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Sep 07, 2023

Alle Augen sind darauf gerichtet: ENGEL diskutiert, wie integrierte Lösungen die Effizienz steigern können

18. August 2022 13:01 Angeschlossen an einen Reinraum produziert Aptar Radolfzell ein

18. August 2022

13:01

Angeschlossen an einen Reinraum produziert Aptar Radolfzell ein innovatives Mehrfachdosiersystem zur Verabreichung von Augentropfen. Das Dosiersystem ist mikrobiologisch versiegelt und kommt ohne Konservierungsstoffe aus. In der Produktion muss hohe Präzision mit Effizienz kombiniert werden. Für die Serienproduktion lieferte ENGEL zwei neue Produktionszellen, jeweils bestehend aus e-victory-Spritzgießmaschinen und integrierten easix-Knickarmrobotern.

Allein in Deutschland sind Millionen Applikatoren für Augentropfen im Einsatz. Die Symptome, bei denen den Patienten flüssige Medikamente in die Augen getropft werden, sind vielfältig. Allen Augentropfen gemeinsam war früher der unvermeidbare Kontakt mit Bakterien nach dem Öffnen. Bei den am Markt üblichen Systemen handelt es sich daher häufig um Einzelapplikatoren, deren Inhalt nach dem Öffnen nur wenige Stunden lang verwendet werden kann. Aptar Radolfzell, ein Unternehmen der Aptar Group Inc., stellt eine nachhaltige Alternative her: ein mehrfach verwendbares Dosiersystem mit Flaschen mit 5 und 10 ml Fassungsvermögen. Als in sich geschlossenes System bietet es den notwendigen Schutz vor mikrobiologischer Kontamination, der ein vorzeitiges Verfallsdatum des Arzneimittels zuverlässig verhindert. „Unser Applikator gibt das Medikament tropfenweise ab und ist frei von Konservierungsstoffen. Das ist der Mehrwert des Systems“, fasst Ingo Korherr, Produktionsleiter bei Aptar Pharma, zusammen. „Die Vorteile liegen darin, dass es sich nicht um eine einmalige Anwendung handelt, die nicht ökologisch ist und viel Abfall produziert. Das Mehrfachdosierungssystem kann über mehrere Wochen verwendet werden und es ist ergonomischer, es gleichzeitig anzuwenden.“ ergänzt Ralf Fichtner, Standortleiter bei Aptar Pharma im süddeutschen Eigeltingen.

In der Augenheilkunde wurde in einer Produktlinie der Aptar-Gruppe die Strategie, sämtliche Kunststoffteile selbst herzustellen, erfolgreich umgesetzt. Dies ist mit ENGEL-Fertigungssystemen weitgehend gelungen.

Die holmlose Schließeinheit sorgt für hochpräzises Formen

Der Ophthalmic Squeeze Dispenser (OSD) besteht aus insgesamt sieben Kunststoffteilen unterschiedlicher Komplexität und einem Metallteil. Zur Produktion des Applikators und der Sprühstifte wurde Kapital in zwei neue Produktionszellen für den Standort Eigeltingen investiert; Dies ist neben Radolfzell der zweite Produktionsstandort von Aptar Radolfzell.

Der Applikator mit einem Durchmesser von 15 Millimetern wird aus Polypropylen (PP) in einem 32-fach-Werkzeug mit partiellem Heißkanal auf einer ENGEL e-victory 740/220 Spritzgießmaschine mit einer Schließkraft von 220 Tonnen hergestellt. Das Gesamtschussgewicht beträgt 30,5 Gramm. Eine ENGEL e-victory 50/90 mit 90 Tonnen Schließkraft produziert den Spritzstift aus TPE mit einem Gesamtschussgewicht von 1,97 Gramm in einem 16-fach Vollheißkanalwerkzeug. Beide Teile sind Produktträger, kommen also mit dem Medikament in Kontakt. Im Hinblick auf die mikrobiologische Reinheit wurden beide Produktionszellen in reinraumtauglichen Produktionseinheiten gemäß ISO 7-Anforderungen gekapselt. Weitere ENGEL Spritzgießmaschinen mit identischer Konfiguration arbeiten im Grauraum.

Wo die Kunststoffteile sehr filigran und komplex zugleich sind und zudem in einem Mehrkavitäten-Werkzeug hergestellt werden, bieten hybride e-victory-Spritzgießmaschinen mit elektrischer Einspritzeinheit und servohydraulischer Schließeinheit häufig Vorteile. Grund dafür ist die holmlose Schließeinheit, die auch auf Maschinen mit vergleichsweise geringen Schließkräften ausreichend Platz für große Mehrkavitätenwerkzeuge bietet. Die hervorragende Parallelität der Werkzeugaufspannplatten bleibt auch beim Schließkraftaufbau und beim Einspritzen erhalten. Patentierte Kraftteiler verteilen die Schließkraft gleichmäßig auf die Werkzeugaufspannplatten und sorgen so für eine gleichbleibend hohe Formpräzision in allen Kavitäten. Dies waren die Faktoren, die bei Aptar den Ausschlag für die Investition in Maschinen der e-victory-Serie gaben. ENGEL-Vertriebsmitarbeiter Jürgen Fridrich ergänzt: „Im Vorfeld waren eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit Schuss für Schuss und eine sehr hohe Verfügbarkeit der jeweils gesamten Fertigungszelle gefragt.“

„Nicht zu vergessen sind die sehr hohen Anforderungen an Werkzeug und Bauteil, die ein hohes Maß an Präzision erfordern – Anforderungen, denen die e-victory-Baureihe voll und ganz gerecht wird. Die servohydraulische Schließeinheit von ENGEL läuft wie am Schnürchen“, sagt Andreas Gräber, Manager Injection Moulding Services bei Aptar Pharma.

