Kształtowanie przyszłości technologii medycznej – z precyzją i silnymi partnerami
Wymagania w medycynie są wysokie – precyzja w zakresie mikrometrów, absolutne bezpieczeństwo procesów i maksymalna elastyczność to nie luksus, lecz obowiązek. Dla firmy Armbruster GmbH, specjalisty w produkcji instrumentów medycznych i implantatów ze stali nierdzewnej i tytanu, to codzienna rzeczywistość. Aby móc nadal produkować na najwyższym poziomie, firma zainwestowała w sprytną kombinację: dwa 5-osiowe centra obróbcze typu VERSA 745 od Fehlmann AG, połączone z elastycznym systemem automatyzacji Ultimate od Cellro.
Armbruster GmbH z siedzibą w Steinach to firma rodzinna działająca w drugiej generacji. Od ponad trzech dekad średniej wielkości przedsiębiorstwo koncentruje się na produkcji wysoko skomplikowanych komponentów dla medycyny, które stanowią około 60 procent przychodu, a także na precyzyjnych elementach dla przemysłu maszynowego. Zakres produkcji obejmuje toczenie, frezowanie i erodowanie, przez metalowy druk 3D i liczne procesy technologii powierzchniowej - takie jak zautomatyzowane czyszczenie, piaskowanie, strumieniowanie, usuwanie zadziorów i polerowanie - aż po późniejszy montaż.
Wszystkie procesy są zintegrowane z certyfikowanym systemem zarządzania jakością zgodnym z normami DIN EN ISO 9001 i 13485.
Co wyróżnia Armbruster: zdolność do elastycznego reagowania na zmieniające się wymagania rynkowe – z krótkimi czasami realizacji, dużą różnorodnością części i bezkompromisowym podejściem do jakości. Aby sprostać tej filozofii również w obliczu rosnącej złożoności i coraz większej automatyzacji, firma stawia na nowoczesną technologię i wieloletnie partnerstwa. Jedno z nich łączy Armbruster od dziesięcioleci ze szwajcarską firmą Fehlmann AG.
Pozostać elastycznym, dostarczać precyzyjnie – każdego dnia
„Większość naszych elementów jest dość wymagająca. Skomplikowane geometrie, trudne materiały, takie jak tytan i stal nierdzewna - wszystko musi idealnie pasować. Jednocześnie rynek oczekuje krótkich czasów dostaw, elastycznych rozmiarów serii i niezawodnej powtarzalności” - wyjaśnia Tobias Armbruster, dyrektor zarządzający w Armbruster. Przykładem jest ekonomiczne frezowanie bloków cięcia dla stawów kolanowych.
Tutaj eksperci napotkali swoje granice technologiczne. Istniała możliwość całkowitego erodowania szczelin - ale byłoby to zbyt czasochłonne i kosztowne. Dlatego szczeliny miały być wstępnie frezowane, aby następnie w drugim kroku erodować je do dokładnej geometrii i jakości powierzchni.
Do tego doszły strategiczne rozważania: rosnący niedobór wykwalifikowanej siły roboczej w Niemczech, coraz krótsze czasy realizacji oraz oczekiwania międzynarodowych klientów, szczególnie w regulowanej przez FDA technologii medycznej, jasno wskazywały, że konieczny był ogólny krok technologiczny naprzód. Celem było nie tylko wyprodukowanie tego jednego elementu, ale również ustanowienie rozwiązania, które pozwoli Armbrusterowi na trwałą, elastyczną, zautomatyzowaną i zgodną z normami produkcję.
Wysokie wymagania – mało miejsca
Znalezienie odpowiedniego rozwiązania nie było łatwe. W centrum uwagi znajdowało się centrum obróbcze 5-osiowe, które oferuje najwyższą precyzję i elastyczność, dysponuje systemem mocowania punktu zerowego do sterowania pneumatycznymi narzędziami mocującymi - a mimo to zajmuje niewiele miejsca. Ponadto wymagana była wrzeciono o prędkości obrotowej powyżej 20 000 min⁻¹, najlepiej z interfejsem HSK-A63 dla stabilnej, niskowibracyjnej obróbki nawet przy długich narzędziach.
Zakres obrotu powyżej 120° był obowiązkowy, aby móc obrabiać skomplikowane geometrie w jak najkrótszym czasie.
„Potrzebowaliśmy maszyny z co najmniej 120 miejscami na narzędzia, o kompaktowej budowie i wystarczającej mocy do większych elementów” – wspomina Mario Bauer, lider zespołu frezowania i kierownik projektu w Armbruster. „Jednocześnie powinny być również bezproblemowo stosowane delikatne narzędzia. Duża moc na małej powierzchni – to był kluczowy punkt.”
Ale także w zakresie automatyzacji wymagania były wysokie:
Poszukiwano systemu, który nie tylko mógłby automatycznie wymieniać detale, ale także narzędzia mocujące, bez potrzeby interwencji. Różne rozmiary surowców miały być przetwarzane kolejno w trybie bezobsługowym. A wszystko to miało być zrealizowane na możliwie małej powierzchni, z wystarczającą ilością miejsc na palety i chwytaki dla długich czasów autonomicznych.
Kompaktowe rozwiązanie – silna współpraca
Rozwiązanie: Dwa 5-osiowe centra obróbcze typu VERSA 745 od Fehlmann, połączone z elastycznym systemem automatyzacji Ultimate od Cellro. Kompaktowe duo łączy wysokoprecyzyjne frezowanie, inteligentne zarządzanie i bezpieczne procesy – i to na zaledwie 61 m².
