Kistler apoya a Mikron Automation con sistemas de unión para la fabricación de dispositivos médicos

Mikron Switzerland AG ha diseñado una compleja línea de montaje para autoinyectores que incluye dos células de montaje diferentes y nada menos que 18 módulos de unión electromecánica NCFT de Kistler. Junto con los sistemas de supervisión de procesos maXYmos integrados, los módulos soportan el montaje automatizado en dos variantes, incluido el control de fuerza-desplazamiento, así como la transmisión de datos en tiempo real y la transparencia del proceso.

Situada en Boudry, una pequeña ciudad a orillas del lago Neuchâtel, en la región francófona de Suiza, Mikron Switzerland AG, Boudry es la sede de la división Mikron Automation. Reconocida en todo el mundo como especialista en el diseño de soluciones de ensamblaje que integran procesos de fabricación complejos, Mikron cuenta con una larga tradición en el sector de la micromecánica. Con más de 700 empleados en sus sedes de Denver (EE.UU.), Kaunas (Lituania), Singapur y Shanghai, Mikron ya ha suministrado más de 3.800 soluciones de ensamblaje a sus clientes. Cada día, las soluciones de ensamblaje de Mikron se utilizan para ensamblar alrededor de 150 millones de productos, desde bolígrafos y autoinyectores, inhaladores, jeringuillas de seguridad y pruebas en puntos de atención sanitaria hasta piezas de airbags, relés y conectores: la lista podría continuar. 

Jean François Bauer es Director de Marketing y Desarrollo Comercial de Mikron Automation. Según explica, en los últimos años el sector de la automatización se ha desarrollado a un ritmo muy dinámico: «Nuestras soluciones de ensamblaje se centran en productos pequeños, que se pueden sostener en la mano, y muy a menudo implican procesos complejos y también cada vez más gestión de datos». Como experto en el sector, Mikron suministra soluciones de ensamblaje de alto rendimiento, escalables y personalizadas a los sectores farmacéutico/medicológico, automovilístico, eléctrico/industrial y de bienes de consumo.

Los sectores farmacéutico y de tecnología médica han cobrado un enorme impulso en los últimos diez o quince años. Ahí es donde generamos la mayor parte de nuestras ventas. Además de soluciones de gran volumen con un rendimiento de varios cientos de piezas por minuto, también suministramos sistemas escalables para producciones muy bajas o medias. Esto se debe a que los estudios clínicos y las pruebas de montaje tienen que llevarse a cabo en varias fases antes de que un producto sanitario se lance al mercado y la producción en serie pueda ponerse realmente en marcha». Para garantizar la máxima flexibilidad y eficacia, Mikron Automation opta por un enfoque de plataforma modular, siguiendo el ejemplo de la industria automovilística: se diseñan y especifican máquinas base estandarizadas para adaptarse a los requisitos de cada cliente y a cada aplicación.

Montaje de alta precisión, incluida la documentación del proceso

En un proyecto actualmente en curso para una importante empresa farmacéutica, Mikron está utilizando sistemas de unión electromecánicos de Kistler integrados en dos células de fabricación. Jörg Besold lleva casi cinco años como director de proyectos en Mikron Switzerland AG, Boudry. Junto con un equipo central de unas diez personas, es responsable de todos los pasos del proceso de diseño y desarrollo, desde el inicio del proyecto hasta la aceptación final en las instalaciones del cliente. Así es como describe los requisitos: Para montar un autoinyector, hay que ensamblar varias piezas de plástico y una jeringa en un proceso que debe ser preciso y controlado. Utilizamos doce servoprensas de Kistler para una célula y seis más para la otra. Esto nos permite triplicar los pasos necesarios para alcanzar el volumen deseado de más de 100 piezas por minuto".

El módulo de unión NCFT de Kistler (véase el recuadro) es una servoprensa electromecánica diseñada específicamente para fuerzas pequeñas en un amplio rango de medición de 0,05 a 1,5 kN. Puede combinarse con el sistema de supervisión de procesos maXYmos NC para conseguir un control completo de todos los movimientos y fuerzas, incluida una documentación detallada del proceso basada en la medición piezoeléctrica de fuerzas.

Ya teníamos experiencia en el uso de la tecnología de sensores de fuerza-desplazamiento de Kistler combinada con el sistema maXYmos", recuerda Besold. Pero en vista de los exigentes requisitos de este proyecto, optamos por la solución de gama alta. Proporciona control de fuerzas y posiciones en todo momento, así como datos completos del proceso para cada producto. Como los módulos están integrados directamente en el entorno de automatización a través de OPC UA, podemos fabricar dos variantes de producto simultáneamente. El control de la máquina envía los diferentes conjuntos de parámetros a las unidades NC de maXYmos que controlan los módulos de unión". Todos los datos de producción y los parámetros de calidad se almacenan en una base de datos, y un código de matriz grabado en cada producto garantiza una trazabilidad del 100% para el cliente final. Mikron también ha integrado pruebas de calidad para cada paso individual en ambas células de ensamblaje, una característica adicional que garantiza un nivel de calidad muy alto, en beneficio de los pacientes que utilizarán el dispositivo.

El diseño personalizado satisface requisitos exigentes

"Estamos muy satisfechos no sólo con las soluciones de Kistler, sino también con el valioso apoyo que nos prestan. Con plazos de ejecución de proyectos de nueve a doce meses o más, necesitamos un socio fiable y profesional que pueda apoyarnos a lo largo de las distintas fases", señala Besold. Como era la primera vez que Mikron utilizaba los sistemas de unión NC, se organizó un taller conjunto en la sede de Kistler en Winterthur. Besold prosigue: Aunque los sistemas maXYmos son fáciles de integrar, fue especialmente útil para nuestros ingenieros de software aprender cómo se sincroniza y optimiza todo el proceso de unión con la máquina".

Dado que la solución está pensada para su uso en entornos médicos, se realizaron adaptaciones adicionales para cumplir los requisitos pertinentes. André Signer, ingeniero de ventas de Kistler, explica: En primer lugar, integramos una función para hacer un seguimiento y una copia de seguridad de todos los cambios realizados por los usuarios en el sistema; esto es lo que se conoce como pista de auditoría, y es absolutamente esencial para las aplicaciones de tecnología médica. A continuación, preparamos nuestro sistema NCFT para la producción en salas blancas de clase 7. Y por último, tuvimos que sustituir los lubricantes de todos los módulos para garantizar el cumplimiento de los requisitos".

Tras el éxito de las pruebas de montaje y la autorización por parte del cliente final, las soluciones de automatización de Mikron se entregan y puede iniciarse la producción en serie. Jörg Besold resume: No es casualidad que Kistler tenga una reputación de alta precisión: estos sistemas de ensamblaje proporcionan un excelente control de procesos para nuestras complejas operaciones de ensamblaje, y por eso sin duda seguiremos utilizándolos en el futuro. Y también fue gracias a los sistemas de Kistler que conseguimos unos niveles muy altos de garantía de calidad y trazabilidad en este proyecto".