Automatisierung Petrischalen

Petrischalen preiswerter produzieren

Automatisierung und Reinraumtechnik für die Massenproduktion
Automatisierungssystem für Petrischalen – es sind verschiedene Reinraumklassen zu realisieren.
Ein Automatisierungskonzept, das besonders die medizintechnischen Besonderheiten berücksichtigt, soll die Produktion von Petrischalen aus Kunststoff kostengünstiger und sicher machen.

Petrischalen haben Konjunktur: Die weltweit zunehmende Zahl von Analysen erzeugt einen steigenden Bedarf an diesem Laborzubehör. Die bis vor wenigen Jahren üblichen Glasschalen sind in großen Teilen von Kunststoffprodukten ersetzt worden. Um den Qualitätsanforderungen zu genügen, und gleichzeitig die Stückzahlen wirtschaftlich zu fertigen, wurde ein speziell darauf zugeschnittenes Automatisierungskonzept für die Spritz- gießfertigung entwickelt.

Die wichtigsten Zielgrößen im Projekt waren die Senkung der Zykluszeit in die Größenordnung von vier Sekunden und die sehr schonende Handhabung der Fertigteile im Prozessfluss. Außerdem war eine flexible Anlagentechnik gefordert, um unterschiedliche Produktgrößen und Verpackungsmengen auf einer Anlage produzieren zu können. Und nicht zuletzt stand das Thema Keimfreiheit im Fokus, schließlich handelt es sich um Produkte für die Medizintechnik.

Schnelle und präzise Entnahmetechnik

Eine Kernkomponente der Anlage ist die neu entwickelte Hochgeschwindigkeits-Seitenentnahme. Sie beeinflusst die Zykluszeit des Spritzgießprozesses, die damit laut Anlagenbauer auf rund vier Sekunden gedrückt wurde. Es kann je nach Anforderung flexibel auf die heute gängigen Formengrößen bis 12/12-fach (Deckel plus Schale) ausgelegt werden. Da die Petrischalen nicht nur Leichtgewichte sind, sondern zudem aus sprödem und bruchempfindlichem Polystyrol bestehen, stand die besonders produktschonende Handhabung im Vordergrund der Entwicklung. So werden die Deckel und Schalen nicht konventionell gegriffen, sondern formschlüssig und nahezu drucklos geklemmt. Schnellspannadapter und modulare Greifer ermöglichen die rasche Umrüstung. Auch sei seine Langlebigkeit und Prozesssicherheit, so der Hersteller, auf hohem Niveau noch einmal verbessert worden. Dazu beigetragen habe die weitere Verminderung der Zahl beweglicher Teile.

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Komplettlösung auf hohem Niveau

Bestandteil der Lösung ist die nachfolgende Teilebehandlung bis zur Verpackung. Das Automatisierungssystem bietet eine flexible Verpackungseinheit für unterschiedliche Stapelgrößen, die speziell für die Petrischalen konzipiert wurde. Schonend werden hier die Stapel der Petrischalen in eine geschlossene Schlauchfolie eingeführt. Diese weist nur eine Schweißnaht am Stapelende auf. So können die fertigen Stapel direkt in der Produktion anforderungsgerecht verpackt werden.

Die Flexibilität der gesamten Produktion behielten die Entwickler offenbar im Blick: Die gesamte Technik kann variabel auf verschiedene Verpackungsgrößen oder Petrischalengrößen umgerüstet werden. Auch an nachgelagerte Prozesse wie die Corona-Behandlung zum Beschichten und die Inspektion per Bildverarbeitung wurde gedacht: Spezielle Kundenwünsche können also berücksichtigt werden.

Voraussetzung Reinraumtauglichkeit

Die praxisgerechte Anpassung an Reinraumanforderungen war Teil des Pflichtenhefts. Im Standard werden solche Anlagen gemäß Reinraum EN-ISO Klasse 8 (DIN 14644-1) beziehungsweise Klasse 100.000 (M6.5) ausgelegt. Weitere Reinraumklassen sind jedoch möglich. Auch an „eher unauffälligen“ Details wurde intensiv ge- arbeitet, um optimale Lösungen zu erzielen. So kommen alle Verkleidungselemente ohne Nuten aus. Die geschlossenen Flächen sind einfacher zu reinigen. Da unter dem Aspekt der Langlebigkeit und Wartungsarmut weniger bewegliche Teile als bislang zum Einsatz kommen, wird das Kontaminierungsrisiko im Reinraumumgebung gesenkt

Offen für Kundenwünsche

Besondere Wünsche berücksichtigt die Projektierung für weitere Anwendungen, um das System optimal an die Produktionsbedürfnisse des einzelnen Verarbeiters anzupassen. Je nach Kavitätenauslegung gewährleistet das Automationssystem – nach Aussagen des Herstellers – prozessstabil bis zu 7200 Sätze pro Stunde Durchsatz inklusive deren Konfektionierung. In punkto Prozessstabilität und Geschwindigkeit soll diese Anlage mit dem neuen Automatisierungssystem die Maßstäbe in der Dünnwandtechnik setzen.

Davon können und sollen auch andere Produkte und Verarbeiter profitieren. Vor allem die Verpackungstechnik mit ihrem ungebrochenen Trend zu weniger Werkstoff bei mehr Verpackungsvolumen dürfte das interessieren.

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