Las posibilidades de la tecnología de moldeo por inyección parecen ser ilimitadas. No importa lo compleja que sea la geometría de un artículo de plástico, puede conseguirse con las múltiples variantes de procedimientos de moldeo por inyección. Métodos innovadores especiales como tecnología de multicomponentes, decoración e inserción, el moldeo por inyección de espuma, la inyección de gas y agua, combinaciones de procedimientos, tecnología de paredes finas y, cada vez más, la micro y nanotecnología permiten satisfacer las exigencias más diversas de los diferentes sectores.
Las piezas de plástico moldeadas por inyección están presentes en todas las facetas de la vida: Ya sea en forma de carcasas para teléfonos móviles, cajas de transporte para bebidas, figuras de juguete, ruedas dentadas para mecanismos de regulación, parachoques de automóviles, vasos, como CD o DVD o como cuerpos de jeringuillas en la tecnología médica – las piezas de moldeo por inyección se encuentran en todas partes y en todos los tamaños, desde unos pocos microgramos hasta varios kilos de peso. Agrupar varios componentes en una única pieza de moldeo por inyección, integrar la mayor cantidad de funciones posibles en una pieza o también transformar lo que hasta ahora eran varias fases de trabajo de métodos de producción completos en un proceso de una sola fase – estos aspectos figuran entre los impulsores de innovación fundamentales en el sector del moldeo por inyección.
En la tecnología médica, la tecnología de moldeo por inyección ofrece un campo ideal con posibilidades infinitas. Junto al avance permanente en la tecnología de procedimientos, el desarrollo de nuevos tipos de materiales abre áreas de aplicación adicionales. Esterilizabilidad, biocompatibilidad, propiedades antimicrobianas, propiedades barrera especiales, tecnología de nano y microsistemas, materiales biodegradables y resorbibles son sólo algunos de los aspectos fundamentales con los que los desarrolladores de materiales impulsan el avance en este campo vital. La tecnología médica seguirá siendo un sector de futuro y generará múltiples innovaciones.
Para poder ser proveedor, especialmente en el campo de la tecnología médica, no sólo es necesario ser innovador, fabricar con economía y alta calidad, sino dominar también las normas vigentes.
Seguridad en toda la línea
La norma de calidad y documentación es excelente en comparación con otros sectores. Es obligatoria la fabricación según la directiva GMP (Good Manufacturing Practice). Una supervisión permanente y el cumplimiento de las normas higiénicas, así como la documentación completa de todos los datos del proceso a lo largo de los años forman parte de este reglamento. De este modo queda claro que llegar a ser proveedor en la tecnología médica no es algo que se consiga de un día para otro, ya que las medidas regulatorias son importantes.“Las normas vigentes deben implantarse y vivirse en toda la organización empresarial. Las empresas más pequeñas suelen tener el inconveniente de no poder permitirse ese esfuerzo. Quien ha conseguido acceder, lo tiene relativamente seguro, ya que un cambio de proveedor conlleva un gran esfuerzo regulatorio”, explica Christoph Brand, Director gerente de Polymec AG de Langendorf, Suiza, al describir la situación desde el punto de vista de un proveedor homologado según ISO 13485.
Teniendo en cuenta estas condiciones, queda claro que el desarrollo de producto tiene que realizarse en estrecha colaboración entre empresas de tecnología médica o farmacéuticas por una parte y los proveedores por la otra parte. La actuación como proveedor de sistema es una ventaja especialmente importante en este mercado: Múltiples proveedores ofrecen un servicio completo de una misma fuente, desde el desarrollo y fabricación de los útiles de moldeo por inyección, pasando por la elaboración del moldeo hasta el montaje, el embalaje y la comprobación de los artículos de tecnología médica.
