En mettant en commun leur expertise en ingénierie et leurs ressources technologiques, Schöttli, en collaboration avec Sumitomo (SHI) Demag et HEKUMA, s’est lancé dans ce projet de partenariat axé sur la rapidité et, par conséquent, sur la capacité à augmenter la production annuelle de pointes. « Cela nécessite une technologie de canaux chauds de pointe, un système de purge de premier ordre, des capacités d’alignement du refroidissement ainsi qu’une fiabilité maximale », déclare Benjamin Beverborg, responsable des comptes stratégiques chez Schöttli. En unissant leurs forces, les trois entreprises ont réuni le meilleur de la technologie pour créer davantage de valeur dans leur ensemble.
« Bien qu’il n’y ait pas d’exclusivité, en tant qu’entreprises technologiques partageant les mêmes valeurs, nous étions impatients de démontrer la valeur ajoutée que l’on peut obtenir lorsque nous collaborons et repoussons les limites de l’innovation pour résoudre un défi spécifique lié à la production d’embouts », commente Anatol Sattel, directeur du développement commercial médical chez Sumitomo (SHI) Demag.
S’appuyant sur leurs atouts complémentaires, cette cellule de production exceptionnelle de pointes de pipettes en salle blanche intègre un moule à 32 cavités de Schöttli utilisant une technologie exclusive de regroupement de 8 cavités. La conception en cluster réduit les temps d’arrêt en permettant l’accès à toutes les pièces moulées depuis la ligne de joint principale. La buse à canal chaud « 8 Star » associée assure un équilibrage parfait et des démarrages sans coulures, le tout avec des temps de cycle exceptionnels. Le moule intègre un système optimisé de refroidissement et de ventilation pour garantir la précision dimensionnelle, ainsi que le système unique de réglage des noyaux de Schöttli. Ce système de réglage intelligent et simple permet d’obtenir une concentricité et une homogénéité de l’épaisseur de paroi inégalées, avec des temps de cycle de 4,9 secondes. De plus, le système d’éjection linéaire permet de réduire encore le temps de cycle à moins de 4,5 secondes, de sorte que la cellule complète de production de pointes de pipettes à grande vitesse est libérée plus rapidement qu’avec des pointes de pipettes à chute libre.
Harmonieux et homogène
Pour répondre à l’un des plus grands défis des fabricants d’embouts – un rendement élevé et reproductible, des exigences techniques rigoureuses et un faible taux de rebut –, Schöttli a mis au point un concept de moule innovant et hautement performant, qui repose sur une évolution de son système de canaux chauds à entrée latérale Schöttli, unique et éprouvé depuis longtemps.
Chaque bloc comporte 8 cavités facilement accessibles et remplaçables individuellement. Grâce au dispositif de démontage dédié, le bloc côté froid peut être retiré et manipulé en toute sécurité sur la presse pour accéder aux noyaux réglables individuellement. Bien que le déplacement du noyau pendant l’injection soit essentiel pour garantir la concentricité des embouts, le noyau et la douille sont alignés à 100 % lors de la fermeture du moule afin d’éviter toute usure.
Les canaux d’injection latéraux ouverts constituent l’un des principaux atouts de Schöttli depuis des décennies. Le comportement de démarrage « Plug and Play » (sans coulures) a été mis en avant par nos clients comme un atout majeur en matière de sécurité.
La buse 8 Star étant conçue et fabriquée au sein du centre d’excellence médical suisse, chaque moule bénéficie d’une conception et d’une géométrie de buse spécifiques afin de garantir un équilibre parfait sur l’ensemble des pièces ainsi qu’une rupture idéale au point d’injection.
Enfin, le cœur de ces performances exceptionnelles réside dans le concept optimisé de refroidissement et d’aération. Afin de maintenir un débit d’eau homogène sur l’ensemble du moule, le refroidissement du noyau constituant le goulot d’étranglement, chaque noyau, avec son tube de refroidissement pré-assemblé, est testé individuellement avant livraison. Les conditions de ventilation influençant considérablement la situation thermique pendant l’injection, un effort considérable a été déployé pour concevoir un système de ventilation facile d’entretien, afin de maintenir la disponibilité et la qualité au plus haut niveau.
