Sumitomo (SHI) Demag dévoile l'avenir de la production de pièces médicales

Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH présente à Fakuma 2021 une cellule de production entièrement automatisée et hautement efficace pour les pièces techniques médicales. En vedette, la presse à injecter tout-électrique IntElect S 100/460-250, dotée d'un système d'automatisation de Waldorf Technik GmbH, Engen, et basée sur leur système breveté Vario Tip FSS. Cette machine exposée au salon a été spécialement conçue pour produire des capuchons de seringues d'insuline médicale sur un moule à 16 cavités en un temps de cycle de six secondes.

FSS est l'abréviation de Floor Space Saving (économie d'espace au sol), ce qui signifie que l'espace disponible dans cette construction Vario-Tip est considérablement réduit par rapport à un modèle standard. Néanmoins, sa fonctionnalité et sa variabilité restent élevées. Le système se caractérise par sa liberté inégalée de s'adapter à diverses configurations d'outils et d'unités d'emballage. En outre, il comprend une variété de caractéristiques uniques spécifiques au client qui peuvent être appliquées.

Immédiatement après avoir retiré les bouchons de la machine de moulage par injection, la pince de retrait les transfère dans l'ordre. Les bouchons sont séquencés en fonction des numéros de cavité dans une table coulissante et, de là, placés dans des racks, en maintenant le tri de chaque cavité individuelle. Anatol Sattel, directeur du développement médical, décrit le processus : "Après le remplissage, les pièces sont contrôlées à l'aide d'une caméra Kitov afin de détecter d'éventuels dommages. Au moment de l'éjection des 16 pièces, le système comporte une station d'assurance qualité. Un cobot Sawyer attend ensuite à la sortie du système et retire les casiers remplis du système".

Le système d'automatisation est complété par l'intégration de la suite Smart Services EVE de Hahn Digital, une filiale du groupe Hahn, Rheinböllen. Cette solution innovante soutient les clients dans leurs stratégies de transformation numérique et de fabrication intelligente. L'un des composants, EVE Analytics permet de surveiller les usines sur plusieurs sites en temps réel. En créant des tableaux de bord individuels, des données indépendantes sur les processus et les machines sont capturées, avec des options d'analyse supplémentaires disponibles.

L'utilisation d'EVE Analytics permet de réduire considérablement les temps d'arrêt. Des notifications ciblées en temps réel et des mises à jour d'état indépendantes du site permettent de réagir plus rapidement. "L'analyse des données et les tableaux de bord basés sur les indicateurs clés de performance garantissent une surveillance efficace", explique M. Sattel. Le système effectue automatiquement une analyse des corrélations et des écarts par rapport aux paramètres optimaux. Grâce à l'analyse prédictive, les données peuvent être utilisées pour obtenir des informations permettant de maintenir une production continue.


Projet de numérisation pour un contrôle qualité complet et la traçabilité des composants


"Dans le domaine de la technologie médicale en particulier, le contrôle de la qualité et la traçabilité de la production de pièces sont indispensables", explique Anatol Sattel. "Notre projet de numérisation répond largement à ces exigences. Nous travaillons actuellement au développement d'un tableau de bord IoT qui permettra l'analyse et la visualisation des données, le transfert et le stockage du savoir-faire, la planification et la prédiction de la maintenance". En plus du système d'assistance guidée fournissant des étapes claires, d'autres fonctions autonomes seront également intégrées."

Selon Sattel, les données relatives au cycle et au temps peuvent être collectées via l'interface de la machine et cartographiées à l'aide d'un tableau de bord basé sur une application. Dans un premier temps, celles-ci peuvent être utilisées pour le stockage sur un serveur de données, la création de tableaux de bord KPI, la visualisation de données en direct, l'affichage de données historiques et l'analyse des tendances. En outre, un guide de dépannage permet de résoudre et d'évaluer les écarts de processus.

