A Invio Automation projeta, implementa e mantém a automação para as maiores operações do mundo. Eles se orgulham de estabelecer parceria com os clientes para resolver grandes desafios ao explorar, testar e personalizar a mais recente tecnologia de fabricação.
- Aumente a produção de agulhas hipodérmicas
- Dobre as agulhas com precisão
- Supere as variações de dureza do material sem configurações demoradas da máquina
- Aumento na produção diária de lotes
- Qualidade aprimorada
- Mudanças de lote sem interrupções
- Dimensão reduzida
As necessidades complexas de fabricação de dispositivos vestíveis de administração de medicamentos
Os dispositivos vestíveis de administração de medicamentos transformaram a vida de inúmeros pacientes em todo o mundo, libertando-os do fardo das injeções diárias e ajudando-os a cumprir cronogramas de dosagem rigorosos. Projetadas para serem usadas no corpo, essas pequenas plataformas incorporam recursos inteligentes, como sistemas de malha fechada e sensores para monitoração e feedback contínuos. Não surpreendentemente, a precisão da fabricação é fundamental, especialmente quando se trata de produzir agulhas hipodérmicas.
"A maioria das cânulas é bastante simples de produzir — são agulhas retas coladas em partes plásticas. Mas os dispositivos vestíveis de administração de medicamentos geralmente exigem agulhas dobradas, e cada dispositivo exige uma agulha de formato diferente", explica Eric Peterson, vice-presidente executivo de conceitos e soluções da Invio Automation, um produtor de soluções abrangentes de automação e membro de nível ouro do programa Rockwell Automation® PartnerNetwork™.
Além disso, o ângulo da dobra em cada agulha deve ser preciso. Pequenas variações em agulhas de seringa simples geralmente não afetam o desempenho. Esse não é o caso dos dispositivos vestíveis de administração de medicamentos. Suas agulhas, que compartilham um espaço minúsculo com objetos como alavancas pivotantes, rodas de engrenagem e reservatórios de fluido, devem ser inseridas sob a pele na profundidade correta para alcançar a taxa de fluxo adequada e evitar a oclusão. É uma complexidade adicional que os fabricantes de dispositivos médicos devem enfrentar.
Assim, quando um cliente antigo pediu a opinião de Peterson sobre um equipamento que queria adquirir para produzir em massa agulhas hipodérmicas dobradas, ele expressou preocupação. "O equipamento era grande e caro e exigia uma estação separada para cada dobra. Eles não saberiam se tinham um bom produto até chegarem à última dobra."
Essa falta de capacidade de monitorar a qualidade em cada estágio da produção representava um risco significativo para o processo de produção. Peterson decidiu ajudar o cliente a identificar uma solução mais viável para alcançar seus objetivos de reduzir o custo de produção por unidade e fornecer qualidade e desempenho consistentes. Ele encontrou inspiração em um lugar incomum.
Desafio
Aumentando a escala da curvatura e montagem de agulhas hipodérmicas
O cliente que procurou a Invio é uma empresa de dispositivos médicos premiada que desenvolve e fabrica sistemas vestíveis de gerenciamento de insulina para pessoas com diabetes. Seu produto principal se conecta ao corpo e fornece insulina contínua com base nas configurações pessoais do usuário.
A agulha dentro do dispositivo vestível tem uma forma complicada, envolvendo pelo menos 14 dobras. Ela também requer uma precisão de 0.005″ na primeira e última dobra, enquanto a tolerância total do estoque de agulhas é de 0.015″. A fabricação dessas agulhas é extremamente desafiadora.
"Os técnicos estavam fazendo todos esses ajustes nas dobras em ferramentas rígidas", disse Peterson. "Eles estavam se movendo entre diferentes peças de equipamentos e gastando muito tempo ajustando o módulo de dobrar toda vez que mudavam os lotes de agulhas. Apenas uma diferença de um grau no chaveamento intermitente do material exigia recalibrar todas as estações de dobrar."
O momento decisivo chegou quando o fabricante decidiu aumentar a produção. Jonathan Poole, vice-presidente de Tecnologia e Padrões de Automação na Invio Automation, explicou: "As técnicas manuais e semi-automatizadas de dobrar agulhas não podem ser ampliadas para níveis de produção em massa porque não conseguem formar uma ou mais dobras de forma precisa, repetida ou eficiente."
Para alcançar seus objetivos estratégicos, o cliente precisava de uma máquina flexível de dobrar e montagem que pudesse modificar automaticamente as agulhas hipodérmicas em várias formas, independentemente da dureza do material. Uma solução totalmente nova era necessária.
Solução
Uma máquina flexível e programável que forma múltiplas dobras
A ideia de automatizar o processo de dobrar usando um sistema programável veio a Peterson de um lugar inesperado. "Eu estava em casa assistindo 'How It's Made'", disse ele. "Vi uma empresa usando uma máquina de dobrar para fazer cestas de arame industrial. Foi um momento de inspiração. Resumindo, apresentamos a ideia e um protótipo ao cliente, que ficou maravilhado e fez um pedido ali mesmo."
