Arburg: Innovative IML-Anwendung für die Medizintechnik

Eine innovative Anwendung für die Medizintechnik demonstriert ein elektrischer Allrounder 520 A Ultimate: Die Hochleistungsmaschine produziert auf der NPE 2024 im Rahmen eines Gemeinschaftsprojekts IML-Zentrifugenröhrchen - (Bilder: Arburg).

Während das In-Mould Labelling (IML) bei Verpackungsprodukten Standard ist, wird dieses Verfahren in der Medizinbranche noch kaum angewandt. Am Beispiel eines Zentrifugenröhrchens mit Label aus PP-Monomaterial präsentiert Arburg auf der NPE 2024 eine wiederholgenaue und nachhaltige IML-Anwendung mit Mehrwert für die Pharmaindustrie und Medizintechnik. Der Fertigung des gebrauchsfertigen Produkts erfolgt mit einer Turnkey-Anlage rund um einen elektrischen Allrounder schnell, platzsparend, kosteneffizient und ohne zusätzliches Hygienerisiko.

An dem innovativen IML-Gemeinschaftsprojekt rund um einen elektrischen Allrounder 520 A in Reinraumausführung sind die renommierten Partner Kebo (Werkzeug), MCC/Verstraete (Label), Beck (Automation) und Intravis (Kameraprüfung) beteiligt.

Produkt aus Monomaterial
Die Zukunftstechnologie wurde als „Proof-of-Concept“ erstmals auf der Fakuma 2023 präsentiert. Röhrchen und Label sind beide aus PP gefertigt, sodass sich das Produkt aus Monomaterial einfach recyceln lässt. Weil das integrierte Label zur Stabilität des Röhrchens beitragen kann, lässt sich dessen Wandstärke gegebenenfalls reduzieren und in der Massenproduktion Kunststoffmaterial reduzieren. Außerdem entfallen Arbeitsschritte wie Kleben oder Bedrucken, so dass keine Klebstoffe benötigt werden und kein Ausschuss durch Verschmutzung mit Flüssigfarbe entsteht.

Dank funktionaler IML-Label erhalten die Zentrifugenröhrchen z.B. eine Füllskala und temperatursensitive Elemente. Für die exakte Positionierung sorgt eine Automation von Beck.

Hochleistungsmaschine für die Medizintechnik
Ein weiterer wichtiger Aspekt sei die kompakte Aufstellungsfläche (Footprint) der Fertigungszelle, die in vorgegebene Produktionsraster passt. Im Mittelpunkt steht ein elektrischer Allrounder 520 A „Ultimate“ mit 1.500 kN Schließkraft, der für schnelle und anspruchsvolle Prozesse ausgelegt ist. Die Hochleistungsmaschine in Reinraumausführung erfüllt die Anforderungen der Klasse ISO 7. Mit einem 8-fach-Werkzeug von Kebo werden in einer Zykluszeit von rund zehn Sekunden je 15 Milliliter fassende gebrauchsfertige Röhrchen aus PP gefertigt. Die servoelektrischen Antriebe der Spritzgießmaschine stellen eine präzise und reproduzierbare Werkzeugpositionierung sicher. Für das positionsgenaue Ausrichten und Aufbringen der Labels sorgt ein Label-Justierkopf von Beck. Ein in die Automation integriertes Kamerasystem von Intravis übernimmt die optische Kontrolle der Fertigteile in Echtzeit. In der realen Anwendung könnten in der Fertigungszelle zusätzlich das Verschrauben der Röhrchen und das Verpacken in Schlauchbeuteln realisiert werden.

Exakte Positionierung der funktionalen Labels
Während der Abstand „Print to Cut“ bei IML-Dekoren für Verpackungsprodukte in der Regel rund 1 bis 1,5 Millimeter beträgt, sind es beim Anwendungsbeispiel Zentrifugenröhrchen nur rund 0,2 Millimeter. Die Labels mit 57 Mikrometern Wandstärke müssen möglichst genau in den Kavitäten positioniert werden. Das exakte Ausrichten und Aufbringen der Labels erfolgen über eine Automation von Beck. Ein Label-Justierkopf gleicht dabei die Fertigungstoleranz auf wenige Hundertstel aus. Dies gilt als wichtige Voraussetzung für die Funktionalität und reduziert Qualitätsschwankungen und Ausschuss deutlich.

Zusätzliche Funktionen
In erster Linie erhalten die Röhrchen über das kratzfeste Etikett eine Skala, die den genauen Füllstand anzeigt. Solche Etiketten mit Beschriftung sind beispielsweise auch für Insulinpens oder medizinische Messbecher interessant. Eine weitere Funktion ist die Überwachung von Temperaturprofilen. Durch ein zusätzliches temperaturempfindliches Element kann eine Unterbrechung der Kühlkette auf einen Blick erkannt werden: Steigt beispielsweise die Temperatur der befüllten Tube auf über sieben Grad Celsius, verfärbt sich die thermochrome Tinte irreversibel. Darüber hinaus können dem Produkt zusätzliche Informationen zu Recycling und Lagerhaltung mitgegeben werden, zum Beispiel über einen QR-Code. Für die Zukunft ist auch eine hundertprozentige Rückverfolgbarkeit von Prozess-, Qualitäts- und Patientendaten für jedes einzelne Teil über einen RFID-Code denkbar.

NPE 2024, 06.-10.05.2024, Orlando, Florida, USA, Stand W 3743

Weitere Informationen: www.arburg.com

Arburg GmbH + Co KG, Loßburg

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