Dans un avenir proche, Sumitomo (SHI) Demag prévoit de développer des Apps d'assistance - un système permettant de configurer et d'optimiser les processus, d'introduire une bibliothèque de matériaux et de connaissances, ainsi que d'intégrer des outils de simulation pour des réglages avancés et une vision plus approfondie des processus. "Notre vision est celle d'une machine intelligente capable de prédire de manière autonome la qualité des pièces, l'usure de la machine et les défaillances, et d'effectuer des optimisations en ligne ", explique M. Sattel. "Cela permet d'accroître la cohérence du processus, d'améliorer la qualité du produit et d'ajuster la maintenance en conséquence.


L'augmentation de la capacité du système de récupération d'énergie garantit une efficacité encore meilleure


Les premiers résultats du projet de numérisation sont illustrés de manière impressionnante sur la machine tout-électrique IntElect S 100t sur le stand de Fakuma (B1-1105). En même temps, cette machine démontre la compétence de Sumitomo (SHI) Demag dans la production en série d'applications médicales avec des tolérances extrêmement serrées. La technologie d'entraînement direct de haute précision garantit une précision et une répétabilité accrues, ce qui permet d'obtenir des composants médicaux de meilleure qualité. Le système est particulièrement propre, froid, rapide et silencieux.

L'efficacité énergétique et le coût total de possession (TCO) sont également considérablement améliorés par les entraînements haute performance, ce qui est confirmé par des tests complets sur la durée de vie des machines et des composants. Les broches testées dans les conditions les plus difficiles n'ont montré aucun signe d'usure visible, même après des millions de cycles. "L'augmentation de la capacité de notre système de récupération d'énergie a non seulement amélioré l'efficacité, mais aussi la longévité des composants électriques de l'IntElect", explique M. Sattel. En outre, l'amélioration du contrôle de la température des broches, des moteurs et des onduleurs contribue à garantir un fonctionnement sûr de la machine, même dans les applications les plus exigeantes.

"La température de fonctionnement étant plus constante, la consommation d'énergie est réduite, car il faut moins dissiper la chaleur des environnements climatisés", explique l'expert. "La longévité et l'efficacité énergétique sont des facteurs décisifs pour la réalisation de nos ambitions Act ! Sustainably. Sumitomo (SHI) Demag s'engage à développer de futures innovations durables en fabriquant des machines qui y contribuent. La sensibilisation à l'écologie et à l'environnement fait partie de ce projet de responsabilité sociale de l'entreprise", déclare M. Sattel.

En outre, le directeur du développement médical souligne un autre aspect important. Afin de se conformer aux normes explicites de gestion et de validation de la qualité ISO 13485 pour les dispositifs médicaux, de nouveaux paramètres d'utilisation des machines ont été introduits. Les processus sont maintenus dans certaines bandes passantes et les opérateurs ne peuvent pas, sans autorisation, modifier la pression, la température, le débit et les taux de refroidissement. "Le respect des processus de moulage par injection validés pour les applications médicales", ajoute M. Sattel.


Système de fermeture à aiguilles multiples pour une production maximale de pièces dans un espace minimal


Kebo AG, Neuhausen am Rheinfall, fournit le moule à 16 cavités pour la production de capsules d'insuline à l'exposition Fakuma. La tendance dans le domaine de la technologie médicale étant de produire des pièces de géométrie et de poids toujours plus petits, avec des tolérances critiques et une grande complexité, l'entreprise familiale suisse dévoile un nouveau système Multivalve. Répondant à la demande croissante de systèmes de vannes à aiguille, il offre une qualité de carotte de premier ordre, des volumes de production élevés - grâce à la conception éprouvée du cluster Kebo (diamètre du cercle primitif de 60 mm) - et une taille d'outil compacte pour s'adapter aux machines de moulage par injection les plus petites possibles. Il impressionne également par sa longue durée de vie et sa grande facilité d'entretien.

Dans ce système Multivalve, l'équipe de développement a réussi à maintenir l'encombrement de la grappe ouverte, compacte et à fermeture par aiguille existante. L'espacement minime entre les cavités permet d'obtenir un rendement maximal pour une surface d'outil de cette taille. L'exposition montrera le stade d'expansion le plus élevé avec huit cavités par grappe. Quatre ou six cavités sont également possibles, en fonction de la géométrie de la pièce et de la position d'injection. De manière unique, le système peut également placer facilement et en toute sécurité des cavités individuelles.

