Invio Automation conçoit, met en œuvre et entretient l'automatisation pour les plus grandes opérations du monde. Ils sont fiers de s'associer à leurs clients pour résoudre de grands défis en explorant, testant et personnalisant la technologie de fabrication la plus récente.
- Augmenter la production d'aiguilles hypodermiques
- Plier les aiguilles avec précision
- Surmonter les variations de dureté du matériau sans configurations de machine chronophages
- Augmentation de la production quotidienne de lots
- Qualité améliorée
- Changements de lots sans interruption
- Faible encombrement
Les besoins complexes de fabrication des dispositifs portables d'administration de médicaments
Les dispositifs portables d'administration de médicaments ont transformé la vie d'innombrables patients dans le monde, les libérant du fardeau des injections quotidiennes et les aidant à respecter des calendriers de dosage stricts. Conçues pour être portées sur le corps, ces petites plates-formes intègrent des fonctionnalités intelligentes telles que des systèmes en boucle fermée et des capteurs pour une surveillance et un retour d'information continus. Sans surprise, la précision de fabrication est essentielle, en particulier lorsqu'il s'agit de produire des aiguilles hypodermiques.
« La plupart des canules sont assez simples à produire : ce sont des aiguilles droites collées dans des pièces en plastique. Mais les dispositifs portables d'administration de médicaments nécessitent souvent des aiguilles courbées, et chaque dispositif nécessite une aiguille d'une forme différente », explique Eric Peterson, vice-président exécutif des concepts et solutions chez Invio Automation, un producteur de solutions d'automatisation complètes et un membre de niveau or du Rockwell Automation® PartnerNetwork™ programme.
De plus, l'angle de courbure de chaque aiguille doit être précis. De légères variations dans les aiguilles de seringue simples n'affectent généralement pas les performances. Ce n'est pas le cas des dispositifs portables d'administration de médicaments. Leurs aiguilles, qui partagent un espace minuscule avec des objets tels que des leviers pivotants, des roues dentées et des réservoirs de fluide, doivent être insérées sous la peau à la profondeur correcte pour obtenir le débit approprié et éviter l'occlusion. C'est une complexité supplémentaire que les fabricants de dispositifs médicaux doivent prendre en compte.
Ainsi, lorsqu'un client de longue date a demandé à Peterson son avis sur un équipement qu'il souhaitait acheter pour produire en série des aiguilles hypodermiques courbées, il a exprimé ses inquiétudes. « L'équipement était volumineux et coûteux et nécessitait une station distincte pour chaque courbure. Ils ne sauraient pas s'ils avaient un bon produit avant d'avoir effectué la dernière courbure. »
Cette incapacité à surveiller la qualité à chaque étape de la production constituait un risque important pour le processus de production. Peterson a décidé d'aider le client à identifier une solution plus viable pour atteindre ses objectifs de réduction du coût de production par unité et de fourniture d'une qualité et de performances constantes. Il a trouvé l'inspiration dans un endroit inhabituel.
Défi
Mise à l'échelle du cintrage et de l'assemblage des aiguilles hypodermiques
Le client qui a approché Invio est une entreprise de dispositifs médicaux primée qui développe et fabrique des systèmes portables de gestion de l'insuline pour les personnes diabétiques. Son produit phare se fixe au corps et délivre de l'insuline en continu selon les réglages personnels du porteur.
L'aiguille à l'intérieur du dispositif portable a une forme compliquée impliquant au moins 14 courbures. Elle nécessite également une précision de 0.005″ sur la première et la dernière courbure, tandis que la tolérance totale du stock d'aiguilles est de 0.015″. La fabrication de ces aiguilles est extrêmement difficile.
« Les techniciens effectuaient tous ces réglages sur les courbures à l'aide d'outils durs », a déclaré Peterson. « Ils passaient d'un équipement à l'autre et passaient beaucoup de temps à peaufiner le module de cintrage à chaque changement de lots d'aiguilles. Une différence d'un degré dans le rebond du matériau nécessitait le recalibrage de toutes les stations de cintrage. »
Le moment critique est arrivé lorsque le fabricant a décidé de mettre à l'échelle la production. Jonathan Poole, vice-président de la technologie et des normes d'automatisation chez Invio Automation, a expliqué : « Les techniques de cintrage d'aiguilles manuelles et semi-automatisées ne peuvent pas être mises à l'échelle pour la production de masse, car elles ne peuvent pas former précisément une ou plusieurs courbures de manière répétée ou efficace. »
Pour atteindre ses objectifs stratégiques, le client avait besoin d'une machine de cintrage et d'assemblage flexible qui pourrait modifier automatiquement les aiguilles hypodermiques en diverses formes, quelle que soit la dureté de leur matériau. Une toute nouvelle solution était nécessaire.
Solution
Machine programmable et flexible qui forme plusieurs coudes
L'idée d'automatiser le processus de pliage à l'aide d'un système programmable est venue à Peterson d'un endroit inattendu. « J'étais chez moi en train de regarder l'émission "How It's Made" », a-t-il déclaré. « J'ai vu une entreprise utiliser une machine de pliage pour fabriquer des paniers à partir de fil industriel. Ce fut une révélation. Pour faire court, nous avons présenté l'idée et un prototype au client, qui a été impressionné et a passé une commande sur-le-champ. »
Ce prototype est finalement devenu la machine brevetée de pliage et d'assemblage d'aiguilles d'Invio, une solution unique sur le marché. L'appareil est programmable, ce qui lui permet de former une ou plusieurs courbures dans une aiguille hypodermique dans différentes directions et à plusieurs angles. Cette flexibilité est un avantage crucial, car elle permet aux opérateurs de former différentes courbures sélectionnables par l'utilisateur via une interface de diagnostic et avec peu ou pas de changements d'outillage. La flexibilité améliore considérablement l'efficacité et l'adaptabilité du processus de fabrication.
« Notre client était enthousiasmé par la flexibilité et la programmabilité de cette machine », a déclaré Peterson. « Différents lots d'aiguilles ont des propriétés de dureté différentes, de sorte que notre machine utilise une caméra d'inspection pour mesurer les dimensions critiques. Elle utilise ensuite un retour visuel pour ajuster automatiquement les paramètres de pliage dans les modules de pliage. Cela permet de garder la forme de l'aiguille centrée sur les cibles dimensionnelles. De plus, elle n'occupe pas beaucoup d'espace. La cellule ne mesure que 3 × 6′. » Comme tout client utilisant un espace de salle blanche peut en témoigner, un équipement avec un encombrement plus réduit offre un énorme avantage en termes de coûts.
Étalonnage automatique pour une qualité d'aiguille constante
Le processus guidé par la vision et les aspects de manipulation de pièces de précision de cette machine sont innovants, car les courbures aux deux extrémités de l'aiguille doivent être très précises pour que le dispositif portable fonctionne. Une caméra montée dans le module de pliage trouve les extrémités de chaque aiguille, et un chariot à servomoteur positionne les aiguilles exactement là où les courbures sont requises.
Alors que la tolérance requise est de 0.005″, la machine peut former des coudes avec une tolérance de 0.002″, compensant ainsi entièrement la tolérance importante du stock d'aiguilles avec chaque aiguille. Ce niveau de précision offre une qualité et des performances constantes, ce qui permet aux opérateurs de gagner du temps et de l'effort, et donne une tranquillité d'esprit au contrôle de la qualité.
« Les opérateurs ne se rendent même pas compte que la machine s'étalonne à chaque fois qu'ils introduisent un nouveau lot de matériel », poursuit Peterson. « Le processus est invisible. Désormais, ils peuvent produire une aiguille toutes les neuf secondes. Ils enchaînent les opérations. Et lorsque l'entreprise souhaite augmenter la production, il lui suffit d'ajouter davantage de modules. »
La commande de la machine est basée sur Rockwell AutomationAutomates programmables CompactLogix®. La machine est alimentée par Servovariateurs et moteurs Kinetix® et Variateurs c.a. PowerFlex® 525.
Alimentations à découpage, Porte-fusibles, Sectionneurs et contacteurs et Switchs Stratix® assurent un flux de puissance régulier, et Cellules photoélectriques sont utilisées pour détecter le mouvement du produit lorsqu'il se déplace dans la machine. Les opérateurs interagissent avec la machine à l'aide de Terminaux graphiques PanelView™ et Allen-Bradley® Boutons-poussoirs et dispositifs de signalisation.
« Nous savions dès le départ que nous obtiendrions tout ce dont nous avions besoin de la part de Rockwell Automation grâce à l'investissement que nous avions déjà consenti dans le partenariat », a déclaré Poole.
Résultat
Efficacité de production et utilisation de l'espace en salle blanche améliorées
Une fois qu'Invio a installé la machine de cintrage et d'assemblage associée dans la salle blanche du client, les opérateurs ont reçu un manuel et une formation pratique. En quelques heures, ils utilisaient la machine de manière autonome. « C'est un réel avantage pour les fabricants », a déclaré Poole. « Ils n'ont pas besoin de techniciens qualifiés pour effectuer des réglages, car la machine effectue tous les réglages elle-même. Ils ont juste besoin d'opérateurs. »
Depuis l'installation, l'entreprise de dispositifs médicaux a obtenu des résultats impressionnants. Elle a évité d'acheter une machine trop coûteuse avec une tonne d'équipements de support tels que des boîtes, des courroies, des matrices, de la lubrification et des plateaux. À la place, elle dispose d'un système de convoyeur compact et modulaire qui occupe environ trois fois moins d'espace en salle blanche et nécessite beaucoup moins de maintenance.
Elle dispose également de la flexibilité nécessaire pour gérer la variation des lots et augmenter la production avec la précision de 0.005″ exigée par ses dispositifs portables. L'équipe de production peut désormais suivre le rythme des objectifs de vente toujours croissants et des objectifs commerciaux changeants.
Aider les fabricants de dispositifs médicaux à prendre de bonnes décisions
L'expertise d'Invio en matière de traitement guidé par la vision, de manipulation de pièces de précision et d'ingénierie des commandes, ainsi que son partenariat avec Rockwell Automation, ont permis la conception d'une machine unique, parfaite pour les fabricants de systèmes d'administration de médicaments qui cherchent à augmenter la production, à réduire les coûts opérationnels et à accroître la résilience de l'entreprise.
« Nous aimons aider nos clients à mieux comprendre leurs défis et à prendre de bonnes décisions », a déclaré Peterson. « Grâce à notre grande expérience de l'automatisation, nous n'avons pas peur de proposer des solutions alternatives si nous pensons qu'il existe une meilleure façon de faire les choses. »
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Publié 12 septembre 2024