Esse protótipo acabou se tornando a Máquina de Dobramento e Montagem de Agulhas patenteada da Invio, uma solução única no mercado. O aparato é programável, permitindo formar uma ou mais dobras em uma agulha hipodérmica em várias direções e em múltiplos ângulos. Essa flexibilidade é uma vantagem crucial, pois permite que os operadores formem diferentes dobras, selecionáveis pelo usuário, por meio de uma interface de diagnóstico e com pouca ou nenhuma troca de ferramentas. A flexibilidade aumenta significativamente a eficiência e a adaptabilidade do processo de fabricação.
"Nosso cliente ficou entusiasmado com a flexibilidade e programabilidade desta máquina", disse Peterson. "Lotes diferentes de agulhas têm diferentes propriedades de dureza, então nossa máquina usa uma câmera de inspeção para medir as dimensões críticas. Em seguida, utiliza feedback visual para ajustar automaticamente os parâmetros de dobra nos módulos de dobra. Isso mantém a forma da agulha centralizada nos alvos dimensionais. Além disso, ela ocupa pouco espaço. A célula tem apenas 3 × 6′." Como qualquer cliente que utiliza um espaço de sala limpa pode atestar, equipamentos com uma dimensão menor proporcionam uma grande vantagem de custo.
Calibração automática que alcança qualidade consistente da agulha
O processo guiado por visão e os aspectos de manuseio preciso de peças desta máquina são inovadores porque as dobras em ambas as extremidades da agulha devem ser altamente precisas para que o dispositivo vestível funcione. Uma câmera montada no módulo de dobra localiza as extremidades de cada agulha, e um slide acionado por servo posiciona as agulhas exatamente onde as dobras são necessárias.
Embora a tolerância exigida seja de 0.005″, a máquina pode formar dobras com uma tolerância de 0.002″, compensando totalmente a grande tolerância do estoque de agulhas em cada agulha. Esse nível de precisão proporciona qualidade e desempenho consistentes, economizando tempo e esforço dos operadores e garantindo tranquilidade ao controle de qualidade.
"Os operadores nem percebem que a máquina está se calibrando toda vez que inserem um novo lote de material", continuou Peterson. "O processo é invisível. Agora eles podem produzir uma agulha a cada nove segundos. Eles passam rapidamente pelo processo. E quando a empresa quiser aumentar a produção, basta adicionar mais módulos."
O controle da máquina é baseado em Rockwell Automation Controladores Programáveis CompactLogix®. A máquina é alimentada por Servo Drives e Motores Kinetix® e Inversores PowerFlex® 525 AC.
Fontes de Alimentação em Modo Chaveado, Porta-fusíveis, Seccionadoras e Contatores e Switches Stratix® proporcionam fluxo de energia suave, e Sensores Fotoelétricos são usados para detectar o movimento do produto enquanto ele se move pela máquina. Os operadores interagem com a máquina usando Terminais Gráficos PanelView™ e Allen-Bradley® Botões Pulsadores e Dispositivos de Sinalização.
"Sabíamos desde o início que conseguiríamos tudo o que precisávamos da Rockwell Automation graças ao investimento que já havíamos feito na PartnerNetwork™", disse Poole.
Resultado
Melhoria da eficiência de produção e utilização do espaço da sala limpa
Assim que a Invio instalou a máquina de dobrar e montagem associada na sala limpa do cliente, os operadores receberam um manual e um treinamento prático. Em questão de horas, eles já estavam usando a máquina de forma independente. "Isso é um benefício real para os fabricantes", disse Poole. "Eles não precisam de técnicos qualificados para fazer ajustes porque a máquina faz todos os ajustes sozinha. Eles só precisam de operadores."
Desde a instalação, a empresa de dispositivos médicos viu alguns resultados impressionantes. Ela evitou a necessidade de comprar uma máquina muito cara com uma tonelada de equipamentos de suporte, como caixas, cintas, matrizes, lubrificação e bandejas. Em vez disso, ela tem um sistema de transporte compacto e modular que ocupa aproximadamente três vezes menos espaço na sala limpa e requer muito menos manutenção.
Ela também tem a flexibilidade necessária para lidar com a variação de lotes e aumentar a produção com a precisão de 0.005″ que seus dispositivos vestíveis exigem. A equipe de produção agora pode acompanhar as metas de vendas cada vez maiores e as metas de negócios em constante mudança.
Ajudando os fabricantes de dispositivos médicos a tomar boas decisões
A experiência da Invio em processamento guiado por visão, manuseio de peças de precisão e engenharia de controles, além de sua parceria com a Rockwell Automation, permitiu o projeto de uma máquina única que é perfeita para fabricantes de sistemas de administração de medicamentos que buscam aumentar a produção, reduzir custos operacionais e aumentar a resiliência dos negócios.
"Gostamos de ajudar nossos clientes a entender melhor seus desafios e tomar boas decisões", disse Peterson. "Graças à nossa vasta experiência em automação, não temos medo de oferecer soluções alternativas se acharmos que há uma maneira melhor de fazer algo."
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Publicado 12 de setembro de 2024