Le marché médical exigeant généralement des solutions tout-électriques, en particulier dans les salles blanches, Kebo actionne les buses de fermeture des aiguilles par l'intermédiaire d'une plaque électrique. Outre la haute précision, la propreté et la fiabilité du processus, la solution offre une grande répétabilité, une usure réduite et un très bon contrôle de la température. En outre, la vitesse de l'aiguille est réglable individuellement. La fermeture électrique de l'aiguille peut être remplacée par une commande pneumatique de l'entraînement.


Contrôle de salle blanche régulé pour des applications prédestinées dans le domaine de la technologie médicale


Pour contrôler les fermetures d'aiguille à canal chaud dans le moule, Kebo utilise l'unité de commande M-Ax conçue par Mold-Masters, Baden-Baden. Cette unité ouvre et ferme les aiguilles des canaux chauds à des vitesses et des profils de mouvement définis, tout en surveillant la position finale. Son contrôleur de la série Tempmaster est très flexible, peut être configuré pour n'importe quelle application et ne nécessite pas de connaissances en programmation. Contrôlant tous les axes linéaires (par exemple, tire-noyaux, éjecteurs) et rotatifs (par exemple, plaques d'indexation, plaques rotatives), l'unité tout-électrique M-Ax est parfaitement adaptée aux environnements de salles blanches et donc aux applications médicales réglementées.

L'unité M-Ax offre une précision maximale et les options de personnalisation d'outils automatisés les plus simples. La fonctionnalité de contrôle des servo-axes peut être combinée avec jusqu'à 256 zones de contrôle de la température. Jusqu'à 64 entrées et sorties sont possibles, ce qui permet un contrôle complet de toutes les fonctions de moulage par injection. En outre, le contrôleur est très efficace, consommant jusqu'à 60 % d'énergie en moins. Cela est dû aux servomoteurs, qui ne consomment de l'électricité qu'en cas de mouvement. Un seul appareil peut être utilisé pour plusieurs outils, ce qui accroît sa flexibilité. Outre sa conception compacte, l'écran tactile doté de grands symboles permet une utilisation aisée et un contrôle intuitif et convivial des servocommandes et de la température.


Copolymère PP à écoulement facile, à performances optimisées et à sécurité médicale


Les granulés de plastique utilisés sur le stand sont particulièrement adaptés aux applications médicales et se caractérisent par un taux de fusion de 70 g/10 min qui facilite le remplissage complet du moule à 16 cavités. Fourni par Borealis AG, Vienne, Sumitomo (SHI) Demag a déjà coopéré avec ce partenaire pour tester avec succès des pointes de pipettes utilisant le matériau Bormed, met en évidence Sattel.

Un copolymère PP hétérophasique à haut débit spécifiquement développé par Borealis aide les clients du secteur de la santé à se conformer aux réglementations de l'UE sur les dispositifs médicaux (MDR) et les diagnostics in vitro (IVDR), augmentant ainsi la sécurité des patients. Offrant un meilleur écoulement et une grande résistance aux chocs, du point de vue des performances de la machine, la capacité d'écoulement élevé du matériau optimise le temps du cycle de production.

Sattel conclut : "Depuis notre dernière grande exposition, le secteur médical a été confronté à d'importants défis liés aux pandémies, en plus de l'introduction de nouvelles réglementations européennes sur les dispositifs médicaux. Malgré cela, notre structure de vente axée sur l'industrie nous a permis de réagir rapidement et d'appliquer nos compétences et notre expertise de manière beaucoup plus ciblée et efficace au profit de nos clients du secteur médical. En outre, notre programme de collaboration avec nos principaux partenaires industriels continue de soutenir des projets transformateurs, maintenant la position de partenaire privilégié de SDG et véhiculant notre message de longue date selon lequel il est "plus facile de travailler avec nous".