Invio Automation diseña, implementa y mantiene la automatización para las operaciones más grandes del mundo. Se enorgullecen de asociarse con los clientes para resolver grandes desafíos explorando, probando y personalizando la tecnología de fabricación más reciente.
- Aumentar la producción de agujas hipodérmicas
- Doblar las agujas con precisión
- Superar las variaciones de dureza del material sin configuraciones de máquina que consumen mucho tiempo
- Aumento de la producción diaria de lotes
- Mejora de la calidad
- Cambios de lote sin interrupciones
- Pequeña huella
Las complejas necesidades de fabricación de los dispositivos portátiles de administración de fármacos
Los dispositivos portátiles de administración de fármacos han transformado la vida de innumerables pacientes en todo el mundo, liberándolos de la carga de las inyecciones diarias y ayudándolos a cumplir con estrictos programas de dosificación. Diseñadas para llevarse en el cuerpo, estas pequeñas plataformas incorporan funciones inteligentes como sistemas de bucle cerrado y sensores para el monitoreo y la retroalimentación continuos. No es de extrañar que la precisión de fabricación sea fundamental, especialmente cuando se trata de producir agujas hipodérmicas.
"La mayoría de las cánulas son bastante sencillas de fabricar: son agujas rectas que se pegan a piezas de plástico. Pero los dispositivos portátiles de administración de fármacos a menudo requieren agujas curvadas, y cada dispositivo requiere una aguja de una forma diferente", explica Eric Peterson, vicepresidente ejecutivo de conceptos y soluciones en Invio Automation, un productor de soluciones de automatización integrales y miembro de nivel oro del programa Rockwell Automation® PartnerNetwork™.
Además, el ángulo de la curvatura de cada aguja debe ser preciso. Las ligeras variaciones en las agujas de jeringa simples generalmente no afectan el rendimiento. Pero no es así en el caso de los dispositivos portátiles de administración de fármacos. Sus agujas, que comparten un espacio diminuto con objetos como palancas giratorias, ruedas dentadas y depósitos de fluidos, deben insertarse bajo la piel a la profundidad correcta para lograr el régimen de flujo adecuado y evitar la oclusión. Es una complejidad adicional que los fabricantes de dispositivos médicos deben abordar.
Por eso, cuando un cliente de toda la vida le preguntó a Peterson su opinión sobre un equipo que quería comprar para producir en masa agujas hipodérmicas curvadas, expresó su preocupación. "El equipo era grande y caro y requería una estación separada para cada curva. No sabrían que tenían un buen producto hasta que llegaran a la última curva".
Esta falta de capacidad para monitorear la calidad en cada etapa de la producción representaba un riesgo importante para el proceso de producción. Peterson decidió ayudar al cliente a identificar una solución más viable para lograr sus objetivos de reducir el costo de producción por unidad y entregar calidad y rendimiento uniformes. Encontró inspiración en un lugar poco común.
Desafío
Escalado de la flexión y el ensamblaje de agujas hipodérmicas
El cliente que acudió a Invio es una empresa de dispositivos médicos galardonada que desarrolla y fabrica sistemas portátiles de administración de insulina para personas con diabetes. Su producto estrella se acopla al cuerpo y suministra insulina continua según los ajustes personales del usuario.
La aguja dentro del dispositivo portátil tiene una forma complicada que implica al menos 14 curvas. También requiere una precisión de 0.005″ en la primera y última curva, mientras que la tolerancia total de la aguja es de 0.015″. La fabricación de estas agujas es extremadamente difícil.
"Los técnicos hacían todos estos ajustes a las curvas en herramientas duras", dijo Peterson. "Se movían entre diferentes piezas de equipo y pasaban mucho tiempo ajustando el módulo de flexión cada vez que cambiaban los lotes de agujas. Solo una diferencia de un grado en el rebote del material requería recalibrar todas las estaciones de flexión".
El momento crítico llegó cuando el fabricante decidió escalar la producción. Jonathan Poole, vicepresidente de Tecnología y Estándares de automatización en Invio Automation, explicó: "Las técnicas manuales y semiautomatizadas de flexión de agujas no pueden escalar a niveles de producción masiva porque no pueden formar con precisión una o más curvas de forma repetida o eficiente".
Para lograr sus objetivos estratégicos, el cliente necesitaba una máquina flexible de flexión y ensamblaje que pudiera modificar automáticamente las agujas hipodérmicas en diversas formas independientemente de la dureza del material. Se requería una solución completamente nueva.
Solución
Una máquina flexible y programable que forma múltiples curvaturas
La idea de automatizar el proceso de doblado mediante un sistema programable le vino a Peterson de un lugar inesperado. "Estaba en casa viendo el programa 'How It's Made'", dijo. "Vi a una empresa que utilizaba una máquina de doblado para fabricar cestas con alambre industrial. Fue un momento de iluminación. En resumen, presentamos la idea y un prototipo al cliente, que quedó asombrado y realizó un pedido en ese momento".