Limpieza desde el principio hasta el final
La producción de piezas moldeadas por inyección para la tecnología médica o también farmacéutica está relacionada estrechamente con la técnica de sala limpia. Tanto si se trata de productos desechables como jeringuillas y puntas de pipetas, como de piezas funcionales como inhaladores, siempre se requieren productos higiénicamente perfectos con un 100% de calidad. Los fabricantes de máquinas de moldeo por inyección ofrecen para ello, junto con los especialistas de la técnicas de sala limpia, diferentes soluciones de sala limpia adaptadas a los artículos a producir y a las circunstancias del servicio. Un enfoque simple y económico es el montaje de una unidad de flujo laminar sobre los platos de sujeción para el útil de moldeo por inyección. Esto evita la entrada de aire exterior contaminado. La propia máquina de moldeo por inyección se encuentra en la sala gris y las piezas de moldeo por inyección se transportan a través de una esclusa hasta la sala limpia, para su procesamiento posterior. También colocando una tienda de sala limpia sobre áreas parciales de la máquina de moldeo por inyección, la máquina puede manejarse fuera de la sala limpia. La solución más costosa incluye el funcionamiento de la máquina de moldeo por inyección directamente en la sala limpia. Además del personal operativo vestido con prendas especiales, las máquinas y los útiles son fuentes potenciales de partículas contaminantes. Las máquinas de moldeo por inyección totalmente eléctricas, de plena vigencia, facilitan todas las ventajas: Respecto a las instalaciones hidráulicas convencionales, apenas emiten calor y gracias a sus unidades motrices encapsuladas, no tienen lubricantes ni otras partículas desprendidas por abrasión que podrían contaminar las piezas de moldeo por inyección.
Así, por ejemplo, Rexam Pharma GmbH utiliza también las ventajas de las máquinas eléctricas de moldeo por inyección en su planta de Neuenburg (Alemania). La planta, dedicada totalmente a la fabricación de artículos tecnológicos médicos y farmacéuticos, trabaja con una cantidad de máquinas de moldeo por inyección en sala limpia de casi tres cifras. Entre ellas se encuentra también el modelo totalmente eléctrico EX de Krauss Maffei Technologies GmbH, Munich. Junto a la fiabilidad y limpieza de las instalaciones, los responsables valoran además el control del proceso más preciso y fácil de adaptar en comparación con las máquinas hidráulicas.
Fabricación a gran escala con la máxima precisión
También Medical Plastic Systems, de Gerresheim (Alemania), empezó el pasado año a sustituir paso a paso las líneas de producción existentes en la planta de Küssnacht en Suiza, para la fabricación de cubetas por nuevas instalaciones de alto rendimiento utilizando máquinas de moldeo por inyección Elion eléctricas de Netstal-Maschinen AG, Näfels/Suiza. La empresa de Gerresheim produce estas cubetas por encargo de un grupo de diagnóstico líder. Estos artículos desechables se utilizan para pruebas de laboratorio fotométricas, por ejemplo, para la determinación del grupo sanguíneo para donaciones de sangre o transfusiones. Las piezas ópticas deben cumplir con las máximas exigencias de calidad: No deben reaccionar con las sustancias de prueba utilizadas ni presentar fallos como contaminaciones o arañazos. Además, debe asegurarse un suministro fiable, ya que en caso de problemas de suministro no podrían realizarse pruebas vitales.
Los artículos desechables para la tecnología médica se producen a gran escala, normalmente de forma completamente automática, con un nivel de calidad extremadamente alto y con un control de calidad del 100%. Para lograr una producción económica, es importante cada décima de segundo. Los fabricantes de los sistemas de automatización necesarios para ello perfeccionan continuamente sus conceptos de manipulación. Sistemas de extracción cada vez más ligeros y estrechos, así como con accionamiento optimizado, proporcionan la dinámica correspondiente. Hekuma GmbH, de Eching (Alemania), presentó a finales de 2009 una garra de extracción apta para sala limpia y extremadamente rápida. La que según el fabricante es la extracción más rápida que existe actualmente para las puntas de pipetas, logra con su eje lineal valores de aceleración de hasta 10g, así como velocidades de desplazamiento de hasta 1.200 mm/s. Esta garra de extracción llega al útil de moldeo por inyección, toma las pipetas del útil de 32 cavidades, realiza un control de presencia y sale de nuevo en 0,25 segundos
Por supuesto, los útiles de moldeo por inyección utilizados para la fabricación a gran escala para la tecnología médica deben ser también altamente precisos, aptos para sala limpia y económicos. Además de lograr productos con paredes lo más finas posible para el ahorro de material y de tiempos de ciclo, se requieren gran cantidad de cavidades y sistemas de refrigeración perfeccionados. El constructor de moldes suizo Schöttli AG de Diessenhofen construye, por ejemplo, útiles de pisos con 192 + 192 cavidades y vende sus moldes aptos para sala limpia para fabricar piezas de tecnología médica destinadas en un 90% para el extranjero.
