Wtryskarki do komór ciśnieniowych Wickert: kluczowa technologia dla przetwarzania elastomerów

Tak wyglądają typowe elementy, które mogą być wykonane na prasach czystego pomieszczenia Wickert. Branże to m.in. przemysł farmaceutyczny, medyczny, biotechnologiczny itp. Wickert odnotowuje również rosnące zapotrzebowanie na takie produkty – a co za tym idzie, także na jego prasy. (Zdjęcie: Wickert)

Prasy do czyszczenia powietrza od Wickert Maschinenbau z Landau są również całkowicie zamknięte. Tak zwana strefa szara nie może zanieczyścić czystego pomieszczenia. To jednak tylko niektóre cechy, które pozwalają maszynom przetwarzać elastomery w wrażliwych środowiskach. (Zdjęcie: Wickert)

Tak wygląda na przykład w pełni czysta hydrauliczna prasa od Wickert Maschinenbau. Aby w tych wrażliwych obszarach nie mogło dojść do niepowodzenia, obudowa wykonana jest ze stali nierdzewnej. Jej kontury są również zaprojektowane tak, aby ułatwić czyszczenie. Ale to jeszcze nie wszystko … (Zdjęcie: Wickert)

Wickert Maschinenbau odnotowuje wyraźny wzrost zapotrzebowania na specjalistyczne prasy hydrauliczne do przetwarzania elastomerów w warunkach czystego pomieszczenia. Urządzenia te są wykorzystywane głównie do produkcji systemów zamykających dla opakowań farmaceutycznych, w produkcji bipolarnych płyt do ogniw paliwowych lub też w elementach uszczelniających i maszynowych do produkcji w przemyśle półprzewodnikowym. 

Podłożem jest rosnące zainteresowanie wysokiej jakości komponentami opakowaniowymi dla drogich i wrażliwych substancji leczniczych. Potrzebne są również coraz liczniejsze czyste pomieszczenia, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na spersonalizowaną medycynę, taką jak jednorazowe, wypełnione strzykawki do samodzielnego leczenia. Już pandemia COVID-19 uświadomiła znaczenie technologii w produkcji tych wyrobów za pomocą technologii próżniowych pras kompresyjnych.

Hydrauliczne prasy czyste są wykorzystywane między innymi do produkcji farmaceutycznych systemów zamykających z kauczuku butylowego (IIR) i bromobutylowego (BIIR). Ponadto służą do produkcji folii uszczelniających dla bipolarnych płyt z elastomerów oraz membran zaworowych z politetrafluoroetylenu (PTFE) do zastosowań w przemyśle chemicznym i medycznym. Na tych urządzeniach wytwarzane są również połączenia gumowo-metalowe do produkcji półprzewodników.

Rozwiązania na miarę

Hydrauliczne prasy światowego lidera w dziedzinie pras czystych pomieszczeń są wykorzystywane w przetwarzaniu elastomerów szczególnie wtedy, gdy obowiązują bardzo wysokie standardy jakości. Spełniają najwyższe wymagania dotyczące precyzji, jednorodności temperatury i bezpieczeństwa procesu w wrażliwych zastosowaniach. Ponadto są zaprojektowane tak, aby umożliwić precyzyjne przetwarzanie elastomerów w czystych pomieszczeniach do klasy czystości powietrza 6 według ISO 14644-1.

Wickert projektuje i produkuje urządzenia głównie jako maszyny specjalne lub w bardzo małych seriach zgodnie z indywidualnymi wymaganiami klienta. Ze względu na modułową budowę mogą być konfigurowane na różne sposoby.

Osiągają temperatury przetwarzania do 500 °C, siły nacisku do 100 000 kN oraz równoległości planów do 0,025 mm/m. Do procesu vulkanizacji wrażliwych mieszanek stosuje się komory próżniowe o podciśnieniu do 990 mbar. Zapobiega to wprowadzeniu powietrza, nawet przy skomplikowanych kształtach, i optymalizuje wykorzystanie droższych mieszanek.

Kluczowym kryterium jest równomierne prowadzenie temperatury w narzędziu. Nowoczesne systemy wieloobszarowe i sterowanie w pętli zamkniętej zapewniają uniknięcie odchyłek temperatury powyżej ± 1 K. Przy typowych temperaturach przetwarzania do 230°C przekroczenie wąskich tolerancji może negatywnie wpłynąć na vulkanizację i prowadzić do odpadów. Absolutna kontrola tych kluczowych wskaźników wydajności (KPI) jest zatem gwarancją stałej, bezpiecznej jakości procesu.

