HMC sorgt für große Einsparungen durch die Umgestaltung der Verpackung von medizinischen Testkits
HMC Products hat mehr als vier Jahrzehnte damit verbracht, Herstellern dabei zu helfen, produktivere und innovativere Verpackungsabläufe zu schaffen. Heute werden die Pouchmaster-Form-Füll-Verschließmaschinen zur Verpackung von Lebensmittel, medizinischen Geräten, Verbrauchsgütern und anderen Produkten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 300 Beuteln pro Minute eingesetzt, während gleichzeitig kostspielige Wartungen und Ausfallzeiten im Zusammenhang mit Umrüstung minimiert werden.
Vor Kurzem wurde HMC damit beauftragt, eine neue, effizientere Maschine zur Verpackung gefragter medizinischer Testkits zu entwickeln. Normalerweise werden die Teile für diese Testkits in separaten Beuteln verpackt, die dann alle zusammen in eine Schachtel gelegt werden. Doch ein Kunde von HMC entschied sich für einen anderen Ansatz: Er wollte alle Teile des Testkits in einem einzigen Beutel verpacken. Dies würde nicht nur die Produktionseffizienz verbessern, sondern auch eine einfachere Anwendererfahrung schaffen.
HMC entwickelte eine neue Maschine, die alle Testkit-Komponenten in zwei Fächern eines einzigen Beutels verpackt. Diese neue Verpackungslösung spart dem Kunde Millionen – und hat neue Möglichkeiten für die Verpackung einer Vielzahl von medizinischen Testkits geschaffen.
Überwindung von Produktionsherausforderungen
Die maßgeschneiderten Lösungen von HMC für seine Kunden beginnen mit einer bestehenden HMC-Plattform als Grundlage. In diesem Fall war es das Modell Pouchmaster IM 8-10.
"Die Maschine verfügt über drei servoangetriebene Komponenten: einen Folienzuführer, eine Hauptwelle und eine Beutel-Transferkette", sagte Jeff Berg, Produktentwicklungsleiter bei HMC. "Das ist die Basismaschine. Von dort aus individualisieren wir sie, um den Bedürfnissen des Kunde gerecht zu werden."
Für diesen Kunde musste die Maschine von HMC zunächst drei Testkit-Teile über die Maschine fördern. Dann musste die Maschine jedes Teil schnell und präzise über einen Schalenförderer in das dafür vorgesehene Beutelfach fallen lassen.
Im Rahmen dieser Arbeit stand HMC vor drei zentralen Herausforderungen.
Erstens musste HMC sicherstellen, dass die Maschine jeweils nur ein Teil in jedes Beutelfach einlegt. Zweitens, da das Fläschchen empfindliche Chemikalien enthält, musste HMC vermeiden, diese zu stören, indem sichergestellt wurde, dass die Maschine die Teile mit angemessener Geschwindigkeit handhabt. Und drittens musste HMC sicherstellen, dass jedes Beutelfach ordnungsgemäß versiegelt wurde.
Steuerung eines empfindlichen Prozesses
HMC baute die Beutelmaschine auf einer Allen-Bradley® L33ERM CompactLogix™Steuerung auf. Allen-Bradley Kinetix 5500 servo-Antriebe betreiben die Hauptwelle, die Beutel-Transferkette und die Folienzufuhrrolle, während ein Allen-Bradley 525-Frequenzumrichter (VFD) den Folienabwickler und das Testpaddel-Förderband antreibt. Die Indexierungs- und Drehzahlüberwachungsfunktionen des Antriebs helfen, den Betrieb zwischen den beiden Komponenten zu synchronisieren, was eine genaue Teilebeladung ermöglicht.
"Die Teile müssen genau zum richtigen Zeitpunkt und mit der richtigen Geschwindigkeit in die Beutel fallen", sagte Berg. "Der VFD erreicht dies, indem er die Beschleunigungen und Verzögerungen der Maschine vollständig steuert. Wir haben die Maschine so programmiert, dass sie Gruppen von Beuteln zählt, das Förderband beschleunigt, Gruppen von Beuteln mit geringerer Geschwindigkeit zählt und dann das Förderband wieder beschleunigt. So kann der Maschinenbediener (oder ein automatisiertes Gerät) Gruppen von Beuteln aufnehmen, ohne dass der Bediener die Zählung durchführen muss."
Die Geschwindigkeitsmanagement-Funktionen des VFD helfen der Maschine auch dabei, die Chemikalienfläschchen schonend zu handhaben. Wenn beispielsweise jemand die Maschine stoppt, kann der VFD helfen verhindern, dass die Füller wackeln oder sich bewegen, um die Chemikalien zu schützen.
Nach dem Befüllen der Beutel mit Teilen verschließt die Maschine die Beutel mit einer Doppeldichtleiste. Da sich die Produktionszahlen ändern können, können sich auch die Temperatureinstellungen der Dichtleiste ändern. Um die Dichtheit bei jeder Produktionszahl zu gewährleisten, hat HMC ein Allen-Bradley-Thermoelementmodul integriert, um die Versiegelungstemperatur zu bestätigen.
HMC hat außerdem Einstellungen für mehrere Produktionsläufe in der SPS gespeichert, um dem Kunde die Arbeit zu erleichtern.
"Sie haben 15 integrierte Produktrezepte, die sie abrufen und ausführen können, ohne etwas zu ändern", sagte Berg.
Große Einsparungen, kleinere Maschinen
Als der Kunde sah, dass die Maschine tatsächlich Testkits vollständig in einem einzigen Beutel verpacken konnte, erhöhte er seine Bestellung schnell – von zwei auf sechzehn Maschinen.
Die vier Maschinen, die der Kunde zunächst einsetzte, halfen dabei, die anhaltende Nachfrage nach Testkits zu decken, indem sie 45 Beutel pro Minute in 10-Stunden-Schichten, fünf Tage pro Woche, produzierten. Die durch die Maschinen erzielten Effizienzsteigerungen halfen dem Kunde, etwa USD 2000000,00 an Produktionskosten einzusparen. HMC erwartet, dass noch größere Einsparungen möglich sind, wenn die verbleibenden 12 Maschinen eingesetzt werden.
Ein weiterer langfristiger Vorteil der Maschinen ist die einfache Wartung. Die Maschinen sind alle gleich aufgebaut, was die Wartung vereinfacht. HMC hat außerdem Fehlermeldungen für jeden Fehler erstellt, den es identifizieren konnte, um die Fehlerbehebungszeit zu verkürzen.
"Wenn diese Maschine stoppt, sagen wir ihnen, warum, und wir sagen ihnen, was die möglichen Lösungen sind", sagte Berg.
HMC hat seinem Kunde auch geholfen, Einsparungen zu erzielen, indem die Maschinenabmessungen nach der ersten Inbetriebnahme optimiert wurden.
"Die ersten beiden Maschinen, die sie kauften, waren bereit, alles zu tun", sagte Berg. "Aber nachdem sie den Produktionsprozess perfektioniert hatten, hatten sie einige leere Stationen. Wir haben diese entfernt und das Maschinengestell um 5′ verkürzt. Diese Einsparungen können sich angesichts der hohen Quadratmeterpreise an vielen Orten auszahlen. Es ist nur ein weiterer Vorteil, mit einem Unternehmen zusammenzuarbeiten, das eine Maschine an Ihre spezifischen Bedürfnisse individualisieren kann."
