Tvoření budoucnosti medicínské techniky – s precizností a silnými partnery
Požadavky v medicínské technice jsou vysoké – přesnost v mikrometrickém rozsahu, absolutní procesní bezpečnost a maximální flexibilita nejsou volbou, ale povinností. Pro společnost Armbruster GmbH, specialistu na výrobu lékařských nástrojů a implantátů z nerezové oceli a titanu, je to každodenní realita. Aby mohla i nadále vyrábět na nejvyšší úrovni, investovala firma do chytré kombinace: dvou 5-osých obráběcích center typu VERSA 745 od společnosti Fehlmann AG, spojených s flexibilním automatizačním systémem Ultimate od společnosti Cellro.
Společnost Armbruster GmbH se sídlem ve Steinachu je rodinná firma ve druhé generaci. Již více než tři desetiletí se středně velký podnik zaměřuje na výrobu vysoce komplexních komponentů pro medicínskou techniku, která přispívá přibližně 60 procenty k obratu, a na přesné součásti pro strojírenství. Výrobní spektrum zahrnuje od soustružení a frézování, erodování, přes kovový 3D tisk a řadu metod povrchové úpravy – například automatizované čištění, tryskání, streamování, odhrotování a leštění – až po následnou montáž.
Všechny procesy jsou integrovány do certifikovaného systému řízení kvality podle normy DIN EN ISO 9001 a 13485.
Co Armbruster zvlášť vyznačuje: schopnost flexibilně reagovat na měnící se požadavky trhu – s krátkými průběžnými časy, vysokou rozmanitostí dílů a nekompromisním požadavkem na kvalitu. Aby tato filozofie byla dodržována i při rostoucí složitosti a zvyšující se automatizaci, společnost se spoléhá na moderní technologie a dlouholeté partnerství. Jedno z nich spojuje Armbruster již desítky let se švýcarskou společností Fehlmann AG.
Zůstat flexibilní, dodávat přesně – každý den
„Většina našich součástí je poměrně náročná. Složitá geometrie, odolné materiály jako titan a nerezová ocel – všechno musí dokonale sedět. Současně trh očekává krátké dodací lhůty, flexibilní velikosti sérií a spolehlivou reprodukovatelnost,“ vysvětluje Tobias Armbruster, jednatel společnosti Armbruster. Příkladem je ekonomické frézování řezných bloků pro kolenní klouby.
Zde se experti dostali na své výrobní technické limity. I když byla možnost, drážky zcela erodovat – bylo by to však příliš časově a nákladově náročné. Proto měly být drážky předfrézovány, aby je bylo možné v druhém kroku erodovat na přesnou geometrii a kvalitu povrchu.
K tomu se přidaly strategické úvahy: Rostoucí nedostatek kvalifikovaných pracovníků v Německu, stále se zkracující doby zpracování a očekávání mezinárodních zákazníků, zejména v oblasti medicínské techniky regulované FDA, jasně ukázaly, že je nutný celkový technologický krok vpřed. Cílem bylo nejen vyrobit tento jeden díl, ale etablovat řešení, které by Armbrusterovi umožnilo trvale flexibilně, automatizovaně a v souladu s normami vyrábět.
Vysoké požadavky – málo místa
Najít vhodné řešení nebylo vůbec jednoduché. V centru pozornosti bylo 5osé obráběcí centrum, které nabízí nejvyšší přesnost a flexibilitu, disponuje systémem nulového bodu pro ovládání pneumatických upínacích prostředků – a přesto zabírá jen málo místa. Kromě toho byla požadována vřetena s otáčkami přes 20 000 min⁻¹, ideálně s rozhraním HSK-A63 pro stabilní, vibracemi šetrné obrábění i při dlouhých nástrojích.
Otočná oblast přes 120° byla povinná, aby bylo možné zpracovávat složité geometrie co nejvíce v jednom upnutí.
„Potřebovali jsme stroj s minimálně 120 místy pro nástroje, kompaktní konstrukcí a dostatečným výkonem pro větší součásti,“ vzpomíná Mario Bauer, vedoucí týmu frézování a projektový manažer ve společnosti Armbruster. „Zároveň by měly být bez problémů použity i jemné nástroje. Hodně výkonu na malé ploše – to byl klíčový bod.“
Ale i v oblasti automatizace byly požadavky vysoké:
Hledal se systém, který dokáže automaticky měnit nejen obrobky, ale také upínací prostředky, aniž by bylo potřeba zásahu člověka. Různé velikosti polotovarů by měly být zpracovávány v bezobslužném režimu po sobě. A to vše by mělo být realizováno na co nejmenším prostoru, s dostatečným počtem palet a uchopovacích míst pro dlouhé doby autonomie.
Kompaktní řešení – silná spolupráce
Řešení: D dvě 5osá obráběcí centra typu VERSA 745 od společnosti Fehlmann, spojená s flexibilním automatizačním systémem Ultimate od společnosti Cellro. Kompaktní duo spojuje vysoce přesné frézování, inteligentní manipulaci a procesně bezpečné postupy – a to na pouhých 61 m².