Urządzenia zamknięte

Całkowicie zamknięte prasy z wbudowanym wykończeniem ze stali nierdzewnej integrują się bezproblemowo z koncepcjami czystych pomieszczeń. W miarę możliwości unika się stosowania środków pomocniczych i smarnych. Gdy są one niezbędne, używa się wyłącznie materiałów nietoksycznych i bezpiecznych dla organizmu. Ruchome części maszyn są tak zaprojektowane, aby zapobiec wydostawaniu się środków smarnych lub pomocniczych. Udaje się to dzięki wysokiej jakości systemom uszczelniającym i odciągającym.

Przestrzeń serwisowa, zwana szarą strefą, oraz obszar produkcyjny w czystym pomieszczeniu są ściśle odseparowane, aby zapobiec zanieczyszczeniom. Pompy hydrauliczne, szafy sterownicze i systemy sterowania znajdują się na tylnej stronie prasy, podczas gdy obszar czysty, w którym przetwarzane są mieszaniny, jest wyłącznie przeznaczony do produkcji. Konstrukcja wnętrza prasy spełnia wszystkie wymagania dotyczące łatwego czyszczenia: unika się miejsc z zakamarkami i martwymi punktami, w których mogłyby się gromadzić potencjalne zanieczyszczenia.

Automatyzacja zmniejsza ilość cząstek

Około połowa nowych urządzeń dostarczanych przez Wickert jest częściowo lub całkowicie zautomatyzowana. Magnetyczne płyty mocujące umożliwiają szybkie wymiany ferromagnetycznych narzędzi w ciągu kilku minut. Systemy do automatycznego nakładania środków oddzielających zapewniają powtarzalność i stałość procesów. Proces ten odbywa się przy zamkniętym polu działania, a zintegrowany system odciągu aerozolu skutecznie zapobiega zanieczyszczeniu pomieszczenia produkcyjnego mgłą rozpylaną.

Lustrzane interfejsy człowiek-maszyna (HMI) po stronie szarej strefy i czystego pomieszczenia dodatkowo zmniejszają ilość cząstek. W ten sposób personel przygotowujący formy może wykonywać wszystkie niezbędne czynności z poziomu szarej strefy.

Nadzór zgodny z GMP

Nowoczesne urządzenia wykorzystują KPI i funkcje jakościowe do wczesnego wykrywania nieprawidłowych parametrów procesu. Wszystkie istotne dane są dokumentowane w sposób zabezpieczony przed manipulacją, zgodnie z zasadami Dobrej Praktyki Produkcyjnej (GMP). Macierz poziomów dostępu zapewnia, że zmiany w danych maszynowych lub recepturach mogą dokonywać wyłącznie uprawnione osoby. Funkcja „Audit-Trail” umożliwia również monitorowanie i rejestrowanie działań operatorów.

Wielostopniowe prasy na ograniczonej przestrzeni

Stałe połączenia rurowe zastępują tradycyjne przewody elastyczne, eliminując konieczność ich wymiany co sześć lat. To obniża koszty eksploatacji i zwiększa dostępność maszyn. Ze względu na ograniczoną przestrzeń w czystym pomieszczeniu, zoptymalizowane pod względem powierzchni podwójne prasy wielostopniowe oferują możliwość podwojenia mocy produkcyjnej na tej samej powierzchni.

W przyszłości więcej automatyzacji

Wickert przewiduje znaczne postępy w nadzorze procesów wspomaganym sztuczną inteligencją i w zakresie efektywności energetycznej w nadchodzących latach. Firma oczekuje również, że niedobór wykwalifikowanej siły roboczej oraz rosnąca różnorodność wariantów elementów będą napędzać popyt na automatyzację. Dzięki inteligentnym koncepcjom przygotowania form, automatyzacja stanie się coraz bardziej opłacalna nawet przy mniejszych seriach produkcyjnych.

Dzięki ciągłym udoskonaleniom i szerokim możliwościom modernizacji istniejących urządzeń, Wickert przewiduje, że hydrauliczne prasy do przetwarzania elastomerów w warunkach czystych pomieszczeń będą odgrywać kluczową rolę również w przyszłości.