje.”

Zgodnie z Sattel, za pomocą interfejsu do maszyny można zbierać dane cyklu i czasu, które następnie wyświetlane są na aplikacyjnym pulpicie nawigacyjnym. Na początku służą one do przechowywania na serwerze danych, tworzenia KPI, wizualizacji danych na żywo, wyświetlania danych historycznych i trendów oraz ich analizy. Ponadto, pomocny jest przewodnik rozwiązywania problemów, który wspiera rozpoznanie i ocenę odchyleń od procesu.

Ale to nie koniec: w przyszłości Sumitomo (SHI) Demag planuje rozwój aplikacji wsparcia, systemów do ustawiania i optymalizacji procesów, wprowadzenie bazy danych materiałów i wiedzy oraz integrację narzędzi symulacyjnych dla zaawansowanych ustawień i głębszego wglądu w procesy. „Naszą wizją jest inteligentna maszyna, która samodzielnie będzie przewidywać jakość części, zużycie maszyn i awarie, a także dokonywać optymalizacji online,” mówi Sattel. „To pozwoli na zwiększenie stabilności procesu, poprawę jakości produktów i dostosowanie konserwacji.”

Zwiększona pojemność systemu odzysku energii zapewnia jeszcze lepszą efektywność

Pierwsze wyniki projektu cyfryzacji ilustruje w pełni elektryczna maszyna IntElect S 100t na stoisku Fakuma (B1-1105). Jednocześnie potwierdza ona kompetencje Sumitomo (SHI) Demag w zakresie zastosowań medycznych z ekstremalnie wąskimi tolerancjami i dużymi seriami produkcyjnymi. Wysokoprecyzyjna technologia napędu bezpośredniego zapewnia większą precyzję i powtarzalność, a tym samym wyższą jakość komponentów medycznych. Maszyna jest szczególnie czysta, chłodna, szybka i cicha.

Efektywność energetyczna i całkowite koszty eksploatacji (Total Cost of Ownership, TCO) są również znacznie poprawione dzięki wysokowydajnym napędom, co potwierdzają szeroko zakrojone testy trwałości maszyn i komponentów. „Śruby, które przeszły najbardziej rygorystyczne testy, nie wykazały oznak zużycia nawet po milionach cykli. Zwiększenie pojemności systemu odzysku energii nie tylko poprawiło wydajność, ale także wydłużyło żywotność elementów elektrycznych,” wyjaśnia Sattel. Dodatkowo, ulepszona regulacja temperatury wrzecion, silników i inwerterów zapewnia bezpieczną pracę maszyny nawet w najbardziej wymagających zastosowaniach.

„Dzięki bardziej równomiernej temperaturze pracy zużycie energii jest mniejsze, a odprowadzanie ciepła z klimatyzowanych pomieszczeń wymaga mniej energii,” relacjonuje ekspert. „W ten sposób koszty operacyjne również się obniżają.” Długowieczność i efektywność energetyczna są kluczowymi czynnikami, które pozwalają realizować hasło targowe „Act! Sustainably”. Sumitomo (SHI) Demag zobowiązało się do promowania innowacji z myślą o zrównoważonym rozwoju i produkcji maszyn, które przyczyniają się do tego celu. „Świadomość ekologiczna jest więc częścią naszej społecznej odpowiedzialności biznesu w ramach zrównoważonego rozwoju,” dodaje Sattel.

Ponadto, dyrektor ds. rozwoju biznesu medycznego zwraca uwagę na kolejny ważny aspekt: „Aby spełnić wyśrubowane normy zarządzania jakością i walidacji dla wyrobów medycznych zgodnie z ISO 13485, wprowadzono do maszyny nowe parametry użytkownika. W ten sposób procesy są utrzymywane w określonych zakresach, a operatorzy nie mogą bez autoryzacji dokonywać zmian w ciśnieniu, temperaturze, przepływie i szybkości chłodzenia. Umożliwia to realizację zwalidowanych procesów wtrysku dla zastosowań medycznych.”

System wielokrotnych igieł zapewniający maksymalną wydajność produkcji na minimalnej powierzchni

Narzędzie 16-częściowe prezentowane na stoisku Fakuma, służące do produkcji Insulin-Caps, dostarcza Kebo AG z Neuhausen am Rheinfall. W związku z trendem w medycynie do coraz mniejszych geometrii elementów i masy z krytycznymi tolerancjami oraz wysoką złożonością, szwajcarska firma rodzinna odpowiada na rosnące zapotrzebowanie na systemy zamknięcia igłowego i po raz pierwszy prezentuje nowy system Multivalve. Oferuje on najwyższą jakość kanałów, wysokie wolumeny produkcyjne dzięki sprawdzonej konstrukcji klastrów Kebo (średnica części koła 60 mm), kompaktowe rozmiary narzędzia dla możliwie najmniejszych wtryskarek oraz długą trwałość i wysoką łatwość konserwacji.

