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Öl und Schmutz müssen draußen bleiben

Montage-/Automatisierung: Know-how für die industrielle Serienproduktion im Messe-Pavillon
Öl und Schmutz müssen draußen bleiben

Neben patientenindividuellen Teilen werden für die Medizin viele Massenartikel gefertigt. Minimale Taktzeiten und Automatisierung auch unter Reinraumbedingungen sind daher gefragt. Die Messe Medtec zeigt Lösungen.

Michael Corban Fachjournalist in Nufringen

Spezialwerkzeuge sind wie Zahnersatz individuell gefertigte Produkte. Infusions-, Injektions- und Kathetersets oder komplex zu montierende Test- und Prüfgeräte laufen dagegen vom Band. Grund genug für den Veranstalter der Messe Medtec, die Canon Communications LLC aus Los Angeles, in Stuttgart wieder einen Pavillon für Montage- und Automatisierungstechnik zu zeigen.
Da die Produktion von Medizintechnik-Teilen oft unter Reinraumbedingungen erfolgt, ist eine Vielzahl von Vorgaben zu beachten, denen die verwendeten Maschinenelemente und Antriebskomponenten entsprechen müssen. „Dies beginnt damit, dass wir separate Fertigungsstätten vorhalten müssen, um die Materialien nicht zu verunreinigen“, berichtet Beat Käser, Leiter Zuführtechnik bei der Afag AG aus Huttwil in der Schweiz (Halle 5, Stand 2111). „Zudem müssen unsere Mitarbeiter über das entsprechende Know-how verfügen, die Verarbeitungsnormen zu erfüllen.“
Für Auslegung und Aufbau von Handlingmodulen und Zuführeinrichtungen, die speziell für die Pharma- und Medizintechnikproduktion zugelassen sind, kommen Werkstoffe wie Edelstahl, oberflächenbehandeltes Aluminium, Delrin oder andere, hochwertige technische Kunststoffe in Frage. Je nach Einsatzzweck sind die inneren und äußeren Kontaktflächen der Edelstahl-Bauteile, wie etwa Sortiertöpfe, einem aufwändigen Oberflächenfinish unterzogen oder glanzpoliert. Zudem werden bereits bei der Konstruktion scharfe Kanten und Schmutznester grundsätzlich vermieden.
Afag verfügt, basierend auf den Erfahrungen in der Automatisierung von Mikro- und Feinwerktechnik, über entsprechendes Medizintechnik-Know-how und hat bereits Maschinen und Produktionsstrecken ausgerüstet – etwa mit Handlingmodulen und Zuführeinrichtungen für die Kanülen- und Einwegspritzen- sowie die Drucksprüherproduktion. „Automatisierte Prozesse schließen Verunreinigungen durch den Menschen bei der Handarbeit aus“, fährt Beat Käser fort. Vermehrt würde deswegen auch die Fertigung größerer Teile und Baugruppen automatisiert. „Die größte Herausforderung dabei sind schnellere Taktzeiten“, so der Afag-Mitarbeiter. Beim Einsatz von elektrischen Achsen und Modulen, Robotik, Hochleistungszentrifugen und kurvengesteuerten Anlagen müsse man an die Leistungsgrenze gehen.
Reinraumtauglich und vor allem schnell ist deshalb auch das Angebot der ATS Automation Tooling Systems Munich GmbH & Co. KG aus Heimstetten (Halle 5, Stand 1725). „Wenn herkömmliche pneumatische Pick&Place-Systeme nicht mehr mithalten können, die Taktzeiten aber kürzer werden sollen, kommen die Kunden auf uns zu“, berichtet Klaus Frimberger, Betriebsleiter bei ATS. „Mit unserer Kombination von Kurvensteuerung und Linearmotor – genannt SC-Trak – können wir Taktzeiten von weniger als einer Sekunde realisieren.“
Betrachte man die Kurvensteuerung, handele es sich um eine sehr kompakte, komplett eingehauste Einheit – Abrieb von der Führungsgeometrie gebe es daher nicht, erläutert Frimberger. „Parallel dazu zeichnet sich das Transportsystem dadurch aus, dass es keinen Bandverschleiß oder Berührungen der Paletten untereinander gibt.“
Während bei alternativen Anlagen die Kurvensteuerung zwangsläufig auch den Vorschub des Werkstücks steuert, nutzen die Heimstettener zwei Komponenten, deren Vorteile sie zusammenführen:
  • Das modulare Paletten-Transportsystem ATS Supertrak für den Werkstück- oder Werkstückträgertransport per Linearantrieb, mit dem sich Richtung, Beschleunigung, Geschwindigkeit und Positionierung jeder Palette programmieren lassen.
  • Bearbeitungsstationen, wie etwa ein Pick&Place-Handling mit einer Kurvensteuerung, die schnell, präzise und zuverlässig sind.
„Mit beiden Systemen zusammen erreichen wir eine wesentlich höhere Flexibilität“, sagt Frimberger. Voraussetzung dafür sei, die Werkstückpaletten entsprechend schnell und genau positionieren zu können – vor allem Weg-unabhängig. „Wenn etwa eine Montagestrecke zehn Bearbeitungsstationen enthält, können wir je nach Bedarf nur einen Teil davon anfahren. Das Transportsystem überspringt dann eine oder mehrere Stationen und kann sogar rückwärts fahren, wenn dies erforderlich ist.“ In diesem Fall werde das betreffende Handling vom Hauptantrieb abgekoppelt.
Welches Werkzeug oder kurvengesteuerte Handling angefahren wird, entscheidet der Anwender softwareunterstützt. Standardmäßig lassen sich über das dynamische Fahrauftragsmanagement Vorgaben für 100 verschiedene Produkte machen, so dass jedem Typ ein bestimmtes Programm zugeordnet wird, etwa: Fahre nacheinander die Montageprozesse eins bis fünf und dann acht an. „Das gibt mir die Freiheit, bei der Fertigung unterschiedlicher Produkttypen den Montageablauf einfach zu beeinflussen“, so der Betriebsleiter weiter. Und die hohe Positioniergeschwindigkeit sorge dafür, dass die Taktzeiten trotzdem unter 1 s blieben. Weitere Vorteile des SC-Trak – SC steht für Smart-Cam, die Kurvensteuerung – sind ein
  • schneller Palettenwechsel,
  • die mögliche Mehrfachbestückung einer Palette sowie
  • wahlweise der getaktete oder kontinuierliche Betrieb mit unterschiedlichen Prozessgeschwindigkeiten.
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