VERSA 745 ma wszystko: mocne wrzeciono HSK-A63 o prędkości 24 000 min⁻¹, zakres obrotu do 135°, masywną konstrukcję portalu z żeliwa szarego, szlifowane geometrie dla najwyższej precyzji wymiarowej i bezpośrednio napędzane osie obrotowe z silnikami momentowymi. Nawet trudne materiały, takie jak tytan, można precyzyjnie i niezawodnie obrabiać. „Nasi klienci oczekują precyzji, niezawodności i efektywności - zwłaszcza w medycynie” - podkreśla Alain Strebel, szef sprzedaży w Europie Północnej w Fehlmann.
„Koncepcja VERSA została dokładnie opracowana w tym celu: stabilna konstrukcja, przemyślane zarządzanie termiczne i automatyczna kalibracja na żądanie.”
Ponadto maszyna wyróżnia się przemyślanym dostępem i wyraźnym rozdzieleniem strony obsługi i automatyzacji. „Oprócz naszych standardowych rozwiązań automatyzacyjnych oferujemy także różne interfejsy do komunikacji z różnymi systemami. Posiadamy niezbędną wiedzę w tym zakresie w naszym zespole - dzięki czemu możemy kompleksowo i kompetentnie wspierać naszych klientów w integracji” - mówi Alain Strebel.
Oddzielny dostęp do automatyzacji z boku ułatwia integrację i jednocześnie zapewnia ergonomiczny dostęp do maszyny oraz swobodny widok na element.
Maszyny VERSA są idealne do obróbki złożonych geometrii, takich jak na przykład bloki tnące. Wąskie i głębokie szczeliny są teraz precyzyjnie wstępnie frezowane przez Armbrustera, dzięki czemu można je jedynie finalizować za pomocą erodowania. To oszczędza czas, obniża koszty i poprawia cały proces produkcji.
Inteligentna automatyzacja – dostosowana do punktu
Dla Fehlmann i Cellro był to pierwszy wspólny projekt. Kontakt został nawiązany przez Armbrustera, jednak techniczne uzgodnienia odbyły się bezpośrednio między zespołami – od sprzedaży przez serwis po inżynierię. Efekt: doskonała współpraca.
Cellro Ultimate przejmuje dziś pełne zarządzanie częściami i narzędziami mocującymi dla obu maszyn.
Dzięki modułowym chwytakom, automatycznej wymianie imadeł i inteligentnemu sterowaniu narzędziami mocującymi, wszystko działa płynnie - i na małej przestrzeni. Szczególną cechą jest to, że robot jest zamontowany na szynie prowadzącej i może elastycznie obsługiwać oba centra obróbcze.
Specjalnym punktem krytycznym były okrągłe surowce do bloków cięcia - muszą być wkładane w pozycji pionowej, co wiele systemów nie potrafi. Dlatego Armbruster opracował własne urządzenie do magazynowania części, a Cellro uzupełniło oprogramowanie do obsługi. Robot teraz dokładnie rozpoznaje położenie i może pewnie chwytać i wkładać części - dostosowane do potrzeb w Steinach.
„Nasze rozwiązania automatyzacyjne są zaprojektowane tak, aby dostosowywać się do rzeczywistości produkcyjnej klienta – a nie odwrotnie”, wyjaśnia Christian Dietz, kierownik sprzedaży w Cellro. „W Armbrusterze zintegrowaliśmy specjalną obsługę okrągłych elementów bezpośrednio w logice systemu. Takie dostosowania robią różnicę.”
Z codzienności: Zautomatyzowana precyzja w trybie 24/7
Komórka produkcyjna już dziś produkuje 850 godzin frezarskich miesięcznie – tendencja rosnąca. Celem jest osiągnięcie poziomu 1.100 godzin. 24 miejsca na palety, trzy chwytaki i stacja pomocnicza umożliwiają wymianę palet, produktów i narzędzi mocujących w trakcie pracy – w pełni zautomatyzowane.
Również podczas uruchamiania wszystko przebiegło bez zakłóceń. Techników z Fehlmann i Cellro było na miejscu jednocześnie, zajmowali się kwestiami bezpieczeństwa, takimi jak sygnały awaryjne, i wspólnie z Armbrusterem przeprowadzili precyzyjne dostosowanie. Obsługa maszyn nie stanowiła problemu dzięki znanemu sterowaniu Heidenhain, a system Cellro został wcześnie przetestowany z pracownikami. „Nasi operatorzy byli zaangażowani od samego początku – chcieliśmy usłyszeć ich opinię. Szkolenie i odbiór komórki w Cellro w Holandii rozwiały wiele obaw. Dziś wszyscy chętnie pracują z tym rozwiązaniem”, mówi Mario Bauer.
Jeden projekt, trzech partnerów, jeden język: Technika dostosowana do poziomu
Nowa komórka produkcyjna pokazuje, jak połączyć ducha innowacji z jakością. Połączenie sprawdzonej technologii maszynowej, inteligentnej automatyzacji i partnerskiej współpracy stanowi silny fundament - także dla nadchodzących wyzwań. „Chcieliśmy rozwiązania, które będzie z nami rosło - i je znaleźliśmy” - podsumowuje Tobias Armbruster. „I to z partnerami, na których zawsze możemy polegać - technicznie i ludzko.”
Wynik pokazuje, jak dzięki niemieckiej kompetencji produkcyjnej, szwajcarskiej precyzji inżynieryjnej i holenderskiej innowacji w automatyzacji można kształtować przyszłość produkcji w medycynie.
Kontakt:
