Vollautomatisierte Fertigungszellen – Investitionen, die sich lohnen

Durch elastische Tampons aus Silikonkautschuk werden im vollautomatisierten Prozess Komponenten für die DNA- Analyse mehrfarbig bedruckt.

Der neue Magazinierer wurde in den Wirthwein-Corporate-Design-Farben lackiert und wird von innen im 4,5 Meter hohen Glasturm mit einer LED-Leiste angestrahlt. Während des ersten Durchlaufes führen Christoph Merhold, Global Key Account Engineer und Tobias Heldmann, Automatisierungstechniker die Positionsüberwachung vom Handling-System durch.

Wie können Kunststoffsysteme noch effizienter und qualitativ hochwertiger produziert werden? Diese Fragen stehen beim Medizintechnikunternehmen Wirthwein Medical GmbH & Co. KG im Mittelpunkt des täglichen Handelns. Bei hohen Stückzahlen, mehreren Produktions- und Montageschritten von komplexen Komponenten ist die effektivste und wirtschaftlichste Lösung oftmals eine vollautomatisierte Fertigungszelle. Die einzelnen Produktionsschritte werden analysiert, komprimiert und in maßgeschneiderten Anlagen eingebunden. Wirthwein Medical GmbH &  Co.  KG konnte das Know-how in den letzten Jahren durch die Erhöhung des Automatisierungsgrades enorm steigern, um die hohen Bedarfe in der Diagnostik-, Medizintechnik- und Pharmabranche abzudecken.

Es gibt viele gute Gründe in der Medizintechnik, Fertigungsprozesse zu automatisieren. Neben dem ständig steigenden Kostendruck, werden Umgebungseinflüsse am Produktionsprozess reduziert. Ebenfalls erhöht die Automatisierung die Wirtschaftlichkeit und steigert sowohl die Qualität als auch die Sicherheit der Produktionsprozesse. Die Kunststoffkomponenten werden entweder in hochautomatisierten Fertigungszellen mit angebundenen Spritzgießmaschinen gefertigt oder einzelne Formteile, gemäß Montagekonzept, zu Baugruppen im Reinraum zusammengefügt. Die robotergestützten Fertigungszellen oder Montageanlagen, greifen, legen, bewegen, schweißen, bedrucken, schneiden, inspizieren, kontrollieren, fördern und verpacken im Produktionsprozess.

Jedes Projekt wird individuell geplant und ist einem technisch- und branchenerfahrenen Projektleiter zur Verantwortung übertragen. Die Fachkräfte im Hause der Wirthwein Medical GmbH & Co. KG greifen auf bewährte und erfahrene Anlagenbauer zurück. Beim Konzipieren der Anlage spielt Innovation eine sehr große Rolle. Die Anlagenbauer verwenden, aufgrund der Komplexität der Produktion, keine Standardmodule. Viele mechanische Baugruppen müssen individuell entworfen und gefertigt werden. Dies ist notwendig, um die hochkomplexen Schritte zu integrieren.

Bei Wirthwein Medical GmbH & Co. KG wurden in diesem Jahr drei neue Montageanlagen implementiert. Wenn Christoph Merhold, Global Key Account Engineer, vor den neusten Anlagen im Werk „An der Papiermühle“ in Mühltal steht, ist er sehr zufrieden. „Durch die neuen Anlagen sind wir auch für die Zukunft durch einen nochmals erhöhten Automatisierungsgrad optimal gewappnet und sichern unseren Kunden auch bei zukünftigen Extremereignissen die gewohnte stabile Liefersicherheit. Die Erfahrungen mit der Covid19-Pandemie haben gezeigt, dass durch einen hohen Automationsgrad das Risiko von Kontamination und dem quarantänebedingten Ausfall von Mitarbeiter-/innen reduziert werden kann“.

