Sumitomo (SHI) Demag svela il futuro della produzione di parti mediche

Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH presenta a Fakuma 2021 una cella di produzione completamente automatizzata e altamente efficiente per pezzi tecnici medicali. Sotto i riflettori è la pressa a iniezione completamente elettrica IntElect S 100/460-250, dotata di un sistema di automazione di Waldorf Technik GmbH, Engen, e basata sul sistema brevettato Vario Tip FSS. Questa macchina è stata progettata specificamente per produrre tappi per siringhe di insulina su uno stampo a 16 cavità in un tempo di ciclo di sei secondi.

FSS è l'acronimo di Floor Space Saving e racchiude lo spazio significativamente ridotto di questa costruzione Vario-Tip rispetto a un modello standard. Tuttavia, la sua elevata funzionalità e variabilità rimangono. Il sistema si distingue per l'insuperabile libertà di accogliere diverse configurazioni di utensili e unità di imballaggio. Inoltre, include una serie di caratteristiche uniche e specifiche per il cliente che possono essere applicate.

Subito dopo aver estratto i tappi dalla pressa a iniezione, la pinza di prelievo li trasferisce in ordine. I tappi vengono messi in sequenza in base ai numeri delle cavità su una tavola scorrevole e da lì collocati in rack, mantenendo l'ordinamento di ogni singola cavità. Anatol Sattel, Director Business Development Medical, descrive il processo: "Dopo il riempimento, i pezzi vengono controllati per verificare la presenza di eventuali danni utilizzando una telecamera Kitov. Al momento di espellere tutti e 16 i pezzi, il sistema dispone di una stazione di garanzia della qualità (QA). Un cobot Sawyer attende poi all'uscita del sistema e rimuove i rack riempiti dal sistema".

Il sistema di automazione è completato dall'integrazione della Smart Services EVE Suite di Hahn Digital, una consociata del Gruppo Hahn, Rheinböllen. Questa soluzione innovativa supporta i clienti nelle loro strategie di trasformazione digitale e di produzione intelligente. Un componente, EVE Analytics, consente di monitorare in tempo reale gli impianti di più sedi. Creando cruscotti individuali, vengono acquisiti i dati indipendenti dei processi e delle macchine, con ulteriori opzioni di analisi.

L'utilizzo di EVE Analytics consente di ridurre notevolmente i tempi di inattività. Le notifiche mirate in tempo reale e gli aggiornamenti di stato indipendenti dalla sede consentono risposte più rapide. "L'analisi dei dati e i cruscotti basati su KPI garantiscono un monitoraggio efficiente", spiega Sattel. Il sistema esegue automaticamente un'analisi dei dati sulle correlazioni e sulle deviazioni dalle impostazioni ottimali. Con l'aiuto dell'analisi predittiva, i dati possono essere utilizzati per ottenere informazioni utili a mantenere una produzione continua.


Progetto di digitalizzazione per il controllo qualità completo e la tracciabilità dei componenti


"Soprattutto nel campo della tecnologia medica, il controllo qualità completo e la tracciabilità della produzione dei componenti sono indispensabili", spiega Anatol Sattel. "Il nostro progetto di digitalizzazione soddisfa ampiamente questi requisiti. Attualmente stiamo lavorando allo sviluppo di un cruscotto IoT che consentirà l'analisi e la visualizzazione dei dati, il trasferimento e l'archiviazione del know-how, la pianificazione e la previsione della manutenzione. Oltre al sistema di assistenza guidata che fornisce passi chiari, saranno incorporate anche altre funzioni autonome".

Secondo Sattel, i dati in funzione del ciclo e del tempo possono essere raccolti tramite l'interfaccia della macchina e mappati tramite un cruscotto basato su App. Inizialmente, queste possono essere utilizzate per l'archiviazione dei dati sul server, la creazione di cruscotti KPI, la visualizzazione dei dati in tempo reale e la visualizzazione dei dati storici e dell'analisi delle tendenze. Inoltre, una guida alla risoluzione dei problemi aiuta a risolvere e valutare le deviazioni del processo.

Guardando al prossimo futuro, Sumitomo (SHI) Demag prevede di sviluppare le App di assistenza, un sistema per l'impostazione e l'ottimizzazione dei processi, l'introduzione di una libreria di materiali e conoscenze, nonché l'integrazione di strumenti di simulazione per impostazioni avanzate e approfondimenti sui processi. "La nostra visione è quella di una macchina intelligente in grado di fare previsioni autonome sulla qualità dei pezzi, sull'usura della macchina e sui guasti e di eseguire ottimizzazioni online", afferma Sattel. "Ciò consente di aumentare la coerenza del processo, di migliorare la qualità del prodotto e di regolare di conseguenza la manutenzione".


L'aumento della capacità del sistema di recupero dell'energia garantisce un'efficienza ancora migliore


I primi risultati del progetto di digitalizzazione sono illustrati in modo impressionante sulla macchina IntElect S 100t completamente elettrica presso lo stand di Fakuma (B1-1105). Allo stesso tempo, questa vetrina dimostra la competenza di Sumitomo (SHI) Demag nella produzione di massa di applicazioni medicali con tolleranze estremamente ristrette. La tecnologia ad alta precisione dell'azionamento diretto garantisce una maggiore precisione e ripetibilità, con il risultato di componenti medicali di qualità superiore. Il sistema è particolarmente pulito, fresco, veloce e silenzioso.

Anche l'efficienza energetica e il costo totale di proprietà (TCO) sono notevolmente migliorati dagli azionamenti ad alte prestazioni, confermati da test completi sulla durata delle macchine e dei componenti. I mandrini testati nelle condizioni più difficili non hanno mostrato alcun segno di usura visibile anche dopo milioni di cicli. "L'aumento della capacità del nostro sistema di recupero dell'energia non solo ha migliorato l'efficienza, ma ha anche aumentato la longevità dei componenti elettrici di IntElect", spiega Sattel. Inoltre, il miglioramento del controllo della temperatura dei mandrini, dei motori e degli inverter contribuisce a garantire un funzionamento sicuro della macchina, anche nelle applicazioni più impegnative.

"Grazie alla temperatura di funzionamento più costante, il consumo di energia si riduce, in quanto è necessario dissipare meno calore dagli ambienti climatizzati", riferisce l'esperto. "La longevità e l'efficienza energetica sono fattori decisivi per raggiungere le nostre ambizioni Act! Sustainably". Sumitomo (SHI) Demag si impegna a sviluppare innovazioni sostenibili per il futuro, producendo macchine che contribuiscono a questo obiettivo. La consapevolezza ecologica e ambientale fa parte di questo programma di responsabilità sociale d'impresa", afferma Sattel.

Inoltre, il direttore dello sviluppo del settore medicale sottolinea un altro aspetto importante. Per conformarsi agli standard espliciti di gestione e convalida della qualità ISO 13485 per i dispositivi medici, sono stati introdotti nuovi parametri di utilizzo della macchina. I processi sono mantenuti entro determinate larghezze di banda e gli operatori non possono, senza autorizzazione, apportare modifiche a pressione, temperatura, flusso e velocità di raffreddamento. "Aderendo ai processi di stampaggio a iniezione convalidati per le applicazioni mediche", aggiunge Sattel.


Sistema di chiusura ad aghi multipli per la massima produzione di pezzi in uno spazio minimo


Kebo AG, Neuhausen am Rheinfall, fornisce lo stampo a 16 cavità per la produzione di capsule per insulina alla fiera Fakuma. Con la tendenza della tecnologia medica a puntare su geometrie e pesi dei pezzi sempre più piccoli, con tolleranze critiche ed elevata complessità, l'azienda svizzera a conduzione familiare presenta un nuovo sistema Multivalve. Rispondendo all'aumento della domanda di sistemi di valvole ad ago, offre una qualità del canale di colata di prima classe, elevati volumi di produzione - grazie al collaudato design del cluster Kebo (diametro del cerchio del passo 60 mm) - e un utensile di dimensioni compatte per adattarsi alle macchine di stampaggio a iniezione più piccole possibili. Inoltre, convince per la sua lunga durata e l'elevata facilità di manutenzione.

In questo sistema Multivalve, il team di sviluppo è riuscito a mantenere i requisiti di spazio del cluster aperto, compatto e con chiusura ad ago esistente. La piccola distanza tra le cavità garantisce la massima produzione di pezzi per una superficie di utensili di queste dimensioni. La mostra mostrerà lo stadio di massima espansione con otto cavità per cluster. Sono possibili anche quattro o sei cavità, a seconda della geometria del pezzo e della posizione di iniezione. Il sistema può anche posizionare in modo semplice e sicuro singole cavità.

Poiché il mercato medicale richiede in genere soluzioni completamente elettriche, soprattutto nelle camere bianche, Kebo aziona gli ugelli di chiusura dell'ago tramite una piastra elettrica. Oltre all'alta precisione, alla pulizia e all'affidabilità del processo, questa soluzione offre un'elevata ripetibilità, una minore usura e un ottimo controllo della temperatura. Inoltre, la velocità dell'ago è regolabile individualmente. In alternativa alla chiusura elettrica dell'ago, è disponibile un azionamento pneumatico dell'unità.


Controllo della camera bianca regolato per applicazioni predeterminate di tecnologia medica


Per controllare le chiusure ad ago del canale caldo nello stampo, Kebo utilizza l'unità di controllo M-Ax progettata da Mold-Masters, Baden-Baden. Questa unità apre e chiude gli aghi del canale caldo a velocità e profili di movimento definiti, monitorando la posizione finale. Il controllore della serie Tempmaster è molto flessibile, può essere impostato per qualsiasi applicazione e non richiede conoscenze di programmazione. Controllando tutti gli assi lineari (ad esempio, tira anime, espulsori) e rotativi (ad esempio, piastre di indice, piastre rotanti), l'unità M-Ax completamente elettrica è ideale per gli ambienti delle camere bianche e quindi per le applicazioni mediche regolamentate.

M-Ax offre la massima precisione e le più semplici opzioni di personalizzazione automatica degli utensili. La funzionalità di controllo dei servoassi può essere combinata con un massimo di 256 zone di controllo della temperatura. È possibile gestire fino a 64 ingressi e uscite, offrendo un controllo completo di tutte le funzioni di stampaggio a iniezione. Inoltre, il controllore è molto efficiente e consuma fino al 60% di energia in meno. Ciò è dovuto ai servoazionamenti, che richiedono elettricità solo in caso di movimento. Un dispositivo può essere utilizzato per diversi stampi, aumentando la sua flessibilità. Oltre al design compatto, il touchscreen con simboli di grandi dimensioni garantisce un funzionamento semplice e un controllo intuitivo di servo e temperatura.


Copolimero PP a flusso facile, ottimizzato per le prestazioni e sicuro per il settore medicale


I granuli di plastica utilizzati nello stand sono particolarmente adatti alle applicazioni mediche e sono caratterizzati da una velocità di fusione di 70 g/10 min per facilitare il riempimento completo dello stampo a 16 cavità. Fornito da Borealis AG, Vienna, Sumitomo (SHI) Demag ha già collaborato con questo partner per testare con successo i puntali per pipette utilizzando il materiale con marchio Bormed, evidenzia Sattel.

Un copolimero PP etero-fasico ad alta fluidità sviluppato specificamente da Borealis aiuta i clienti del settore sanitario a conformarsi alle normative europee sui dispositivi medici (MDR) e sulla diagnostica in vitro (IVDR), aumentando così la sicurezza dei pazienti. Offrendo una migliore fluidità e un'elevata resistenza agli urti, dal punto di vista delle prestazioni della macchina, l'elevata capacità di flusso del materiale ottimizza il tempo del ciclo di produzione.

Sattel conclude: "Dalla nostra ultima grande esposizione, il settore medicale ha affrontato alcune sfide significative legate alle pandemie, oltre all'introduzione di nuove normative europee sui dispositivi medici. Ciononostante, la nostra struttura di vendita incentrata sul settore ci ha permesso di reagire rapidamente e di applicare la nostra competenza ed esperienza nel settore in modo molto più mirato ed efficiente a vantaggio dei nostri clienti del settore medicale. Inoltre, il nostro programma di collaborazione con i nostri principali partner industriali continua a sostenere progetti di trasformazione, mantenendo la posizione di partner preferenziale di SDG e trasmettendo il nostro messaggio di lunga data che siamo i "più facili da lavorare".