VERSA 745 má vše: výkonnou vřeteno HSK-A63 s 24 000 ot./min, rozsah otáčení až 135°, masivní portálovou konstrukci z šedé litiny, seškrábané geometrie pro nejvyšší přesnost a přímo poháněné otočné osy s točivými motory. I obtížné materiály, jako je titan, lze přesně a spolehlivě zpracovávat. „Naši zákazníci očekávají přesnost, spolehlivost a efektivitu – zejména v oblasti medicínské techniky,“ zdůrazňuje Alain Strebel, vedoucí prodeje pro severní Evropu ve společnosti Fehlmann.
„Koncept VERSA byl přesně pro to navržen: stabilní konstrukce, promyšlené řízení teploty a automatická kalibrace stisknutím tlačítka.“
Kromě toho stroj vyniká promyšleným přístupem a jasným oddělením ovládací a automatizační strany. „Kromě našich standardizovaných automatizačních řešení nabízíme také různé rozhraní pro komunikaci s nejrůznějšími systémy. Potřebné know-how máme interně – tak můžeme naše zákazníky při integraci komplexně a kompetentně doprovázet,“ říká Alain Strebel.
Samostatný přístup pro automatizaci na straně usnadňuje integraci a zároveň umožňuje ergonomický přístup k stroji a volný výhled na součást.
Stroje VERSA jsou ideální pro zpracování složitých geometrických tvarů, například na řezných blocích. Úzké a hluboké drážky jsou nyní přesně předfrézovány firmou Armbruster, takže je lze pomocí erodování pouze dokončit. To šetří čas, snižuje náklady a zlepšuje celý výrobní proces.
Inteligentní automatizace – přizpůsobeno na míru
Pro Fehlmann a Cellro to byl první společný projekt. Kontakt byl navázán přes Armbrustera, ale technická koordinace probíhala přímo mezi týmy – od prodeje přes servis až po inženýrství. Výsledek: dokonalá spolupráce.
Cellro Ultimate dnes převzala kompletní manipulaci s díly a upínacími prostředky pro oba stroje.
Díky modulárním uchopovačům, automatické výměně svěráků a inteligentnímu řízení upínacích prostředků probíhá celý proces hladce – a na velmi malém prostoru. Zvláštní funkcí je, že robot je namontován na posuvné dráze a může tak flexibilně obsluhovat obě zpracovatelské centra.
Speciálním problémem byly kulaté surové díly pro řezací bloky – musí být vkládány ve vzpřímené poloze, což mnoho systémů nedokáže. Armbruster proto vyvinul vlastní zařízení pro skladování dílů, Cellro doplnil software pro manipulaci. Robot nyní přesně rozpoznává polohu a může díly bezpečně uchopit a vložit – na míru potřebám ve Steinachu.
„Naše automatizační řešení jsou navržena tak, aby se přizpůsobila výrobní realitě zákazníka – nikoli naopak,“ vysvětluje Christian Dietz, oblastní prodejce společnosti Cellro. „U Armbrustera jsme speciální manipulaci s kulatě řezanými obrobky přímo integrovali do systémové logiky. Právě taková přizpůsobení dělají rozdíl.“
Z každodenního života: Automatizovaná preciznost v nepřetržitém provozu 24/7
Výrobní buňka dnes již produkuje 850 frézovacích hodin měsíčně – trend je vzestupný. Cílem je dosáhnout hranice 1.100 hodin. 24 paletových míst, tři uchopovače a pomocná stanice umožňují výměnu palet, produktů a upínacích prostředků během provozu – plně automatizovaně.
I při uvedení do provozu proběhlo vše hladce. Technici z Fehlmannu a Cellra byli současně na místě, starali se o bezpečnostní otázky, jako jsou signály nouzového zastavení, a společně s Armbrusterem provedli jemné doladění. Obsluha strojů nebyla díky známému ovládání Heidenhain žádný problém a také systém Cellro byl brzy testován se zaměstnanci. „Naši operátoři byli od začátku zapojeni – chtěli jsme slyšet jejich názory. Školení a převzetí buňky v Cellro v Nizozemsku vyřešilo mnoho obav. Dnes všichni rádi pracují s tímto řešením,“ říká Mario Bauer.
Projekt, tři partneři, jeden jazyk: Technologie na úrovni očí sladěná.
S novou výrobní buněk ukazuje Armbruster, jak spojit inovační ducha a kvalitu. Kombinace osvědčené strojní technologie, inteligentní automatizace a partnerské spolupráce tvoří silný základ – i pro nadcházející výzvy. „Chtěli jsme řešení, které s námi poroste – a našli jsme ho,“ shrnuje Tobias Armbruster. „A to s partnery, na které se můžeme kdykoli spolehnout – technicky i lidsky.“
Výsledek ukazuje, jak lze s německou výrobní kompetencí, švýcarskou strojírenskou precizností a nizozemskou inovační automatizací utvářet budoucnost výroby v oblasti medicínské techniky.
Kontakt:
