Oblikovanje prihodnosti medicinske tehnologije – s preciznostjo in močnimi partnerji
Zahteve v medicinski tehniki so visoke – natančnost v mikrometrskem območju, absolutna varnost procesov in maksimalna fleksibilnost niso razkošje, temveč obveznost. Za podjetje Armbruster GmbH, specialist za proizvodnjo medicinskih instrumentov in implantatov iz nerjavnega jekla in titana, je to vsakodnevna realnost. Da bi lahko tudi v prihodnje proizvajali na najvišji ravni, je podjetje investiralo v pametno kombinacijo: dve 5-osni obdelovalni središči tipa VERSA 745 podjetja Fehlmann AG, povezani s fleksibilnim avtomatizacijskim sistemom Ultimate podjetja Cellro.
Armbruster GmbH s sedežem v Steinachu je družinsko podjetje v drugi generaciji. Že več kot tri desetletja se srednje veliko podjetje osredotoča na proizvodnjo visoko kompleksnih komponent za medicinsko tehniko, ki prispevajo približno 60 odstotkov k prihodkom, ter na natančne dele za strojništvo. Proizvodni spekter sega od obdelave z vrtenjem, frezanja in erodiranja do kovinskega 3D-tiska in številnih postopkov površinske obdelave - na primer avtomatizirano čiščenje, peskanje, struženje, odvajanje in poliranje - do nadaljnjega sestavljanja.
Vsi procesi so vključeni v certificiran sistem upravljanja kakovosti po DIN EN ISO 9001 in 13485.
Kar Armbruster posebej odlikuje: sposobnost, da se fleksibilno odziva na spreminjajoče se tržne zahteve – z kratkimi časovnimi roki, veliko raznolikostjo delov in brezkompromisnim zahtevam po kakovosti. Da bi to filozofijo uresničili tudi ob naraščajoči kompleksnosti in vse večji avtomatizaciji, podjetje stavi na moderno tehnologijo in dolgotrajna partnerstva. Eno od teh partnerstev Armbruster povezuje že desetletja s švicarsko podjetjem Fehlmann AG.
Ostati fleksibilen, natančno dostaviti – vsak dan
»Večina naših delov je precej zahtevnih. Kompleksne geometrije, trdi materiali, kot sta titan in nerjaveče jeklo - vse mora biti popolno. Hkrati trg pričakuje kratke dobavne roke, fleksibilne serijske velikosti in zanesljivo ponovljivost,« pojasnjuje Tobias Armbruster, direktor podjetja Armbruster. En primer je gospodarsko frezanje rezalnih blokov za kolenske sklepe.
Tukaj so se strokovnjaki srečali s svojimi proizvodnimi omejitvami. Čeprav je bila možnost, da se reže popolnoma erodirajo - bi to bilo preveč časovno in stroškovno intenzivno. Zato so se morali reži najprej predfrezati, da bi jih nato v drugem koraku erodirali na natančno geometrijo in kakovost površine.
Dodali so strateške premisleke: Naraščajoča pomanjkljivost strokovnjakov na lokaciji Nemčija, vedno krajši časi obdelave in pričakovanja mednarodnih strank, zlasti v FDA-regulirani medicinski tehnologiji, so jasno pokazala, da je potreben splošen tehnološki napredek. Cilj ni bil le izdelati to eno komponento, temveč vzpostaviti rešitev, s katero lahko Armbruster trajno proizvaja fleksibilno, avtomatizirano in v skladu s standardi.
Visoke zahteve – malo prostora
Najti ustrezno rešitev ni bilo preprosto. V središču je bilo 5-osno obdelovalno središče, ki ponuja najvišjo natančnost in fleksibilnost, ima sistem za pritrditev brez točke za upravljanje pnevmatskih pritrdilnih sredstev - in kljub temu zavzema malo prostora. Poleg tega je bila potrebna vretena z več kot 20.000 min⁻¹ vrtilne hitrosti, idealno z HSK-A63 vmesnikom za stabilno, vibracijsko nizko obdelavo tudi pri dolgih orodjih.
Območje nagiba več kot 120° je bilo obvezno, da bi kompleksne geometrije obdelovali čim bolj v eni nastavitvi.
„Potrebovali smo stroj z najmanj 120 orodnimi mesti, kompaktno zasnovo in dovolj močjo za večje komponente,“ se spominja Mario Bauer, vodja ekipe za frezanje in projektni vodja pri Armbrusterju. „Hkrati bi morali brez težav uporabljati tudi filigranske orodja. Velika moč na majhni površini – to je bila ključna točka.“
Toda tudi pri avtomatizaciji so bile zahteve visoke:
Iskali smo sistem, ki ne le da lahko samodejno menja obdelovance, temveč tudi pritrdilna sredstva, brez potrebe po človeškem posredovanju. Različne velikosti surovih delov bi morale biti obdelane zaporedoma v brezposadkovnem delovanju. In vse to bi moralo biti izvedeno na čim manjšem prostoru, z zadostnim številom palet in prijemalnih mest za dolge avtonomne čase.
Kompaktna rešitev – močna interakcija
Rešitev: Dva 5-osna obdelovalna centra tipa VERSA 745 podjetja Fehlmann, povezana s fleksibilnim avtomatizacijskim sistemom Ultimate podjetja Cellro. Kompaktni duo združuje visoko natančno frezanje, inteligentno ravnanje in procesno zanesljive postopke – in to na le 61 m².
