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Schnelle Planung dank Simultaneous Engineering

Automation: Hersteller-Duo realisiert Abfüll- und Verpackungslinie nach ISO-7-Norm
Schnelle Planung dank Simultaneous Engineering

Für das Abfüllen und Versiegeln von Labordiagnostika hat der Verpackungsmaschinenspezialist Rychiger in Kooperation mit Pfuderer innerhalb von zwölf Monaten eine für die Serienproduktion bereite Anlage entwickelt und gefertigt.

Die Verpackungsanlage der Reinraumklasse ISO 7 sollte auf Wunsch des Kunden, eines Herstellers von Labordiagnostika, auf einen Produktionszeitraum von mehr als zehn Jahren ausgelegt sein. Um innerhalb dieser Zeit immer wirtschaftlich und wettbewerbsorientiert produzieren zu können, wurde auf eine hohe Flexibilität geachtet. Auf Verbrauchererwartungen, Norm- und Stückzahlenänderungen wollen Pharmahersteller schließlich zeitnah reagieren können. Gefragt war daher eine komplexe, aber flexible Anlage, die dem Produktlebenszyklus sukzessive angepasst werden kann.

Vom Projektstart bis zur Lieferung einer Prototypanlage blieben der Rychiger AG mit Sitz im Schweizer Steffisburg nur zwölf Monate Zeit. Daher arbeiteten alle Beteiligten von Beginn an intensiv zusammen. Die Konstrukteure von Rychiger entwickelten gemeinsam mit dem Kunden das Verpackungsdesign und konnten so die Verpackung auf maximale Prozesssicherheit hin ausrichten.
Als Engineering-Partner für Grundmaschine und Transportsystem, einzelne Pick-and- Place-Elemente und spezielle Verfahrensachsen wählte man das Ludwigsburger Unternehmen Pfuderer, einen Spezialisten für mechatronische Modulsysteme. Pfuderer setzt im Anlagenbau auf einen hohen Standardisierungsgrad und mechanische Antriebstechnik. Damit erreicht das Unternehmen zum Beispiel bei seinen Grundmaschinen eine Verfügbarkeit von bis zu 95 % im Drei-Schicht-Betrieb und eine hohe Flexibilität der Anlagenkonzepte. Das Grundmodul in Längsbauweise von Pfuderer wurde gemäß der Norm ISO 7 (Reinraumklasse 100.000) vollständig in Chrom-Nickel-Stahl ausgeführt. Zusätzlich sind alle Leitungen der Pneumatikinstallation gekapselt, um die Reinigungsvorschriften einhalten zu können. Ebenfalls wurden die Handhabungsmodule hygieneoptimiert gemäß ISO 7 eingebaut.
Auf der vollautomatisierten Abfüll- und Verpackungslinie setzt Rychiger speziell geformte Racks, so genannte Polypropylen-Elemente mit 60 Kapillaren, ein. Sie werden sortiert, ausgerichtet, mit Analyseflüssigkeit befüllt, versiegelt und etikettiert. Die Verpackung für den Versand erfolgt halbautomatisch. Die Maschine ist für 30 bis 80 Takte pro Minute in einbahniger Bauform ausgelegt, lässt sich aber durch ihre Modulbauweise auf mehrere Bahnen erweitern.
Um selbst bei der Abfüllung von Kleinstmengen bis zu 100 μml eine Toleranz von nur ± 1 % einzuhalten, realisierten die Partner eine Füllstation, die durch einen harmonisch arbeitenden Kurvenscheibenantrieb auf Bewegungs- und Positioniergenauigkeit ausgelegt ist. Die Analyseflüssigkeit an der Füllstation kann gleichzeitig in alle Kapillare eines Racks dosiert werden. Der schwenkbare Füllerkopf des Dosiersystems ist mit 60 Ventilen ausgerüstet, die in definierten Intervallen einzeln kalibriert werden können. Im nächsten Prozessschritt wird eine aluminiumbasierte Deckfolie von der Rolle zugeführt, heiß gestanzt und heiß gesiegelt. „Durch unsere One-Stroke-Technologie sparen wir Prozessschritte ein und versiegeln die Racks in kürzester Zeit vollflächig“, sagt Marco Stalder, Business Development Manager bei Rychiger.
Zur Be- und Entlüftung der Anlage ist eine so genannte Laminarströmung erforderlich, deren Umfang und Beschaffenheit kontinuierlich auf einem gleichbleibenden Niveau gehalten werden muss. Eine umfassende Filtertechnik gewährleistet die Eignung der Anlage gemäß der Reinraumnorm ISO 7.
In der Projektierungsphase nutzten die Planer bei Rychiger und Pfuderer für ihre Zusammenarbeit die Möglichkeiten des Simultaneous Engineering. Für die Projektrealisierung arbeiteten die beiden Konstruktionspartner im Collaborate-Engineering-Modus: Im Datenaustausch per CAD-STEP-Format entstanden zahlreiche Abschnitte der Anlage gleichzeitig an verschiedenen Standorten, die termingerecht beim Kunden zu einer funktionierenden Anlage zusammengefügt wurden.
Heinrich Junghanns Fachjournalist in Hamburg
Weitere Informationen www.rychiger.com www.pfuderer.de

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