Plasmare il futuro della tecnologia medica – con precisione e partner forti
Le esigenze nella tecnologia medica sono elevate – precisione nell'ordine dei micrometri, assoluta sicurezza dei processi e massima flessibilità non sono un optional, ma un obbligo. Per Armbruster GmbH, specialista nella produzione di strumenti medici e impianti in acciaio inox e titanio, è la realtà quotidiana. Per continuare a produrre ai massimi livelli, l'azienda ha investito in una combinazione intelligente: due centri di lavorazione a 5 assi di tipo VERSA 745 della Fehlmann AG, collegati con il sistema di automazione flessibile Ultimate di Cellro.
L'Armbruster GmbH con sede a Steinach è un'azienda a conduzione familiare di seconda generazione. Da oltre tre decenni, l'azienda di medie dimensioni si concentra sulla produzione di componenti altamente complessi per la tecnologia medica, che contribuiscono per circa il 60% al fatturato, oltre a componenti precisi per la costruzione di macchine. L'ampio spettro di produzione va dalla fresatura, tornitura ed erosione alla stampa 3D metallica e a numerosi processi di tecnologia superficiale – come la pulizia automatizzata, sabbiatura, streamlining, sbavatura e lucidatura – fino al successivo montaggio. Tutti i processi sono integrati in un sistema di gestione della qualità certificato secondo DIN EN ISO 9001 e 13485.
Ciò che distingue particolarmente Armbruster: la capacità di rispondere in modo flessibile alle mutevoli esigenze del mercato – con tempi di consegna brevi, alta varietà di parti e un'intransigente richiesta di qualità. Per rispettare questa filosofia anche in presenza di crescente complessità e automazione, l'azienda punta su tecnologie moderne e partnership di lunga data. Una di queste connette Armbruster da decenni con la svizzera Fehlmann AG.
Rimanere flessibili, fornire con precisione – ogni giorno
«La maggior parte dei nostri componenti è piuttosto impegnativa. Geometrie complesse, materiali resistenti come titanio e acciaio inox – tutto deve semplicemente andare bene. Allo stesso tempo, il mercato si aspetta tempi di consegna brevi, dimensioni di serie flessibili e riproducibilità affidabile», spiega Tobias Armbruster, amministratore delegato di Armbruster. Un esempio è la fresatura economica dei blocchi di taglio per le articolazioni del ginocchio. Qui gli esperti hanno raggiunto i loro limiti tecnologici di produzione. Sebbene ci fosse la possibilità di erodere completamente le fessure – sarebbe stato però troppo dispendioso in termini di tempo e costi. Per questo motivo, le fessure dovevano essere fresate in anticipo, per poi essere erose in un secondo passaggio sulla geometria esatta e sulla qualità superficiale.
Si sono aggiunte considerazioni strategiche: la crescente carenza di personale qualificato in Germania, i tempi di produzione sempre più brevi e le aspettative dei clienti internazionali, in particolare nella tecnologia medica regolamentata dalla FDA, hanno reso chiaro che era necessario un passo tecnologico in avanti. L'obiettivo era non solo produrre questo singolo componente, ma stabilire una soluzione con cui Armbruster potesse produrre in modo flessibile, automatizzato e conforme agli standard.
Alte richieste – poco spazio
Trovare la soluzione giusta non è stato affatto semplice. Al centro c'era un centro di lavorazione a 5 assi che offre la massima precisione e flessibilità, dispone di un sistema di bloccaggio a punto zero per il controllo dei dispositivi di bloccaggio pneumatici – e occupa comunque poco spazio. Inoltre, era richiesta una mandrino con oltre 20.000 min⁻¹ di velocità, idealmente con interfaccia HSK-A63 per una lavorazione stabile e a bassa vibrazione anche con utensili lunghi. Un angolo di inclinazione di oltre 120° era obbligatorio per lavorare geometrie complesse nella massima misura possibile in un'unica impostazione.
«Avevamo bisogno di una macchina con almeno 120 posti per utensili, di costruzione compatta e abbastanza potenza per componenti più grandi», ricorda Mario Bauer, team leader fresatura e project manager presso Armbruster. «Allo stesso tempo, anche utensili delicati dovevano poter essere utilizzati senza problemi. Molta potenza su poco spazio – questo era il punto cruciale.»
Ma anche per l'automazione le richieste erano elevate: si cercava un sistema che potesse non solo cambiare automaticamente i pezzi, ma anche i dispositivi di bloccaggio, senza che qualcuno dovesse intervenire. Diverse dimensioni dei grezzi dovevano essere elaborate in successione in modalità senza operatore. E tutto doveva essere realizzato in uno spazio il più ridotto possibile, con sufficiente spazio per pallet e pinze per tempi di autonomia prolungati.
Soluzione compatta – forte interazione
La soluzione: due centri di lavorazione a 5 assi di tipo VERSA 745 di Fehlmann, collegati con il sistema di automazione flessibile Ultimate di Cellro. Il duo compatto unisce fresatura ad alta precisione, gestione intelligente e processi sicuri – e tutto su soli 61 m².
