Invio Automation progetta, implementa e mantiene soluzioni di automazione per le più grandi operazioni al mondo. Sono orgogliosi di collaborare con i clienti per risolvere grandi sfide esplorando, testando e personalizzando le più recenti tecnologie per il processo produttivo.
- Aumentare la produzione di aghi ipodermici
- Piegare gli aghi nella forma desiderata con precisione
- Superare le variazioni di durezza dei materiali senza configurazioni lunghe e dispendiose delle macchine
- Aumento della produzione giornaliera di lotti
- Controllo della qualità migliorato
- Cambi lotto senza soluzione di continuità
- Ingombro ridotto
Le complesse esigenze di produzione dei dispositivi indossabili per la somministrazione di farmaci
I dispositivi indossabili per la somministrazione di farmaci hanno trasformato la vita di innumerevoli pazienti in tutto il mondo, liberandoli dal peso delle iniezioni quotidiane e aiutandoli a rispettare rigorosi programmi di dosaggio. Progettate per essere indossate sul corpo, queste piccole piattaforme incorporano funzioni intelligenti come sistemi a circuito chiuso e sensori per il monitoraggio continuo e il feedback. Non sorprende che la precisione di produzione sia fondamentale, soprattutto quando si tratta di produrre aghi ipodermici.
"La maggior parte delle cannule è piuttosto semplice da produrre: sono aghi dritti incollati in parti di plastica. Ma i dispositivi indossabili per la somministrazione di farmaci spesso richiedono aghi piegati, e ogni dispositivo richiede un ago di forma diversa", spiega Eric Peterson, vicepresidente esecutivo di Concepts & Solutions pressoInvio Automation, produttore di soluzioni di automazione complete e membro di livello Gold del Rockwell Automation® PartnerNetwork™ programma.
Inoltre, l'angolo della curvatura di ogni ago deve essere preciso. Piccole variazioni negli aghi delle siringhe semplici generalmente non influiscono sulle prestazioni. Non è così per i dispositivi indossabili per la somministrazione di farmaci. I loro aghi, che condividono uno spazio ridotto con oggetti come leve pivotanti, ruote dentate e serbatoi di liquidi, devono essere inseriti sotto la pelle alla profondità corretta per ottenere la portata adeguata ed evitare l'occlusione. Si tratta di una complessità aggiuntiva che i produttori di dispositivi medici devono affrontare.
Quindi, quando un cliente di lunga data chiese a Peterson un parere su un'apparecchiatura che voleva acquistare per produrre in serie aghi ipodermici piegati, lui espresse le sue preoccupazioni. "L'apparecchiatura era grande e costosa e richiedeva una stazione separata per ogni piega. Non avrebbero saputo se avevano un buon prodotto fino all'ultima piega".
Questa mancanza di capacità di monitorare la qualità in ogni fase della produzione rappresentava un rischio significativo per il processo produttivo. Peterson decise di aiutare il cliente a identificare una soluzione più valida per raggiungere i suoi obiettivi di riduzione del costo di produzione per unità e di fornire qualità e prestazioni costanti. Trovò l'ispirazione in un luogo insolito.
Sfida
Aumentare la produzione e l’assemblaggio di aghi ipodermici
Il cliente che si è rivolto a Invio è un’azienda di dispositivi medici pluripremiata che sviluppa e produce sistemi indossabili per la gestione dell’insulina per persone con diabete. Il suo prodotto di punta si applica al corpo e somministra insulina in modo continuo in base alle impostazioni personali dell’utilizzatore.
L’ago all’interno del dispositivo indossabile presenta una forma complessa con almeno 14 pieghe. Richiede inoltre una precisione di 0.005″ sulla prima e sull’ultima piega, mentre la tolleranza totale del materiale dell’ago è di 0.015″. La produzione di questi aghi è estremamente complessa.
«I tecnici eseguivano tutte queste regolazioni delle pieghe su attrezzature rigide», ha dichiarato Peterson. «Si spostavano tra diversi macchinari e impiegavano molto tempo a regolare il modulo di piegatura ogni volta che cambiavano i lotti di aghi. Anche una differenza di un solo grado nel rimbalzo del materiale richiedeva la ricalibrazione di tutte le stazioni di piegatura».
Il momento critico è arrivato quando il produttore ha deciso di aumentare la produzione. Jonathan Poole, vicepresidente di Automation Technology and Standards presso Invio Automation, ha spiegato: «Le tecniche di piegatura manuale e semi-automatica degli aghi non possono essere scalate a livelli di produzione di massa perché non sono in grado di formare in modo preciso una o più pieghe in modo ripetuto o efficiente».
Per raggiungere i suoi obiettivi strategici, il cliente aveva bisogno di una macchina flessibile per la piegatura e l’assemblaggio in grado di modificare automaticamente gli aghi ipodermici in varie forme indipendentemente dalla durezza del materiale. Era necessaria una soluzione completamente nuova.
Soluzione
Una macchina flessibile e programmabile che realizza più pieghe
L'idea di automatizzare il processo di piegatura con un sistema programmabile è venuta a Peterson da un luogo inaspettato. "Ero a casa a guardare 'How It's Made'", ha detto. "Ho visto un'azienda che utilizzava una macchina piegatrice per realizzare cestini con filo industriale. È stato un momento di illuminazione. Per farla breve, abbiamo presentato l'idea e un prototipo al cliente, che è rimasto stupito e ha effettuato un ordine sul posto."