W przypadku systemu Multivalve zespół rozwojowy udało się zachować rozmiar istniejącego, otwartego, zwartego układu klastrów dla systemu igłowego. Bardzo małe odstępy między komorami umożliwiają maksymalną wydajność produkcji w odniesieniu do powierzchni narzędzia. Na targach prezentowana jest najwyższa wersja z ośmioma komorami na klaster – dostępne są również wersje z czterema lub sześcioma komorami, w zależności od geometrii elementu i pozycji wtrysku. Ponadto system oferuje unikalną możliwość bezpiecznego i prostego wyłączania poszczególnych komór.

Ze względu na preferencje rynku medycznego, zwłaszcza w czystych pomieszczeniach, Kebo mocuje dysze igłowe systemu wielokrotnego zamknięcia igłowego na płytce elektrycznej. Oprócz wysokiej precyzji, czystości i bezpieczeństwa procesu, rozwiązanie to wyróżnia się wysoką powtarzalnością, mniejszym zużyciem i bardzo dobrą kontrolą temperatury. Dodatkowo, prędkość igły jest indywidualnie regulowana. Alternatywą dla elektrycznego systemu zamknięcia igłowego jest pneumatyczne napędzanie.

Sterownik i system regulacji do zastosowań medycznych, zgodny z czystymi pomieszczeniami

Do sterowania igłami systemu grzewczego Kebo korzysta z regulatora M-Ax firmy Mold-Masters, Baden-Baden. Umożliwia on otwieranie i zamykanie igieł zgodnie z zdefiniowanymi profilami prędkości i ruchu oraz monitorowanie końcowych pozycji. Regulator z serii Tempmaster jest bardzo elastyczny i można go skonfigurować do dowolnej aplikacji bez konieczności programowania. Można nim sterować wszystkimi osiami liniowymi (np. wyciągami, wyrzutnikami) i obrotowymi (np. tarczami indeksującymi, stołami obrotowymi). Ponadto, urządzenie jest w pełni elektryczne, co czyni je odpowiednim do czystych pomieszczeń i zastosowań medycznych.

M-Ax zapewnia najwyższą precyzję i najprostsze opcje dostosowania do zautomatyzowanych narzędzi. Funkcjonalność sterowania osiami servo może być połączona z do 256 strefami regulacji temperatury. Do pełnej kontroli wszystkich funkcji wtrysku możliwe jest podłączenie do 64 wejść i wyjść. Dodatkowo, regulator jest bardzo wydajny i zużywa do 60 procent mniej energii. Powód to napędy servo, które zużywają energię tylko podczas ruchu. Do obsługi wielu narzędzi wystarczy jedno urządzenie, co zwiększa elastyczność. Oprócz kompaktowej konstrukcji, dotykowy ekran z dużymi symbolami umożliwia łatwą obsługę i intuicyjne sterowanie servo oraz temperaturą.

Łatwostrawny, zoptymalizowany pod kątem wydajności kopolimer PP do bezpiecznych wyrobów medycznych

Także tworzywo sztuczne, które jest używane na stoisku, jest specjalnie przystosowane do zastosowań medycznych i charakteryzuje się wskaźnikiem płynięcia topnienia 70 g / 10 min, co ułatwia wypełnianie 16-komorowego formy. Dostawcą jest Borealis AG, Wiedeń. „Używamy polipropylenu o nazwie Bormed. Wspólnie z naszym partnerem pomyślnie przeprowadziliśmy testy na końcówkach pipet,” mówi Sattel.

Ten łatwostrawny, heterofazowy kopolimer PP został specjalnie opracowany przez Borealis, aby wspierać klientów z sektora zdrowia w przestrzeganiu unijnych przepisów dotyczących wyrobów medycznych (MDR) i diagnostyki in vitro (IVDR), zwiększając tym samym bezpieczeństwo pacjentów. Pod kątem wydajności maszyn, wysoka płynność materiału optymalizuje czas cyklu. Ponadto, Bormed zapewnia lepszą odporność na uderzenia elementów wtryskowych.