Automatisierung einschließlich Bedruckung

In einer der neuen, vollautomatisierten Fertigungszellen mit angebundener Spritzgießmaschine werden Kunststoffkomponenten für die DNA-Analyse gefertigt. Die Bauteile wurden ursprünglich im Reinraum gefertigt und anschließend händisch bedruckt. Auf Grund der massiv gestiegenen Abrufmengen sowie den hohen Qualitätsanforderungen des Kunden, entschloss sich Wirthwein Medical GmbH & Co. KG bei diesem Projekt zu einer Automation des Prozesses. Durch Visionssysteme kann die Qualität zu 100 Prozent überwacht werden, was für den Kunden ein großer Vorteil ist. Die neue Technik stellt außerdem für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an der Maschine eine große Entlastung dar. Neben dem Spritzgießverfahren, Entnahmehandling, der 100 %-Kontrolle mittels Kameraüberwachung und Verpackung, ist auch ein Zwei-Farben-Tampondruck-Verfahren im Fertigungsprozess integriert. Eine größere Herausforderung während der Projektierungsphase war die Implementierung von bestehenden Modulen der Wirthwein Medical GmbH & Co. KG in die Anlage. Zudem musste ein Handling entwickelt werden, welches in der Lage ist, die maßlichen Schwankungen von Kartonagen auszugleichen und gleichzeitig die eingelegten PE-Beutel zu verarbeiten.

Automatisierte Magazinierung

Eine weitere Optimierung in der Produktion ist eine Anlage für das Magazinieren von 2 ml Flaschen, die vom Kunden in der automatisierten Labordiagnostik eingesetzt werden. Hier wurde ebenfalls eine vollautomatisierte Lösung implementiert, um große Bedarfsmengen zu realisieren. Das System ist als Turn-Key-Lösung ausgeführt und reduziert Materialbewegungen auf ein Minimum. Das für die Bedienung der Produktionsanlage verantwortliche Fertigungspersonal muss lediglich leere Paletten einstellen und volle entnehmen.

Montageanlagen für die Volumensteigerung

Wirthwein Medical GmbH & Co. KG punktet nicht nur bei der Prozessoptimierung, sondern auch bei der Schnelligkeit. So konnte aufgrund einer Stückzahlenerhöhung eine weitere Montageanlage für sogenannte „Filtertubes“, eine Kunststoffkomponente, die der Kunde für die Reinigung und Vorbereitung von DNA-Proben benötigt, innerhalb von fünf Monaten realisiert werden. Auf der Anlage werden drei Lagen Glasvlies vollautomatisiert ausgestanzt und in die Tubes eingelegt. Anschließend wird der Tube auf der Unterseite durch Thermoforming verschlossen. Die Anlage verfügt zusätzlich über Kameras zur 100 %-Kontrolle, ein Leitrechnersystem sowie eine vollautomatische Verpackung. Aufgrund der notwendigen Verarbeitung von Glasvliesen im Reinraum der ISO Klasse 7, wurde eine mehrstufige Reinigung mittels ionisierter Luft sowie eine Hochleistungsabsaugung implementiert, die Partikel und Stäube entfernen und so eine Kontamination verhindern.

Die perfekte Lösung im Team

„Die ausschließliche Investition in teure Automatisierungstechnik wäre zu kurz gesprungen. Wichtig ist, dass fundiert ausgebildetes Personal vorhanden ist, welches die Anlagen warten und bedienen kann“, erläutert so Dr. Thomas Jakob, Geschäftsführer bei Wirthwein Medical GmbH & Co. KG. Die Wirthwein Medical GmbH & Co. KG setzt deshalb auf umfassende Schulungen zur individuellen Weiterentwicklung des Fachpersonals. „Ich bin stolz, dass hausinterne Fachkräfte diese Lösungen umsetzen. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter werden von Beginn an in die Projekte eingebunden. Wenn der Mensch, die Maschine und das unternehmerische Know-how im Einklang sind, entstehen die besten Lösungen für die Gesundheit der Menschen“, so Geschäftsführer Dr. Thomas Jakob.