VERSA 745 prinaša vse: zmogljivo HSK-A63 vreteno s 24.000 min⁻¹, območje nagiba do 135°, masiven portal iz sivine, obdelane geometrije za najvišjo natančnost in neposredno pogonjene okrogle osi s torznimi motorji. Tudi težke materiale, kot je titan, je mogoče obdelovati natančno in zanesljivo. »Naši kupci pričakujejo natančnost, zanesljivost in učinkovitost - zlasti v medicinski tehniki,« poudarja Alain Strebel, vodja prodaje za Severno Evropo pri Fehlmannu.
»Koncept VERSA je bil razvit prav za to: stabilna konstrukcija, premišljeno toplotno upravljanje in samodejna kalibracija s pritiskom na gumb.«
Poleg tega stroj izstopa z premišljenim dostopom in jasno ločitvijo med upravljalsko in avtomatizacijsko stranjo. »Poleg naših standardiziranih avtomatizacijskih rešitev ponujamo tudi različne vmesnike za komunikacijo z različnimi sistemi. Potrebno znanje imamo v hiši - tako lahko naše stranke obsežno in strokovno podpiramo pri integraciji,« pravi Alain Strebel.
Ločen dostop za avtomatizacijo na strani olajša integracijo in hkrati omogoča ergonomski dostop do stroja ter prost pogled na komponento.
Maschine VERSA so popolne za obdelavo kompleksnih geometrij, kot so na primer na rezalnih blokih. Ozki in globoki utori so zdaj natančno predobdelani s strani Armbrusterja, tako da jih je mogoče z erodiranjem le še dokončati. To prihrani čas, zniža stroške in izboljša celoten proizvodni proces.
Inteligentna avtomatizacija – prilagojena do potankosti
Za Fehlmann in Cellro je to bil prvi skupni projekt. Stik je bil vzpostavljen preko Armbrusterja, toda tehnična usklajevanja so potekala neposredno med ekipami – od prodaje do storitev in inženiringa. Rezultat: popolno sodelovanje.
Cellro Ultimate danes prevzema celotno ravnanje s deli in pritrdilnimi sredstvi za oba stroja.
Zahvaljujoč modularnim prijemalnikom, samodejnemu menjavanju visečih sponk in inteligentnemu upravljanju pritrdilnih sredstev poteka vse gladko - in na najmanjšem prostoru. Posebna značilnost: Robot je nameščen na vodilu in lahko tako fleksibilno dostopa do obeh obdelovalnih centrov.
Poseben izziv so bili okrogli surovi deli za rezalne bloke - morali so biti vstavljen v pokončnem položaju, kar mnogi sistemi ne morejo doseči. Zato je Armbruster razvil svojo napravo za shranjevanje delov, Cellro pa je dopolnil programsko opremo za upravljanje. Robot zdaj natančno prepozna položaj in lahko dele varno prijame in vstavi - po meri za potrebe v Steinachu.
»Naša avtomatizacijska rešitev je zasnovana tako, da se prilagaja proizvodni realnosti stranke - ne obratno,« pojasnjuje Christian Dietz, vodja prodaje pri Cellro. »Pri Armbrusterju smo posebno ravnanje z okroglimi delovnimi kosi neposredno integrirali v sistemsko logiko. Takšne prilagoditve so tiste, ki naredijo razliko.«
Iz vsakdanjega življenja: Avtomatizirana natančnost v 24/7 obratovanju
Proizvodna celica danes že proizvaja 850 ur frezanja na mesec - trend narašča. Cilj je doseči 1.100 ur. 24 mest za palete, tri prijemala in pomožni postaji omogočajo menjavo palet, izdelkov in pripomočkov med obratovanjem - popolnoma avtomatizirano.
Tudi pri zagonu je vse potekalo gladko. Tehniki iz Fehlmann in Cellro so bili hkrati prisotni, skrbeli so za varnostne teme, kot so signali za izredne razmere, in skupaj z Armbrusterjem izvedli fino nastavitev. Upravljanje strojev ni bilo problematično, zahvaljujoč znanemu nadzoru Heidenhain, prav tako je bilo sistem Cellro pravočasno testirano z zaposlenimi. »Naši operaterji so bili od začetka vključeni - želeli smo slišati njihovo mnenje. Usposabljanje in prevzem celice pri Cellro na Nizozemskem je razrešilo mnoge pomisleke. Danes vsi radi delajo z rešitvijo,« pravi Mario Bauer.
Projekt, trije partnerji, en jezik: Tehnika usklajena na ravni oči v oči
Z novo proizvodno celico Armbruster prikazuje, kako združiti inovativnost in kakovost. Kombinacija preizkušene strojne tehnologije, inteligentne avtomatizacije in partnerskega sodelovanja tvori močno osnovo - tudi za prihodnje izzive. »Želeli smo rešitev, ki raste z nami - in jo našli,« povzame Tobias Armbruster. »In to s partnerji, na katere se lahko vedno zanesemo - tako tehnično kot človeško.«
Rezultat prikazuje, kako se z nemško proizvodno kompetenco, švicarsko strojno natančnostjo in nizozemsko avtomatizacijsko inovacijo oblikuje prihodnost proizvodnje medicinske tehnike.
Kontakt:
