Multistationsmaschine mit robotergestützter Entnahmeeinheit.

Multistationsmaschine mit robotergestützter Entnahmeeinheit.

Dieser Herausforderung hat sich für ein führendes Unternehmen in der Verpackung von injizierbaren Medikamenten gestellt. Dazu wird eine schlüsselfertige Lösung für die Produktion von pharmazeutischen Verschlüssen auf einer Spritzgießmaschine unter kontrollierter Atmosphäre eingesetzt.
Die voll automatisierte Lösung mit Einbindung eines Handlingsystems zur Entformung der Teile sollte es ermöglichen, 240 Mio. Pharmastopfen eines Durchmessers von 13 mm pro Jahr herzustellen. Diese Teile erfordern zwingend einen Einschnitt, um jegliche Gefahr von Gratbildung auszuschließen und eine schnelle Entformung zu ermöglichen. In der Mitte des Teils ist keine Angussstelle erlaubt. Durch die eingesetzten Mischungsformeln sind viele Entlüftungen nötig, auch zu Beginn der Vulkanisierungsphase.

Der Spritzgießprozess führt zu einer Schrumpfung, durch die die Teile ovalförmig werden, da bei diesem Verfahren ein Fell gegossen wird und die Mischungsverteilung kreisförmig erfolgt. Außerdem sind Probleme wie Lufteinschluss, Angussmarkierungen und Brennstellen äußerst kritisch am Nestboden, wo die Verdichtung sich oft als schwierig erweist.
Normalerweise werden Pharmastopfen im Kompressionsverfahren auf Maschinen mit großen Platten und mehreren Etagen für eine erhöhte Produktivität hergestellt. Jedoch müssen beim Kompressionsverfahren die Mischungsplatten (Rohlinge) kalibriert werden, um eine konstante Dicke zu erreichen, was ein sehr kostenaufwendiges Verfahren ist.

Spritzprägen statt spritzgießen

Die von REP, Corbas, Frankreich, angebotene Spritzprägelösung besteht darin, die Pharmastopfen auf zwei voll automatisierten und mit acht Spritzformen ausgestatteten Multistationsmaschinen des Typs CMS herzustellen. Bei der CMS handelt es sich um eine Spritzgießpresse mit vier rotierenden Arbeitsstationen. Einspritzen, Vulkanisation und Entformung erfolgen gleichzeitig und optimieren damit die Produktivität.

Die CMS-Maschinen mit ihrer ergonomischen Bauweise sind flexibel und können sehr leicht automatisiert werden. Die Automatisierung besitzt den Vorteil, dass die Gefahr menschlicher Kontaminierung an den verschiedenen Arbeitsstationen (Mischungsvorbereitung, Entformung der Teile und Übertragung zu dem Schneidewerkzeug) ausgeschlossen ist. Hierbei ist zu bemerken, dass die Anlage in einer kontrollierten Atmosphäre betrieben wird, in der die Produktionsauflagen sehr streng sind.

Von den Pharmastopfen sollen 240 Mio. pro Jahr hergestellt werden.

Von den Pharmastopfen sollen 240 Mio. pro Jahr hergestellt werden.

Durchgehende Automatisierung

Egal um welche Anwendung es geht, der Maschinenanbieter arbeitet stets mit den Experten des jeweiligen Fachbereichs zusammen. In diesem Fall wurde eine Spritzpräge-Prototyp-Spritzform mit 420 Nestern hergestellt, um den Spritzgießprozess mit dem Kunden und die Kinematik auf der CMS-Maschine zu validieren. Nach der Freigabe des Prototyps wurden acht Spritzformen mit 413 Nestern hergestellt. Der Einspritzvorgang erfolgt in einer Vakuum-Glocke.

Parallel hierzu wurde eine voll automatisierte Anlage reduzierten Platzbedarfs (4,9 m x 7,9 m) hergestellt. Sie besteht unter anderem aus einem Handlingsystem, das das Spritzprägefell am Ausgang der Spritzform übernimmt, das Entformungsmittel auf die zwei unteren und oberen Trennflächen sprüht, den Angusskegel abtrennt und das Fell auf einem Fördersystem ablegt, um es bis zur Schneidestation zur Trennung der Teile und des Fells gemäß Pflichtenheft zu befördern.

Weniger Kontamination und weniger Ausschuss

Mit dem Spritzprägeprozesses auf den zwei CMS-Maschinen kann der Anwender nun 41 880 Teile pro Stunde bei einem Maschinenzyklus von 71 Sekunden produzieren. Nachdem sich die erste Testphase als erfolgreich erwiesen hat, könnte der Verarbeiter dieses neue Verfahren in größerem Umfang anwenden, da sich die CMS-Automatiklösung, abgesehen vom Ausschluss jeglicher menschlicher Kontaminierung als rentabel erweist. Mit dem Einsatz der Lösung wird der Vorbereitungsprozess der Rohlinge überflüssig, wodurch sich Kosten und Schwankungen, die zu Abfällen führen, erheblich reduzieren lassen.

Matthieu Wolff

Process Manager REP international mwolff@repinjection.com

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