Piezas de moldeo por inyección en el cuerpo humano
No sólo los artículos desechables tienen su origen en el útil de moldeo por inyección. También las prótesis para el cuerpo humano se fabrican con esta tecnología. Resultan especialmente espectaculares las destinadas a los órganos internos. Por ejemplo, la empresa Roscardioinvest de Moscú fabrica una nueva generación de válvulas cardiacas de tres aletas con una poliamida modificada. La válvula cardiaca mecánica de sólo 0,25 g de peso planteó las máximas exigencias a sus diseñadores. El desafío fundamental era diseñar la herramienta de modo que las válvulas no tuviesen marcas de mazarota ni de expulsión. Esto es imprescindible para que en la válvula cardiaca mecánica no puedan formarse sedimentos (trombos) ni coágulos de sangre o remolinos circulatorios. Hasta ahora, con las válvulas cardiacas mecánicas, esto sólo podía lograrse con un pulido posterior. Köbelin Formenbau GmbH, de Eichstetten, desarrolla y construye el primer útil mundial para el moldeo por inyección automático y sin retoques posteriores de este tipo de aletas para válvulas cardiacas. La recepción del útil para la producción en serie se realizó el pasado año.
Microtecnología para piezas y estructuras pequeñas
Muchas otras piezas de alta precisión se utilizan de otros modos en el cuerpo humano. Esto incluye componentes para el uso en la cirugía mínimamente invasiva. Este tipo de piezas funcionales son cada vez más pequeñas, complejas y precisas – la tendencia a la miniaturización impulsa enormemente la tecnología médica. La empresa suiza BCR Plastics AG de Vallorbe fabrica, por ejemplo, elementos de guía miniaturizados para stents, que necesitan una lupa para ser vistos.
Además, la microtécnica juega un papel muy importante en el segmento de diagnóstico. Las microestructuras son necesarias, principalmente, para los microfluidos – palabra clave: sistemas Lab-on-Chip. Se trata de sistemas de análisis miniaturizados con una red de microcanales conectados entre sí de forma inteligente. Éstos pueden fabricarse mucho más baratos de plástico que de vidrio o silicio. Desde 1999, Greiner Bio-One GmbH de Frickenhausen, trabaja en este campo, realiza las soluciones de productos microfluidizados más diversos y desarrolla una intensa investigación.
Las estructuras superficiales microscópicas pueden usarse en la técnica de implantes para el control selectivo del crecimiento de las células humanas. Los científicos del Instituto Fraunhofer para la técnica de fabricación y la investigación de materiales relacionada (IFAM) de Bremen trabajan intensamente en las soluciones correspondientes de plástico, cerámica y metal. En los tres grupos de materiales, IFAM utiliza la tecnología de moldeo por inyección y trabaja para ello con un Microsystem 50 de Wittmann Battenfeld GmbH de Kottingbrunn/Austria. No sólo las superficies microestructuradas, sino también los implantes más pequeños se encuentran en el centro de atención de los investigadores del IFAM. Por ejemplo, por medio del moldeo por inyección de micropolvo metálico
(µ-MIM) se crean anillos para válvulas cardiacas filigranas de titanio biocompatible. Y hasta el huesecillo más pequeño del cuerpo humano, el estribo del oído, puede fabricarse en serie mediante moldeo por inyección de micropolvo de titanio, acero inoxidable biocompatible o también de óxido de aluminio.
(µ-MIM) se crean anillos para válvulas cardiacas filigranas de titanio biocompatible. Y hasta el huesecillo más pequeño del cuerpo humano, el estribo del oído, puede fabricarse en serie mediante moldeo por inyección de micropolvo de titanio, acero inoxidable biocompatible o también de óxido de aluminio.
No sólo estos ejemplos demuestran que la tecnología de moldeo por inyección tienen un papel cada vez más importante en la sanidad. Con desarrollos de productos innovadores se ha abierto un gran mercado con un alto potencial de crecimiento. En gran medida debido los contratos de suministro a largo plazo existentes en el ámbito sanitario, el sector de la tecnología médica tiene cada vez más atractivo para muchos proveedores. Como principal feria mundial de la industria de plásticos, en K 2010 – la feria de los plásticos y el caucho – se mostrará lo más avanzado de la tecnología de materiales, máquinas y útiles para la producción de componentes de plástico para la medicina y la tecnología médica. K 2010 se celebrará del 27 de octubre al 3 de noviembre de 2010 en Düsseldorf.
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