Quel prototipo è diventato la Needle-Bending and Assembly Machine brevettata di Invio, una soluzione unica sul mercato. L'apparecchio è programmabile e consente di formare una o più pieghe in un ago ipodermico in varie direzioni e a più angoli. Questa flessibilità è un vantaggio fondamentale, poiché consente agli operatori di formare pieghe diverse, selezionabili dall'utente, tramite un'interfaccia diagnostica e con poche o nessuna modifica degli utensili. La flessibilità migliora notevolmente l'efficienza e l'adattabilità del processo produttivo.
"Il nostro cliente era entusiasta della flessibilità e della programmabilità di questa macchina", ha dichiarato Peterson. "I diversi lotti di aghi hanno proprietà di durezza diverse, quindi la nostra macchina utilizza una telecamera di controllo per misurare le dimensioni critiche. Successivamente, utilizza il feedback visivo per regolare automaticamente i parametri di piegatura nei moduli di piegatura. In questo modo, la forma dell'ago rimane centrata sugli obiettivi dimensionali. Inoltre, non occupa molto spazio. La cella misura solo 3 × 6′." Come può confermare qualsiasi cliente che utilizza uno spazio in camera bianca, le apparecchiature con un ingombro ridotto offrono un enorme vantaggio in termini di costi.
Calibrazione automatica che garantisce una qualità costante degli aghi
Il processo guidato dalla visione e la gestione precisa dei componenti di questa macchina sono innovativi perché le pieghe alle due estremità dell'ago devono essere estremamente accurate affinché il dispositivo indossabile funzioni. Una telecamera montata nel modulo di piegatura individua le estremità di ogni ago e uno scorrimento servoazionato posiziona gli aghi esattamente dove sono necessarie le pieghe.
Sebbene la tolleranza richiesta sia di 0.005″, la macchina è in grado di formare pieghe con una tolleranza di 0.002″, compensando completamente la tolleranza del materiale di base con ogni ago. Questo livello di precisione garantisce qualità e prestazioni costanti, risparmiando tempo e fatica agli operatori e assicurando al controllo della qualità la massima tranquillità.
"Gli operatori non si rendono nemmeno conto che la macchina si calibra ogni volta che inseriscono un nuovo lotto di materiale", ha continuato Peterson. "Il processo è invisibile. Ora possono produrre un ago ogni nove secondi. Procedono rapidamente. E quando l'azienda vuole aumentare la produzione, tutto ciò che deve fare è aggiungere altri moduli."
Il controllo della macchina è basato su Rockwell Automation Controllori programmabili CompactLogix®. La macchina è alimentata da Servoazionamenti e motori Kinetix® e Convertitori di frequenza PowerFlex® 525.
Alimentatori switching, Portafusibili, Sezionatori e contattori e Switch Stratix® garantiscono un flusso di potenza uniforme, e Sensori fotoelettrici vengono utilizzati per rilevare il movimento del prodotto mentre si sposta attraverso la macchina. Gli operatori interagiscono con la macchina utilizzando Terminali grafici PanelView™ e Allen-Bradley® Pulsanti e dispositivi di segnalazione.
"Sapevamo fin dall'inizio che avremmo ottenuto tutto ciò di cui avevamo bisogno da Rockwell Automation grazie all'investimento che avevamo già fatto nel PartnerNetwork™", ha dichiarato Poole.
Risultato
Miglioramento dell'efficienza produttiva e dell'utilizzo dello spazio in cleanroom
Una volta installata la macchina di piegatura e assemblaggio nella cleanroom del cliente, Invio ha fornito agli operatori un manuale e una formazione pratica. Nel giro di poche ore, gli operatori hanno iniziato a utilizzare la macchina in modo autonomo. "Questo è un vero vantaggio per i produttori", ha dichiarato Poole. "Non hanno bisogno di tecnici specializzati per effettuare le regolazioni perché la macchina le esegue automaticamente. Hanno solo bisogno di operatori".
Dall'installazione, l'azienda di dispositivi medici ha ottenuto risultati impressionanti. Ha evitato la necessità di acquistare una macchina eccessivamente costosa con una serie di apparecchiature di supporto come scatole, cinghie, stampi, lubrificazione e vassoi. Invece, ha un nastro trasportatore compatto e modulare che occupa circa tre volte meno spazio nella cleanroom e richiede molta meno manutenzione.
Inoltre, ha la flessibilità necessaria per gestire la variazione dei lotti e aumentare la produzione con la precisione di 0.005″ richiesta dai suoi dispositivi indossabili. Il team di produzione può ora tenere il passo con gli obiettivi di vendita sempre crescenti e i cambiamenti degli obiettivi aziendali.
Aiutare i produttori di dispositivi medici a prendere buone decisioni
L'esperienza di Invio nella lavorazione guidata da visione, nella gestione di parti di precisione e nell'ingegneria dei controlli, oltre alla sua collaborazione con Rockwell Automation, ha permesso di progettare una macchina unica, perfetta per i produttori di sistemi di somministrazione di farmaci che cercano di aumentare la produzione, ridurre i costi operativi e aumentare la resilienza aziendale.
"Ci piace aiutare i nostri clienti a comprendere meglio le loro sfide e a prendere buone decisioni", ha dichiarato Peterson. "Grazie alla nostra vasta esperienza nell'automazione, non abbiamo paura di offrire soluzioni alternative se pensiamo che ci sia un modo migliore di fare qualcosa".
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Pubblicato 12 settembre 2024