Le principe fondamental de la technologie des embouts de pipettes Schöttli, tel que résumé par Beverborg, consiste à offrir une facilité d’utilisation globale grâce à une conception de moule simple et fiable, tout en garantissant une qualité et des performances sans compromis.
La vitesse ne signifie rien sans contrôle
Lorsqu’on examine les critères de performance des machines, l’IntElect S 100 de Sumitomo (SHI) Demag se montre à la hauteur dès le départ. Qu’il s’agisse de sa flexibilité pour s’adapter à diverses configurations d’outillage et options d’automatisation, de son efficacité énergétique ou de ses caractéristiques de conception parfaitement adaptées aux salles blanches, elle constitue le choix naturel pour la production de composants médicaux en grande série.
Anatol Sattel explique : « Les performances du processus de fabrication des embouts de pipettes ne laissent aucune marge d’erreur ; l’IntElect S 100 de Sumitomo (SHI) Demag offre la répétabilité et la précision requises pour les applications très exigeantes. La nécessité de remplir rapidement 32 cavités impose des vitesses d’injection élevées, mais le contrôle de l’accélération et de la décélération de ces vitesses est le secret caché de la réussite. La technologie d’entraînement direct hautement dynamique de l’IntElect permet de réagir plus rapidement dans ces domaines clés, ce qui non seulement contribue à la qualité du produit, mais permet également d’accélérer les temps de cycle et, par conséquent, d’améliorer le retour sur investissement (ROI) ».
Les 0,14 seconde nécessaires pour atteindre la vitesse d’injection maximale de l’IntElect, soit 350 mm/s, élargissent la marge de manœuvre dans des domaines critiques où cela peut parfois faire la différence entre une pièce complète et un moulage incomplet. De plus, cette vitesse de remplissage peut contribuer à prévenir les décalages du noyau. Les broches de noyau longues et fines, telles que celles utilisées pour les embouts de pipettes, sont sensibles aux forces générées par des vitesses d’injection lentes ; cet effet est amplifié par le rétrécissement du canal de fusion, qui peut survenir lorsque la matière se refroidit en pénétrant dans la cavité à des vitesses d’injection plus faibles. De plus, cela permet de réduire les pressions d’injection normalement nécessaires pour surmonter ce rétrécissement du canal de fusion.
Anton Geissler, responsable de l’automatisation au sein de l’unité de production des embouts de pipettes, abonde dans ce sens : « En particulier dans la production de pièces complexes telles que les embouts de pipettes dans des moules à injection à grand nombre de cavités, un temps d’ouverture du moule court joue un rôle décisif dans la rentabilité du système. Dans le cas d’un moule à 32 cavités, un gain de temps de 0,1 seconde se traduit par une production supplémentaire pouvant atteindre 4 millions de pièces à la fin de l’année. »
Fruit de plus de 25 ans d’expérience dans l’automatisation des embouts de pipettes et de l’amélioration continue de la technologie, l’axe linéaire à entrée latérale haute vitesse HEKUMA permet de produire des embouts de pipettes en moins de 4,5 secondes dans des salles blanches conformes à la norme ISO Classe 8.
Des options d’automatisation évolutives pour une flexibilité accrue
Afin d’accroître encore la polyvalence pour les fabricants d’embouts de pipettes, HEKUMA propose une gamme complète d’options en aval évolutives et modulaires, notamment des systèmes d’inspection par vision, la manutention séparée par cavité, l’assemblage de filtres et diverses options d’emballage, en fonction des besoins et des exigences des clients.
Benjamin Beverborg conclut : « Les lois de la physique constituent les limites ultimes de la performance. En alliant expérience, innovation et ouverture d’esprit dans le cadre de la coopération entre Sumitomo (SHI) Demag, Hekuma et Schöttli, nous avons réussi à nous rapprocher de ces limites au profit de nos clients. »