Ralf Fichtner ergänzt: „Wir verarbeiten Polyolefine, insbesondere PP und PE. Es gibt sicherlich formstabilere Kunststoffe.“ Der Toleranzbereich mit zwei Nachkommastellen, in dem wir unsere Teile fertigen, erfordert eine sehr hohe Präzision des Werkzeugs, der Spritzgießmaschine usw „Polyolefine mit dieser Präzision sind sicherlich kein Standard, und genau darauf haben wir uns spezialisiert. Die Herausforderung besteht darin, diese Präzision kostengünstig im Mehrkavitätenspritzguss mit hoher Prozessstabilität zu erreichen.“

Integrierte Steuereinheit erleichtert den Umstieg auf Knickarmroboter

Der Produktionsprozess ist vollständig automatisiert und wird zu 100 % überwacht. Auch SPC-Prüfungen der Teile sind fester Bestandteil des Prozesses. Nach Abschluss des jeweiligen Spritzgießzyklus erfolgt die Entnahme der Teile durch ENGEL easix Knickarmroboter inklusive der für die Rückverfolgbarkeit wichtigen Kavitätentrennung. In anderen Anwendungen bei Aptar übernehmen ENGEL-Linearroboter – Viper und einige ältere ERC-Roboter – die Teilehandhabung. Aufgrund der begrenzten Platzverhältnisse in der Produktion wurden die beiden neuen Produktionszellen mit easix-Knickarmrobotern ausgestattet. Aber auch der Produktionsprozess machte die Knickarmroboter notwendig. Es sind unterschiedliche Ablagepositionen implementiert. NIO-Teile werden von Gutteilen getrennt. Für die permanente Qualitätskontrolle, Reinigung und andere Prozessschritte muss der Roboter in einer programmierten Routine mehrere Positionen anfahren.

Die Tatsache, dass die Steuerung der ENGEL Roboter vollständig in die Steuerung CC300 der ENGEL Spritzgießmaschinen integriert ist, machte den Umstieg auf Knickarmroboter für Aptar besonders einfach. Die integrierte Produktionszelle sorgt für eine einheitliche Steuerungslogik und das gleiche Look-and-Feel für Maschine und Roboter. „Ein großer Vorteil ist, dass ich alles auf dem Maschinendisplay sehen kann und nicht um die Maschine herumlaufen muss. Natürlich habe ich das Handgerät für die Prozesseinstellungen und das Teach-in, aber das ist eine einmalige Sache.“ Ansonsten kann ich alles von der Maschine aus steuern und das ganz einfach. Die Mitarbeiter sind mit der Benutzeroberfläche vertraut und müssen sich nicht umstellen oder etwas Neues lernen, sondern können das Gelernte 1:1 anwenden“, sagt Andreas Gräber , zusammenfassen.

In Eigeltingen beschleunigte dies die Inbetriebnahme der neuen easix-Roboter und sorgt für eine effektive Arbeitsweise. Das manuelle Roboterpanel und die smarte ENGEL CC300 Steuerung greifen auf ein und dieselbe Datenbank zu. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass beide Systeme ihre Bewegungsabläufe aufeinander abstimmen. Dadurch verkürzt sich bei manchen Anwendungen die Bearbeitungszeit.

Als Experte für innovative Medikamentenabgabesysteme und Verpackungslösungen verfolgt Aptar im eigenen Haus eine Zwei-Lieferanten-Strategie. Von den insgesamt 85 Spritzgießmaschinen mit Schließkräften von 35 bis 250 Tonnen entfallen mehr als 60 Prozent auf ENGEL-Maschinen. An beiden Standorten produzieren rund 850 Mitarbeiter jährlich mehr als 500 Dosiereinheiten. Mit mehreren globalen Produktionsstandorten nach guter Herstellungspraxis (GMP) gewährleistet Aptar Pharma sowohl eine zuverlässige Lieferkette als auch lokale Unterstützung für seine Kunden. Der Geschäftsbereich des Unternehmens mit Hauptsitz in Radolfzell, Deutschland, konzentriert sich auf die Spritzgießtechnik. „Wir kaufen strategisch weitere Bearbeitungstechnologien ein“, erklärt Ralf Fichtner: „Die Antwort auf die Frage, was wir inhouse machen und was nicht, hängt von der Komplexität der zu fertigenden Teile ab.“ Schließlich leitet sich der Firmenname Aptar vom lateinischen Wort aptare ab. Und das bedeutet, sich anzupassen, was die Unternehmensphilosophie in der Praxis widerspiegelt.

18. August 2022

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