Branża wyrobów medycznych i nauk przyrodniczych musi spełniać wymogi rygorystycznych przepisów w zakresie jakości i powtarzalności produktów, co sprawia, że kontrola procesu jest kwestią krytyczną. Wszystkie materiały i procesy produkcyjne - w tym obróbka maszynowa, montaż i pakowanie - muszą zostać udokumentowane w celu zapewnienia pełnej identyfikowalności i walidacji procesu. Jest to krytycznie ważne w przypadku zastosowań związanych z dozowaniem płynów podczas montażu wyrobów medycznych, produktów do badań przyłóżkowych (POCT) i wykonywanych w miejscu opieki nad pacjentem (NPT) oraz innych zastosowań w naukach przyrodniczych, takich jak wyroby medyczne przeznaczone do noszenia na ciele, które wymagają dokładnego i powtarzalnego osadzania ilości płynnych klejów utwardzanych promieniowaniem UV, cyjanoakrylanów, silikonów i innych płynów używanych do ich produkcji.
Niezależnie od zastosowania, dozowanych płynów i techniki ich dozowania, obok zachowania wymaganych standardów jakości, metoda dozowania musi również spełniać wymogi w zakresie wydajności objętościowej i efektywności kosztowej. Każdy wzrost wymagań dotyczących skali produkcji w kontekście montażu jest często kluczowym czynnikiem wymuszającym przejście na bardziej wydajny system dozowania.
Odpowiedź na COVID-19
Jest to szczególnie prawdziwe teraz, kiedy wytwórcy produktów medycznych na całym świecie w ciągu ostatnich dwóch lat zwiększyli skalę produkcji krytycznych materiałów eksploatacyjnych i wyrobów medycznych w celu zwalczania COVID-19 (SARS-CoV-2). Niosąc pomoc producentom w zwiększaniu mocy produkcyjnych, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu, producenci sprzętu do dozowania płynów zaproponowali precyzyjne i bezpieczne rozwiązania dozujące do masowej produkcji respiratorów, zestawów testów diagnostycznych i innych wyrobów medycznych.
Odpowiadając na żądania na samym początku pandemii COVID-19, firma Nordson EFD dostarczyła wiele zautomatyzowanych, zrobotyzowanych systemów dozowania płynów przeznaczonych do masowej produkcji niewielkiego podzespołu występującego wewnątrz respiratorów Ventec Life Systems. Respiratory Ventec do intensywnej terapii to wyroby przenośne, które zapewniły lekarzom pierwszej linii systemy potrzebne do walki z pandemią COVID-19. Zastosowanie podzespołu wymagał połączenia ze sobą dwóch komponentów za pomocą akrylu utwardzanego promieniowaniem UV.
Przed pandemią firma Ventec stosowała ręczne techniki dozowania. W obliczu COVID-19 firma została zmuszona do szybkiego rozwoju, aby osiągnąć wzrost wielkości produkcji o 180% miesięcznie. Udało się to osiągnąć częściowo dzięki zastosowaniu zautomatyzowanych, zrobotyzowanych systemów dozowania płynów dostarczonych przez firmę Nordson EFD.
Innym priorytetowym zastosowaniem związanym z COVID-19 dostarczonym przez firmę Nordson EFD było natryskiwanie odczynników medycznych na diagnostyczne paski testowe i klejenie obudów kasetek testowych do zestawów testów w kierunku COVID-19. Firma Nordson EFD zapewniła do tych zastosowań własne systemy natryskowe PICO Pµlse ze względu na dużą prędkość i wyjątkowo wysoką precyzję dozowania.
Zastosowania te są charakterystyczne dla producentów, którzy musieli podnieść poziom zaawansowania swoich procesów dozowania płynów, aby spełnić związane z pandemią COVID-19 wymagania w zakresie zwiększonej produkcji. W większości środowisk produkcyjnych na dużą skalę można stosować zautomatyzowane i półautomatyczne aplikacje do dozowania płynów, w zależności od skali wydajności i standardów jakości wymaganych na dowolnym etapie procesu montażu.
Skalowanie automatyzacji dozowania w celu zaspokojenia wymagań produkcyjnych
Wielu producentów wyrobów medycznych zaczynało prawdopodobnie od ręcznego ściskania butelek i dozowania za pomocą strzykawek medycznych. Następnie, wraz ze wzrostem skali produkcji, zachodzi pewien postęp w stosowaniu bardziej kontrolowanego podejścia z wykorzystaniem precyzyjnych stacjonarnych dozowników płynów, systemów zaworów pneumatycznych lub wbudowanych zrobotyzowanych systemów dozowania, przynajmniej w przypadku części procesów dozowania płynów.
Istnieje wiele czynników przemawiających za wdrożeniem bardziej wydajnej i kontrolowanej metody dozowania jako lepszego rozwiązania biznesowego:
- Powtarzalność i dokładność przy każdym uruchomieniu uległy znacznej poprawie dzięki zastosowaniu bardziej zautomatyzowanego i kontrolowanego podejścia do dozowania.
- Zwiększona produktywność to ewidentna korzyść wynikająca ze zwiększonego poziomu automatyzacji. Na przykład: ten sam pracownik, który podczas ośmiogodzinnej zmiany ręcznie montuje 800 części, może złożyć od 1000 do 1200 części dzięki pneumatycznemu dozownikowi płynu.
- Jakość części poprawia się po przejściu z dozowania ręcznego poprzez ściskanie butelki na dozowanie pneumatyczne, a następnie na wbudowane dozowanie automatyczne, ponieważ umożliwia to znaczne zmniejszenie różnic między operatorami. Możliwość ustawienia czasu, ciśnienia i innych parametrów dozowania dla danej aplikacji poprawia kontrolę procesu i gwarantuje nałożenie właściwej ilości płynu na każdą część.
- Liczba poprawek i wskaźnik odrzutów zmniejszają się w przypadku przejścia na bardziej zautomatyzowane rozwiązania dozujące, co poprawia wydajność linii produkcyjnych i zapewnia producentowi większą rentowność.
- Ilość użytego płynu montażowego znacznie się zmniejsza dzięki zastosowaniu bardziej kontrolowanej metody dozowania. Na przykład: przejście z zasadniczego procesu dozowania ręcznego na dozownik pneumatyczny pozwala zazwyczaj zmniejszyć ilość używanego płynu o 50 do 70 procent ze względu na lepszą dokładność nakładania.
Producenci wyrobów medycznych mogą odnieść ogromne korzyści, jeśli dokładniej przeanalizują własne wymaganiom produkcyjnym i zastosują bardziej kontrolowane i zautomatyzowane funkcje dozowania płynów. Niemnie jednak krytyczne znaczenie ma uwzględnienie każdego z pięciu powyższych punktów, ponieważ reprezentują one rzeczywiste czynniki stosunku kosztów do korzyści, które wpływają na procesy dozowania płynów.
