Medizintechnik Optimierte Produktion von Kontaktschalen

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Röchling Medical SE

Engel Austria GmbH

AMIS Maschinen-Vertriebs GmbH

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Hochpräzise Spritzgießtechnik von Engel sorgt für eine effiziente und saubere Fertigung medizinischer Komponenten. Die Kombination aus vollelektrischem Antrieb, optimierter Temperaturführung und minimaler Partikelemission ermöglicht eine konstant hohe Produktqualität – ideal für Reinraumanwendungen.

Röchling Medical ist Entwicklungspartner und Auftragsfertiger führender Unternehmen in der Medizintechnik. In Waldachtal fertigt das Unternehmen kundenspezifische Komponenten und Baugruppen, darunter Petrischalen, Lösungen zur Medikamentenverabreichung, ophthalmologische Instrumente und komplexe Medical Devices. Röchling produziert innovative Kontaktschalen aus Polystyrol, die einen sicheren und kontaminationsfreien Transport medizinischer Proben gewährleisten. Diese Schalen zeichnen sich durch eine benutzerfreundliche 3-Punkt-Verrastung aus, die im Gegensatz zu herkömmlichen Gewinden eine einfache Handhabung ermöglicht und gleichzeitig das Austreten von Medien verhindert.

Die Herausforderung: Präzision und Konsistenz

Kontaktschalen sind flache Gefäße mit gewölbtem Boden, die speziell für die mikrobiologische Untersuchung von Oberflächen verwendet werden. Im Gegensatz zu Petrischalen dienen sie der direkten Probenahme auf glatten Oberflächen, was eine präzise Analyse der mikrobiellen Belastung ermöglicht. Dies ist besonders in hygienisch sensiblen Bereichen wie Reinräumen oder Krankenhäusern wichtig, um strenge Hygienestandards einzuhalten. Ein Deckel schützt die Proben vor äußeren Verunreinigungen und bewahrt das sterile Milieu der Nährmedien. Röchling Medical hat gemeinsam mit seinem Kunden den Verschlussmechanismus optimiert, um eine besonders benutzerfreundliche Handhabung zu gewährleisten.

Wir sind Stand heute sehr zufrieden mit der Maschine. In Kombination mit dem Werkzeug und der Automatisierung erzielen wir hohe Ausbringungsmengen.

Daniel Tobien, Bereichsleiter Fertigung bei Röchling Medical

Die Herstellung dieser Kontaktschalen aus Polystyrol stellt hohe Anforderungen an die Präzision und Konsistenz des Spritzgießprozesses. Bereits geringste Ungenauigkeiten können die Qualität und Funktionalität der Endprodukte beeinträchtigen. Um eine hohe Produktionsgeschwindigkeit bei gleichbleibend hoher Produktqualität zu gewährleisten, setzt Röchling Medical auf die vollelektrische Spritzgießmaschine E-motion von Engel.

Das ist die Lösung für den Reinraum

Der vollelektrische Antrieb dieser Spritzgießmaschine minimiert mechanische Verluste und gewährleistet gleichmäßige, wiederholbare Bewegungsabläufe – ein wichtiger Faktor bei schnellen Zykluszeiten.

Aufgrund der hohen Präzision der Maschine kann Röchling die anspruchsvollen Toleranzen und die Gratfreiheit der Kontaktschalen zuverlässig einhalten, was zu einer konstanten Produktqualität führt, die im medizinischen Einsatz relevant ist. Zusätzlich reduziert die vollelektrische Technologie die Partikelemissionen, das ist vorteilhaft im Reinraum und erleichtert das Einhalten der strengen Hygienestandards.

Die Maschine ist mit einem Reinraumpaket ausgestattet, das vom Maschinenbauer für Anwendungen bis Reinraumklasse ISO 7 konzipiert wurde. Eine spezielle Verkleidung reduziert den Partikelausstoß, und potenziell kontaminierende Maschinenkomponenten wurden abgedeckt. Viele Teile bestehen aus Edelstahl und sind mit Linsenschrauben ausgestattet, um Ablagerungen zu minimieren und die Reinigung zu erleichtern. Zudem sind die Holme der Schließeinheit verchromt.

