In pochi settori gli effetti degli errori nei componenti sono così diretti e gravi come nella tecnologia medica. Pertanto, è richiesta una tolleranza zero agli errori in presenza di elevati standard di qualità. Poiché la domanda di tali componenti è in aumento, cresce anche il desiderio di una produzione di serie affidabile nell'ambito delle cifre da cinque e sei zeri. La produzione su commissione di Kern è in grado di soddisfare questa esigenza – con molta esperienza e processi di produzione completamente automatizzati, in cui i centri di precisione Kern Micro HD svolgono un ruolo decisivo.
La produzione di componenti per la tecnologia medica e per settori altrettanto esigenti come l'analisi e l'endoscopia presenta due costanti centrali: complessità tecnica e massima qualità. Le specifiche richieste possono variare notevolmente. A volte si tratta di posizionamenti precisi di micrometri di numerosi caratteri, altre volte la qualità superficiale riproducibile e priva di graffi è al centro dell'attenzione.
Alexander Stauder, responsabile della produzione su commissione di Kern Microtechnik GmbH, spiega con un esempio: “Produciamo, tra l'altro, un componente in serie che viene utilizzato in un pacemaker. Qui, ogni graffio, ogni irregolarità rappresenterebbe un potenziale pericolo per la funzionalità e quindi per la vita di una persona. Di conseguenza, le richieste sui nostri processi di produzione sono molto elevate. I nostri clienti si aspettano affidabilità e trasparenza al 100%.”
I materiali da lavorare per i settori menzionati sono vari e spaziano dal titanio all'acciaio inossidabile e all'alluminio fino alla ceramica tecnica e ai materiali speciali come Vespel (plastico in poliimmide) o Macor (ceramica vetrosa). Tutti questi materiali sono soggetti a rigorose normative. Quando i componenti entrano in contatto con il corpo umano, sono consentiti solo materiali biocompatibili approvati. Anche eventuali contaminazioni incrociate devono essere completamente
escluse.
Processi stabili come fattore di successo
Ogni materiale presenta le proprie sfide – in termini di coefficienti di espansione, lavorabilità e proprietà superficiali, differiscono notevolmente.
Il percorso verso una produzione di serie di successo di tali componenti di altissima precisione inizia con lo sviluppo del processo. In stretta collaborazione con i clienti, vengono sviluppate, ottimizzate e validate strategie di lavorazione. Il risultato sono flussi di produzione coordinati e documentati, che garantiscono qualità riproducibile in grandi quantità. “Parliamo di ‘processi congelati’, che possiamo poi produrre in quantità quasi illimitata 24 ore su 24, 7 giorni su 7”, spiega Stauder:
Un esempio pratico illustra la dimensione: per un produttore di pacemaker vengono prodotti annualmente 200.000 componenti in titanio. La produzione avviene in modo completamente automatizzato in una cella di produzione, in cui un robot gestisce quattro centri di lavorazione Kern Micro HD collegati.
Solo un singolo operatore altamente qualificato supervisiona questa linea di produzione, sulla quale attualmente possono anche operare altri fino a 20 diversi componenti in qualsiasi ordine. La cella di produzione lavora secondo il principio della massima flessibilità con la massima sicurezza del processo. Secondo Alexander Stauder, ciascuna delle quattro macchine può produrre ciascuno dei 20 componenti. Il sistema gestisce la produzione in base alla domanda: se aumenta la richiesta per un determinato prodotto, più o addirittura tutte le macchine possono essere riconfigurate in parallelo. Se una macchina, ad esempio, è temporaneamente fuori servizio per lavori di manutenzione, il carico si distribuisce sulle altre – in questo modo si evitano affidabilmente le carenze di fornitura.
Tasso di componenti buoni di quasi il 100 percento
Tornando all'esempio pratico del componente del pacemaker: qui la lavorazione avviene in due fasi di serraggio su sistemi di serraggio multipli. Dopo la seconda fase, il componente finito esce dalla macchina, attraversa un impianto di pulizia moderno per garantire la pulizia e l'assenza di particelle richieste e poi va al controllo qualità. Che il tasso di componenti buoni sia quasi del 100% non sorprende il responsabile della produzione su commissione Stauder: “Questo risultato si basa sui nostri centri di lavorazione di altissima precisione Kern Micro HD, sull'esperienza pluriennale dei nostri dipendenti nell'ottimizzazione dei processi e sulla stretta cooperazione con i nostri clienti.”
Lo sviluppo dal primo prototipo alla produzione in serie si estende tipicamente su diversi anni.
Per il componente del pacemaker, la collaborazione è iniziata alcuni anni fa e inizialmente si è stabilita su quantità di circa 10.000 unità. La domanda è aumentata e grazie a un'ottimizzazione continua dei processi e all'espansione della capacità, il volume è cresciuto gradualmente fino all'attuale ordine di grandezza di 200.000 pezzi all'anno.
Grazie a un'ampia esperienza, più rapidi nella produzione in serie
Diverse revisioni e sviluppi di prodotto vengono sempre realizzati in collaborazione con i clienti. Le modifiche alla geometria del componente vengono analizzate e i processi vengono adattati di conseguenza. Il know-how accumulato nel corso degli anni da entrambe le parti può essere trasferito, secondo Alexander Stauder, a componenti simili: “Così beneficiamo anche di una nuova variante del componente del pacemaker, per la quale stiamo attualmente sviluppando una strategia di produzione insieme al nostro cliente. Grazie alla nostra esperienza e ai processi consolidati, raggiungeremo sicuramente molto rapidamente la produzione in serie.”
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