Großserienfertigung von Insulin-Pens

HAHN Automation Group steigert Produktionskapazität und verbessert Effizienz

Unser Kunde, ein führender Auftragsfertiger für Medizinprodukte, sah sich mit einer stark wachsenden Nachfrage nach hochwertigen Insulin-Pens konfrontiert. Der bislang manuell bediente Spritzgießprozess stellte einen Engpass dar – er begrenzte die Kapazität, führte zu Unregelmäßigkeiten und trieb sowohl Personal- als auch Ausschusskosten in die Höhe. 

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  • Umstellung von manuellen auf vollautomatisierte Prozesse
  • Durchgängige Rückverfolgbarkeit (End-to-End-Traceability)
  • 100 % Inline-Sichtprüfung 

 

Die Herausforderung

Die Nachfrage nach den hochwertigen Insulin-Pens stieg kontinuierlich. Der von den Bedienern angewendete Spritzgießprozess zur Herstellung dieser Komponenten begrenzte jedoch die Produktionskapazität und war anfällig für Unregelmäßigkeiten. Das Unternehmen wollte deshalb ein automatisiertes Spritzgießsystem einführen, um die Produktqualität zu verbessern, den Durchsatz zu erhöhen und die Herstellungskosten zu senken. 

 

Die Entwicklung einer Lösung

Das Projekt wurde in zwei Phasen umgesetzt: Proof of Principle und Serien-/Großskalierung. In einer Machbarkeitsstudie wurden Automatisierungstechnologien wie Roboterarme, Bildverarbeitungssysteme und Prozesssteuerungssoftware bewertet. Anschließend wurde eine Pilotlinie mit integrierter Automation aufgebaut. Diese beinhaltete ein Prototyp-Werkzeug sowie lineare Robotersysteme zur Teileentnahme und -montage. Durch Echtzeit-Monitoring und Inline-Inspektion konnten die Taktzeiten verbessert und die Prozesskonstanz erhöht werden.

In Phase zwei wurde das automatisierte System skaliert. Programme wurden optimiert, Werkzeugdesigns weiterentwickelt und die Lösung auf zusätzliche Produktionslinien ausgerollt. Es kamen weitere Anlagen hinzu und die Mitarbeitenden wurden über umfassende Trainingsprogramme sowie standardisierte Abläufe qualifiziert. Die Serienproduktion startete mit laufendem Monitoring und einer Strategie zur kontinuierlichen Verbesserung.

 

Kerntechnologien der Spritzgieß-Automation (Molding)

  1. Hochgeschwindigkeitsentnahme von Teilen aus der Spritzgießmaschine (IMM)
  2. Markierung
  3. Sichtprüfung
  4. Schüttgut- oder Tray-Verpackung

Zykluszeit: bis zu 5 Sek.
Ausbringung: bis ca. 400 ppm
Technische Verfügbarkeit: > 97 %
Reinraumklassifizierung: bis ISO-7-Standard

 

Kerntechnologien der Montage (Assembly)

  1. Hochgeschwindigkeits-Zuführsysteme per Tray oder Schüttgut inkl. spezieller Federzuführung
  2. Handling von vorgefüllten Spritzen (PFS) oder Kartuschen
  3. Kraftüberwachte Montage und Silikonbeschichtung
  4. Sichtprüfung
  5. Markierung
  6. Schüttgut- oder Tray-Verpackung

Zykluszeit: bis zu 4 Sek.
Ausbringung: bis zu 150 ppm
Technische Verfügbarkeit: > 95 %
Reinraumklassifizierung: bis ISO-7-Standard
Maschinendesign gemäß US-FDA- und EU-GMP-Anforderungen 

Die Automatisierungsinitiative führte zu einer deutlichen Steigerung von Effizienz, Durchsatz und Qualität. So konnte der Auftragsfertiger die steigende Nachfrage bedienen und seine Produktionskapazität um 30 % erhöhen, ohne dass zusätzliche Personalkosten entstanden. Gleichzeitig sanken die Betriebskosten um 20 % und die Einhaltung regulatorischer Standards wurde dauerhaft und konsistent gewährleistet. Mit diesem Projekt wurde ein skalierbares Modell für die zukünftige Automatisierung in der Medizinproduktefertigung geschaffen.