Anhand einer vollintegrierten Hochleistungs-Produktionsanlage für COC-Spritzen zeigt Netstal auf der Fakuma 2024, wie Qualität und Produktionssicherheit bei der Herstellung von Medizintechnik zu 100 Prozent abgesichert werden können. Der Schlüssel dazu ist die lückenlose Erfassung und Dokumentation aller relevanten Prozess- und Qualitätsmerkmale. Auf der Fachmesse in Friedrichshafen produziert der Hersteller auf einer vollelektrischen „Elion MED“ mit 1750 Kilonewton Schließkraft Zehn-Milliliter-Spritzenzylinder mit Luer-Lock-Adapter aus COC. Das Teilegewicht beträgt 7,8 Gramm, die Zykluszeit rund 20 Sekunden. Netstal verarbeitet einen Werkstoff von Topas. Zum Einsatz kommt ein Präzisionswerkzeug mit acht Kavitäten von Fostag. Die lückenlose Überwachung der thermischen Prozesse im Werkzeug erfolgt mit der Technologie von Mouldflo. Die Materialaufbereitung und -zuführung erfolgt mit einer Anlage von Motan Colortronic. HB-Therm liefert die Temperiergeräte der jüngsten Generation „Thermo 6". Systempartner SKA liefert das vollautomatische Handlingsystem bestehend aus Hochgeschwindigkeits-Seitenentnahme, Teileablage und integrierter Wärmebildkamera zur Erfassung der Entformungstemperatur im Bereich des Luer-Lock-Anschlusses. Integraler Bestandteil der Automatisierung ist auch die lückenlose Erfassung der Prozess- und Qualitätsparameter sowie deren Aggregation zu einem eindeutigen Identifikator mittels QR-Code. Parallel ist die Spritzgießmaschine über OPC-UA / Euromap 77 an das MES des Digitalpartners Bfa Solutions angebunden.
Die wesentliche Grundvoraussetzung für eine dauerhaft gesicherte Produktionsqualität im Bereich Medizintechnik wird mit der Wahl der Spritzgießmaschine gelegt. Die vollelektrische "Elion MED 1750" bietet mit ihrer robusten und auf höchste Zuverlässigkeit ausgelegten Konstruktion die passenden Voraussetzungen für eine im medizinischen Produktionsumfeld Präzision, Reproduzierbarkeit und Reinheit. Die enorme Regelgenauigkeit wird durch eine leistungsstarke Mechanik, hochpräzise Messtechnik und eine ausgefeilte Regelungstechnik gewährleistet. Die neue Steuerungsgeneration „Axos 9" sorgt zudem mit einer Abtastrate von zwei Kilohertz für eine effiziente Regelung des Spritzgießprozesses. Die geführte Tastenbedienung Smart Operation sorgt für reibungslose Abläufe in der Produktionsumgebung und eine hohe Produktionseffizienz.
Im laufenden Spritzgießprozess fallen viele Kenndaten an, die Aufschluss über die Produktionsqualität geben. So stehen in der Steuerung eine Vielzahl von Prozesskenngrößen zur Verfügung, die ausgewertet, dargestellt und überwacht werden können. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Umformphase. In dieser Phase des Einspritzens und Nachpressens wird die Formteilqualität maßgeblich bestimmt. Eine lückenlose Überwachung aller relevanten Parameter stellt die Einhaltung der validierten Toleranzgrenzen sicher. Anhand von Histogrammen wird ein möglicher Abweichungstrend frühzeitig erkannt und eine Warnung ausgegeben.
Netstal RFC sichert Schussgewicht innerhalb des validierten Prozessfensters
Fertigungsprozesse in der Medizintechnik sind in der Regel validiert und müssen innerhalb der entsprechend definierten Toleranzgrenzen gehalten werden. Netstal verzichtet bewusst auf eine softwarebasierte Anpassung der Sollwerte, da dies zu einer Über- oder Unterschreitung des validierten Prozessfensters führen kann. Dafür hat Netstal "Responsive Filling Control" (RFC) entwickelt. Es basiert auf einer kraftabhängigen Druckumschaltung. Die Technologie arbeitet mit einer hochpräzisen und dynamischen Sensorik, die eigens für Netstal entwickelt und produziert wird. Für eine hochpräzise Prozessführung schafft die integrierte Kraftregelung die Voraussetzung, da sie unabhängig von den Materialeigenschaften arbeitet und ein konstantes Teilegewicht innerhalb engster Toleranzen sicherstellt.
Lückenlose Überwachung der Kühlwasserzufuhr in der Medizintechnik-Produktion
Für die Bauteilqualität sind neben den von der Maschine gesteuerten Prozessparametern auch die wärmetechnischen Vorgänge im Spritzgießwerkzeug von großer Bedeutung. In der Produktion von Medizintechnik setzen sich zunehmend Lösungen durch, die Temperaturen und Wasserdurchfluss pro Anschluss am Werkzeug messen und auswerten können. Netstal setzt hier auf das System von Mouldflo, das mit speziell entwickelten Messverteilern für eine lückenlose Überwachung der Kühlwasserversorgung sorgt. Basierend auf dem Vortex-Prinzip werden die Durchflussmengen jedes einzelnen Kühlkreislaufs mit hochempfindlichen Sensoren erfasst und überwacht. Zusätzlich wird die Wassertemperatur im Vor- und Rücklauf jedes Kühlkreislaufs gemessen. Diese Informationen ergeben ein umfassendes Gesamtbild der wärmetechnischen Vorgänge im Werkzeug, die jederzeit innerhalb des validierten Prozessfensters bleiben müssen.
Das SKA Handlingsystem entnimmt die fertigen Spritzen und legt sie auf einem Förderband ab. Über eine Euromap 77-Schnittstelle kommuniziert das System mit der Maschine und liefert zusätzliche qualitätsrelevante Prozesskennzahlen. Eine Wärmebildkamera misst die Temperatur im Bereich des Luer-Lock-Adapters der Spritzen. Die aggregierten Daten aus dem gesamten Spritzgießprozess werden einem eindeutigen Identifikator zugeordnet. Jeder Datensatz kann über einen angezeigten QR-Code zurückverfolgt werden. Sie finden Netstal auf der Fakuma 2024 in Friedrichshafen in Halle B3 am Stand B3-3119.