Ese prototipo se convirtió en la Máquina de Doblado y Ensamblaje de Agujas patentada de Invio, una solución única en el mercado. El aparato es programable, lo que le permite formar una o más curvaturas en una aguja hipodérmica en varias direcciones y en múltiples ángulos. Esta flexibilidad es una ventaja crucial, ya que permite a los operadores formar diferentes curvaturas seleccionables por el usuario mediante una interfaz de diagnóstico y con pocos o ningún cambio de herramientas. La flexibilidad mejora en gran medida la eficiencia y la adaptabilidad del proceso de producción.
"Nuestro cliente estaba entusiasmado con la flexibilidad y la programabilidad de esta máquina", dijo Peterson. "Los diferentes lotes de agujas tienen diferentes propiedades de dureza, por lo que nuestra máquina utiliza una cámara de inspección para medir las dimensiones críticas. A continuación, utiliza la retroalimentación visual para ajustar automáticamente los parámetros de doblado en los módulos de doblado. Esto mantiene la forma de la aguja centrada en los objetivos de dimensión. Además, no ocupa mucho espacio. La celda mide solo 3×6′". Como puede atestiguar cualquier cliente que utilice un espacio de sala limpia, el equipo con una huella más pequeña ofrece una gran ventaja de costos.
Calibración automática que logra una calidad de aguja uniforme
El proceso guiado por visión y los aspectos de manejo de piezas de precisión de esta máquina son innovadores porque las curvaturas en ambos extremos de la aguja deben ser muy precisas para que el dispositivo portátil funcione. Una cámara montada en el módulo de curvatura encuentra los extremos de cada aguja y un deslizador accionado por servomotor posiciona las agujas exactamente donde se requieren las curvaturas.
Aunque la tolerancia requerida es de (0.005″), la máquina puede formar curvaturas con una tolerancia de (0.002″), compensando completamente la tolerancia de la barra de agujas con cada aguja. Este nivel de precisión ofrece una calidad y un rendimiento uniformes, ahorrando tiempo y esfuerzo a los operadores y brindando tranquilidad al control de calidad.
"Los operadores ni siquiera se dan cuenta de que la máquina se está calibrando cada vez que introducen un nuevo lote de material", continuó Peterson. "El proceso es invisible. Ahora pueden producir una aguja cada nueve segundos. Lo hacen sin problemas. Y cuando la empresa quiere aumentar la producción, solo tiene que añadir más módulos".
El control de la máquina se basa en Rockwell AutomationControladores programables CompactLogix®. La máquina funciona con Servo Drives y Motores Kinetix® y Variadores de CA PowerFlex® 525.
Fuentes de alimentación conmutadas, Portafusibles, Desconectadores y contactores y Switches Stratix® proporcionan un régimen de flujo de potencia uniforme, y Sensores fotoeléctricos se utilizan para detectar el movimiento del producto a medida que se desplaza por la máquina. Los operadores interactúan con la máquina mediante Terminales gráficos PanelView™ y Allen-Bradley® Botones pulsadores y dispositivos de señalización.
"Desde el principio sabíamos que obtendríamos todo lo que necesitábamos de Rockwell Automation gracias a la inversión que ya habíamos hecho en el PartnerNetwork™", dijo Poole.
Resultado
Mejora de la eficiencia de producción y la utilización del espacio en la sala limpia
Una vez que Invio instaló la máquina de flexión y el ensamblaje asociado en la sala limpia del cliente, los operadores recibieron un manual y una capacitación práctica. En cuestión de horas, ya estaban utilizando la máquina de forma independiente. "Eso es una verdadera ventaja para los fabricantes", dijo Poole. "No necesitan técnicos especializados para hacer ajustes porque la máquina hace todos los ajustes por sí misma. Solo necesitan operadores".
Desde la instalación, la empresa de dispositivos médicos ha obtenido resultados impresionantes. Evitó la necesidad de comprar una máquina demasiado cara con una gran cantidad de equipos de apoyo como cajas, correas, matrices, lubricación y bandejas. En su lugar, tiene un sistema transportador compacto y modular que ocupa aproximadamente tres veces menos espacio en la sala limpia y requiere mucho menos mantenimiento.
También tiene la flexibilidad que necesita para manejar la variación de lotes y aumentar la producción con la precisión de 0.005″ que exigen sus dispositivos portátiles. El equipo de producción ahora puede seguir el ritmo de los objetivos de ventas cada vez mayores y los objetivos comerciales cambiantes.
Ayudar a los fabricantes de dispositivos médicos a tomar buenas decisiones
Los conocimientos profundos de Invio en procesamiento guiado por visión, manejo de piezas de precisión e ingeniería de controles, además de su asociación con Rockwell Automation, permitieron el diseño de una máquina única que es perfecta para los fabricantes de sistemas de administración de fármacos que buscan aumentar la producción, reducir los costos operativos y aumentar la resiliencia empresarial.
"Nos encanta ayudar a nuestros clientes a comprender mejor sus desafíos y tomar buenas decisiones", dijo Peterson. "Gracias a nuestra gran experiencia en automatización, no tenemos miedo de ofrecer soluciones alternativas si creemos que hay una mejor manera de hacer algo".
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Publicado 12 de septiembre de 2024