Bei der Spritzeinheit mit CrN-beschichteten Schnecken und einem Schneckendurchmesser von 40 mm kommt die Premiumausführung mit Direktantrieb zum Einsatz. Dieser sorgt im Vergleich zum Riemenantrieb für 100 % Synchronität und ermöglicht durch eine effiziente Kraftübertragung höhere Einspritzgeschwindigkeiten. Zusätzlich wird eine Smart-shut Rückstromsperre verwendet, die aus Spitze, Sperrring und Druckring besteht. Diese Sondergeometrie bietet eine hohe Reproduzierbarkeit durch ein kontrolliertes Zwangsverschließen des Sperrrings und ein gutes Selbstreinigungsverhalten basierend auf großen Durchflussquerschnitten.

Warum die Temperaturführung wichtig ist

Kurze Zykluszeiten erfordern eine konstante Temperaturführung. Das Engel E-flomo Wasserverteilsystem bietet eine präzise und effiziente Lösung zum Überwachen und Regeln von Werkzeugtemperierungen in Spritzgießprozessen. Das System ermöglicht eine individuelle Steuerung der Durchflussmenge oder der Temperaturdifferenz für jeden Temperierkreis, was zu einer gleichmäßigen Temperaturverteilung im Werkzeug führt. Dadurch werden Ausschuss reduziert und die Bauteilqualität verbessert.

Ein Merkmal des E-flomo ist die automatische Anpassung der Durchflussmenge, was die Prozessstabilität erhöht und gleichzeitig den Energieverbrauch senkt. Das System ist in die Maschinensteuerung integriert, wodurch die Durchflussregelung und die Pumpendrehzahl auf den tatsächlich erforderlichen Wert abgestimmt werden. Dies macht den Temperierprozess effizienter und trägt zu einer nachhaltigen Produktion bei.

Technische Details und Implementierung

Die Kontaktschalen werden aus Polystyrol gefertigt, wobei die jährliche Produktionsmenge etwa 12 Mio. Stück beträgt. Zur Herstellung wird ein 2 t schweres Präzisionswerkzeug mit Nadelverschluss-Heißkanalsystem und seitlicher Einspritzung von Männer eingesetzt

Daniel Tobien, Bereichsleiter Fertigung bei Röchling Medical, erklärt: „Die Präzision der vollelektrischen Maschinen ist deutlich besser als die der hydraulischen. Besonders bei Zykluszeiten unter 10 Sekunden, die wir jetzt haben, zeigt sich der Vorteil: Das Umschalten von Elektromotoren erfolgt viel einfacher und schneller als bei einer Hydraulikpumpe oder einem Ventil. Für uns war es im Reinraum besonders wichtig, die Partikelemissionen der Maschine deutlich zu reduzieren. Dadurch konnten wir die Reinraumqualität weiter verbessern.“

Die Implementierung der Spritzgießmaschine in die Reinraumumgebung verlief reibungslos. Bereits in der Planungsphase zeigte Engel ein tiefes Verständnis für die spezifischen Anforderungen von Röchling Medical. Aufgrund der Kombination aus vollelektrischer Spritzgießmaschine und optimierter Kühlwasserverteilung konnte Röchling Medical die Produktionskosten senken, die Maschinenverfügbarkeit steigern und die Produktqualität auf konstant hohem Niveau halten.

Die präzise Temperaturführung und automatisierte Steuerung garantieren eine konstant hohe Qualität der Kontaktschalen, was ihre Benutzerfreundlichkeit und Sicherheit sicherstellen.

Daniel Tobien betont: „Wir sind Stand heute sehr zufrieden mit der Maschine. In Kombination mit dem Werkzeug und der Automatisierung erzielen wir hohe Ausbringungsmengen. Bisher hatten wir keinen maschinenbedingten Ausfall, was für uns enorm wichtig ist, da wir rund um die Uhr, fünf Tage die Woche, produzieren.“