Sumitomo (SHI) Demag revela o futuro da produção de peças médicas

A Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery GmbH está a apresentar uma célula de produção totalmente automatizada e altamente eficiente para peças técnicas médicas na Fakuma 2021. Em destaque está a máquina de moldagem por injeção IntElect S 100/460-250, totalmente eléctrica, com um sistema de automação da Waldorf Technik GmbH, Engen, e baseada no seu sistema patenteado Vario Tip FSS. Este expositor da feira foi concebido especificamente para produzir tampas de seringas de insulina médica num molde de 16 cavidades num tempo de ciclo de seis segundos.

FSS significa «Floor Space Saving» (poupança de espaço) e resume a redução significativa de espaço proporcionada por esta construção Vario-Tip em comparação com um modelo padrão. No entanto, a sua elevada funcionalidade e variabilidade mantêm-se. O sistema caracteriza-se pela sua liberdade inigualável para acomodar várias configurações de ferramentas e unidades de embalagem. Além disso, inclui uma variedade de funcionalidades exclusivas específicas para cada cliente que podem ser aplicadas.

Imediatamente após a remoção das tampas da máquina de injeção de plásticos, a pinça de remoção transfere-as por ordem. As tampas são sequenciadas de acordo com os números das cavidades para uma mesa deslizante e, a partir daí, colocadas em prateleiras, mantendo a classificação de cada cavidade individual. Anatol Sattel, Diretor de Desenvolvimento de Negócios na área Médica, descreve o processo: «Após o enchimento, as peças são inspecionadas quanto a possíveis danos utilizando uma câmara Kitov. No momento da ejeção das 16 peças, o sistema dispõe de uma estação de Garantia de Qualidade (QA). Um cobot Sawyer aguarda então na saída do sistema e retira as prateleiras cheias do sistema.»

O sistema de automação é completado com a integração do Smart Services EVE Suite da Hahn Digital, uma subsidiária do Grupo Hahn, de Rheinböllen. Esta solução inovadora apoia os clientes na sua transformação digital e nas suas estratégias de fabrico inteligente. Um dos componentes, o EVE Analytics, permite a monitorização de instalações em vários locais em tempo real. Através da criação de painéis de controlo individuais, são capturados dados independentes de processos e máquinas, estando disponíveis opções de análise adicionais.

Através da utilização do EVE Analytics, o tempo de inatividade pode ser significativamente reduzido. Notificações específicas em tempo real e atualizações de estado independentes da localização permitem respostas mais rápidas. «A análise de dados e os painéis de controlo baseados em KPI garantem um monitorização eficiente», afirma Sattel. O sistema realiza automaticamente uma análise de dados das correlações e desvios em relação às configurações ideais. Com a ajuda da análise preditiva, os dados podem ser utilizados para obter insights que permitam manter um rendimento de produção contínuo.


Projeto de digitalização para um controlo de qualidade abrangente e rastreabilidade dos componentes


«Especialmente no domínio da tecnologia médica, o controlo de qualidade abrangente e a rastreabilidade da produção de peças são indispensáveis», explica Anatol Sattel. «O nosso projeto de digitalização vai muito além destes requisitos. Estamos atualmente a trabalhar no desenvolvimento de um painel de controlo de IoT que permitirá a análise e visualização de dados, a transferência e o armazenamento de know-how, bem como o planeamento e a previsão da manutenção. Para além de um sistema de assistência guiada que fornece passos claros, serão também incorporadas outras funções autónomas.»

Segundo Sattel, os dados dependentes do ciclo e do tempo podem ser recolhidos através da interface da máquina e mapeados através de um painel de controlo baseado numa aplicação. Inicialmente, estes podem ser utilizados para o armazenamento num servidor de dados, a criação de painéis de controlo de KPIs, a visualização de dados em tempo real e para apresentar dados históricos e análises de tendências. Além disso, um guia de resolução de problemas ajuda a resolver e a avaliar desvios no processo.

Olhando para o futuro próximo, a Sumitomo (SHI) Demag planeia desenvolver aplicações de assistência — um sistema para configurar e otimizar processos, introduzir uma biblioteca de materiais e conhecimentos, bem como integrar ferramentas de simulação para configurações avançadas e uma compreensão mais profunda dos processos. «A nossa visão é a de uma máquina inteligente capaz de fazer previsões de forma autónoma sobre a qualidade das peças, o desgaste e as avarias da máquina, bem como de realizar otimizações em linha», afirma Sattel. «Isto permite aumentar a consistência do processo, melhorar a qualidade do produto e ajustar a manutenção em conformidade.»


O aumento da capacidade do sistema de recuperação de energia garante uma eficiência ainda melhor


Os primeiros resultados do projeto de digitalização são ilustrados de forma impressionante na máquina totalmente elétrica IntElect S 100t no stand da Fakuma (B1-1105). Ao mesmo tempo, esta demonstração comprova a competência da Sumitomo (SHI) Demag na produção em série de aplicações médicas com tolerâncias extremamente rigorosas. A tecnologia de acionamento direto de alta precisão garante maior precisão e repetibilidade, resultando em componentes médicos de maior qualidade. O sistema é particularmente limpo, fresco, rápido e silencioso.

A eficiência energética e o custo total de propriedade (TCO) também são significativamente melhorados pelos acionamentos de alto desempenho, o que foi confirmado por testes exaustivos de vida útil nas máquinas e nos componentes. Os fusos testados nas condições mais adversas não apresentaram sinais visíveis de desgaste, mesmo após milhões de ciclos. «O aumento da capacidade do nosso sistema de recuperação de energia não só melhorou a eficiência, como também aumentou a longevidade dos componentes elétricos da IntElect», explica Sattel. Além disso, o controlo melhorado da temperatura dos fusos, motores e inversores ajuda a garantir o funcionamento seguro da máquina, mesmo nas aplicações mais exigentes.

«Devido à temperatura de funcionamento mais constante, o consumo de energia é reduzido, sendo necessário dissipar menos calor em ambientes climatizados», refere o especialista. «A longevidade e a eficiência energética são fatores decisivos para alcançar as nossas ambições do programa Act! Sustainably. A Sumitomo (SHI) Demag está empenhada em desenvolver inovações sustentáveis para o futuro, fabricando máquinas que contribuam para isso. A consciência ecológica e ambiental faz parte deste plano de responsabilidade social corporativa», afirma Sattel.

Além disso, o Diretor de Desenvolvimento de Negócios na área Médica destaca outro aspeto importante. A fim de cumprir as normas ISO 13485 relativas à gestão da qualidade e validação de dispositivos médicos, foram introduzidos novos parâmetros de utilização das máquinas. Os processos são mantidos dentro de determinados limites e os operadores não podem, sem autorização, efetuar quaisquer ajustes na pressão, temperatura, caudal e taxas de arrefecimento. «Respeitando os processos de injeção de plásticos validados para aplicações médicas», acrescenta Sattel


Sistema de fecho com agulhas múltiplas para um rendimento máximo de peças num espaço mínimo


A Kebo AG, de Neuhausen am Rheinfall, apresenta na feira Fakuma o molde de 16 cavidades para a produção de tampas de insulina. Com a tendência na tecnologia médica a apontar para geometrias e pesos de peças cada vez menores, envolvendo tolerâncias críticas e elevada complexidade, a empresa familiar suíça revela um novo sistema Multivalve. Respondendo à crescente procura por sistemas de válvulas de agulha, este oferece uma qualidade de canal de alimentação de primeira classe, elevados volumes de produção — graças ao comprovado design em cluster da Kebo (diâmetro do círculo de passo de 60 mm) — e um tamanho compacto da ferramenta, de modo a caber nas máquinas de injeção de plásticos mais pequenas possíveis. Impressiona ainda pela sua longa vida útil e pela elevada facilidade de manutenção.

Neste sistema Multivalve, a equipa de desenvolvimento conseguiu manter os requisitos de espaço da disposição existente do cluster de fecho de agulha, aberta e compacta. O espaçamento reduzido entre cavidades proporciona a máxima produção de peças para uma superfície de molde deste tamanho. A exposição apresentará a fase de expansão máxima com oito cavidades por cluster. Também são viáveis quatro ou seis cavidades, dependendo da geometria da peça e da posição de injeção. De forma única, o sistema também consegue posicionar cavidades individuais de forma fácil e segura.

Uma vez que o mercado médico exige normalmente soluções totalmente elétricas, especialmente em salas limpas, a Kebo aciona os bicos de fecho por agulha através de uma placa elétrica. Para além da elevada precisão, limpeza e fiabilidade do processo, a solução proporciona uma repetibilidade elevada e convincente, menor desgaste e um controlo de temperatura muito bom. Além disso, a velocidade da agulha é ajustável individualmente. Como alternativa ao fecho elétrico da agulha, está disponível um acionamento pneumático do mecanismo.


Controlo de sala limpa regulado para aplicações específicas da tecnologia médica


Para controlar os fechos de agulha do canal quente no molde, a Kebo utiliza a unidade de controlo M-Ax concebida pela Mold-Masters, de Baden-Baden. Esta unidade abre e fecha as agulhas do canal quente a velocidades e perfis de movimento definidos, monitorizando a posição final. O seu controlador da série Tempmaster é muito flexível, pode ser configurado para qualquer aplicação e não requer conhecimentos de programação. Controlando todos os eixos lineares (por exemplo, extratores de núcleo, ejetores) e rotativos (por exemplo, placas de indexação, placas rotativas), a unidade M-Ax totalmente elétrica é ideal para ambientes de sala limpa e, por conseguinte, para aplicações médicas regulamentadas.

A M-Ax oferece a máxima precisão e as opções mais simples de personalização automatizada de ferramentas. A funcionalidade de controlo dos servo-eixos pode ser combinada com até 256 zonas de controlo de temperatura. São possíveis até 64 entradas e saídas, oferecendo um controlo completo de todas as funções de injeção de plásticos. Além disso, o controlador é muito eficiente, consumindo até 60 por cento menos energia. Isto deve-se aos servoacionamentos, que apenas requerem eletricidade durante o movimento. Um único dispositivo pode ser utilizado para várias ferramentas, aumentando a sua flexibilidade. Para além do design compacto, o ecrã tátil com símbolos de grandes dimensões proporciona uma operação fácil e um controlo de servo e de temperatura intuitivo e de fácil utilização.


Copolímero de PP de fácil fluxo, com desempenho otimizado e seguro para uso médico


Os grânulos de plástico utilizados no stand são especialmente adequados para aplicações médicas, caracterizando-se por uma taxa de fluxo de fusão de 70 g/10 min para facilitar o enchimento completo do molde de 16 cavidades. Fornecidos pela Borealis AG, de Viena, a Sumitomo (SHI) Demag já tinha colaborado anteriormente com este parceiro para testar com sucesso pontas de pipeta utilizando o material de marca registada Bormed, salienta Sattel.

Um copolímero de PP heterofásico de alto fluxo, desenvolvido especificamente pela Borealis, ajuda os clientes do setor da saúde a cumprir os regulamentos da UE relativos aos dispositivos médicos (MDR) e aos dispositivos de diagnóstico in vitro (IVDR), aumentando assim a segurança dos doentes. Oferecendo um melhor fluxo e elevada resistência ao impacto, do ponto de vista do desempenho das máquinas, a elevada capacidade de fluxo do material otimiza o tempo do ciclo de produção.

Sattel conclui: «Desde a nossa última grande exposição, o setor médico enfrentou alguns desafios significativos decorrentes da pandemia, para além da introdução de novos regulamentos da UE relativos aos dispositivos médicos. Apesar disso, a nossa estrutura de vendas centrada no setor permitiu-nos responder rapidamente e aplicar a nossa competência e experiência no setor de uma forma muito mais direcionada e eficiente, em benefício dos nossos clientes do setor médico. Além disso, o nosso programa de colaboração com os nossos principais parceiros do setor continua a apoiar projetos transformadores, mantendo a posição de parceiro preferencial da SDG e transmitindo a nossa mensagem de longa data de que somos os «mais fáceis de trabalhar».