La VERSA 745 ha tutto: un mandrino potente HSK-A63 con 24.000 min⁻¹, un angolo di inclinazione fino a 135°, una struttura portante massiccia in ghisa grigia, geometrie fresate per la massima precisione dimensionale e assi rotativi a trasmissione diretta con motori a coppia. Anche materiali difficili come il titanio possono essere lavorati in modo preciso e affidabile.
«I nostri clienti si aspettano precisione, affidabilità ed efficienza – soprattutto nella tecnologia medica», sottolinea Alain Strebel, responsabile vendite per il Nord Europa di Fehlmann. «Il concetto VERSA è stato sviluppato proprio per questo: struttura stabile, gestione termica ben progettata e calibrazione automatica con la semplice pressione di un pulsante.»
Inoltre, la macchina si distingue per un accesso ben progettato e una chiara separazione tra lato operatore e lato automazione. «Oltre alle nostre soluzioni di automazione standardizzate, offriamo anche diverse interfacce per la comunicazione con vari sistemi.
Le competenze necessarie le abbiamo in casa – in questo modo possiamo accompagnare i nostri clienti nell'integrazione in modo completo e competente», afferma Alain Strebel.
Un accesso separato per l'automazione sul lato facilita l'integrazione e consente allo stesso tempo un accesso ergonomico alla macchina e una visione libera del componente.
Le macchine VERSA sono perfette per lavorare geometrie complesse come ad esempio i blocchi di taglio. Le fessure strette e profonde vengono ora fresate con precisione da Armbruster, in modo che possano essere solo finalizzate mediante erosione. Questo risparmia tempo, riduce i costi e migliora l'intero processo di produzione.
Automazione intelligente – adattata al punto
Per Fehlmann e Cellro è stato il primo progetto comune. Il contatto è stato stabilito tramite Armbruster, ma il coordinamento tecnico è avvenuto direttamente tra i team – dalle vendite al servizio fino all'ingegneria. Il risultato: un'interazione perfetta.
La Cellro Ultimate si occupa oggi della gestione completa dei pezzi e degli utensili di serraggio per entrambe le macchine. Grazie a pinze modulari, cambio automatico del morsetto e controllo intelligente degli utensili di serraggio, tutto funziona senza intoppi – e in spazi ristretti. Una caratteristica speciale: il robot è montato su una guida mobile e può quindi accedere in modo flessibile a entrambi i centri di lavorazione.
Un punto critico speciale erano i pezzi grezzi tagliati a misura per i blocchi di taglio – devono essere inseriti in posizione verticale, cosa che molti sistemi non possono fare.
Quindi Armbruster ha sviluppato un proprio dispositivo per lo stoccaggio dei pezzi, Cellro ha integrato il software per la gestione. Il robot ora riconosce esattamente la posizione e può afferrare e inserire i pezzi in modo sicuro – su misura per le esigenze di Steinach.
«Le nostre soluzioni di automazione sono progettate per adattarsi alla realtà produttiva del cliente – non viceversa», spiega Christian Dietz, responsabile vendite di Cellro. «Da Armbruster abbiamo integrato la gestione speciale dei pezzi lavorati a misura direttamente nella logica di sistema. Proprio queste personalizzazioni fanno la differenza.»
Dalla vita quotidiana: Precisione automatizzata in funzione 24/7
La cella di produzione produce già oggi 850 ore di fresatura al mese – tendenza in aumento. L'obiettivo è raggiungere la soglia di 1.100 ore. 24 posti per pallet, tre pinze e una stazione ausiliaria consentono il cambio di pallet, prodotti e utensili di serraggio durante il funzionamento – in modo completamente automatico.
Anche durante l'avvio tutto è andato liscio. I tecnici di Fehlmann e Cellro erano presenti contemporaneamente, si sono occupati di questioni di sicurezza come i segnali di emergenza e hanno effettuato la messa a punto insieme ad Armbruster. L'operazione delle macchine non ha presentato problemi grazie al collaudato controllo Heidenhain, e anche il sistema Cellro è stato testato in anticipo con i dipendenti. «I nostri operatori sono stati coinvolti fin dall'inizio – volevamo sentire la loro opinione. La formazione e l'approvazione della cella presso Cellro nei Paesi Bassi hanno sciolto molte preoccupazioni. Oggi tutti lavorano volentieri con la soluzione», afferma Mario Bauer.
Un progetto, tre partner, un linguaggio: tecnologia coordinata a livello paritario
Con la nuova cella di produzione, Armbruster dimostra come si possano unire spirito innovativo e qualità. La combinazione di tecnologia delle macchine collaudata, automazione intelligente e collaborazione paritaria crea una base solida – anche per le sfide future. «Volevamo una soluzione che crescesse con noi – e l'abbiamo trovata», riassume Tobias Armbruster. «E questo con partner su cui possiamo sempre contare – sia tecnicamente che umanamente.» Il risultato mostra come la competenza produttiva tedesca, la precisione dell'ingegneria svizzera e l'innovazione nell'automazione olandese possano plasmare il futuro della produzione di tecnologie mediche.
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