Formenbau für pharmazeutische Verpackungen

Kansas City Design (Lambertville, NJ) ist kein typischer Formenbau:Es ist ein einzigartiges Ingenieurbüro, das sich auf Prototyping und Produktionswerkzeuge spezialisiert hat. Eigentümer William Arnold begann seine Karriere mit konzeptioneller Arbeit im Bereich pharmazeutischer Verpackungen und nutzte dieses Fachwissen, um 1997 sein eigenes Unternehmen zu gründen – spezialisiert auf Design, Entwicklung, Konstruktion und Erstellung von Verpackungen und Verpackungsmustern für die pharmazeutische Industrie. Zusätzliche Dienstleistungen umfassen CNC-bearbeitete Formen, Werkzeuge für Tiefzieh- und pharmazeutische Verpackungsanlagen, künstlerische und Computer-Renderings, 2D- und 3D-Konstruktionsdokumentation, Grafiken, Verpackungstechnik und Prototypenbau, Kaltformwerkzeuge und Muster, kindersichere Verpackungen und Stabilitätstestmuster für Verpackungen aller Art.

Als es für Arnold an der Zeit war, ein Bearbeitungszentrum zu wählen, das am besten für die breite Palette von Produkten und Dienstleistungen geeignet ist, die Kansas City Design anbietet – insbesondere für pharmazeutische Verpackungen, Prototypen- und Produktionstiefziehwerkzeuge sowie Kaltumformwerkzeuge – entschied er sich für das DATRON High- Speed-Bearbeitungszentrum von DATRON Dynamics (Milford, NH). Laut Arnold passte es am besten zu den Anforderungen des Unternehmens an eine Maschine mit geringem Platzbedarf, die ihre Formen mit einer hochwertigen Oberfläche hinterlassen kann, die keine Handarbeit erfordert.

"Wir erstellen Produktionsqualität, erste Prototypenformen und Versiegelungen, die Proben in Produktionsqualität für alle Arten von Tests liefern", Arnold führt aus. „Wir erstellen dann auch die Produktionswerkzeuge, wenn der Kunde es wünscht. ” Beispiele hierfür sind kindersichere, Senioren-, Markt-, Fokusgruppen, klinische Studien und beschleunigte Alterstests.

„Früher haben wir unsere Maschinenarbeit ausgelagert und uns nur auf das Design und die Herstellung von Mustern konzentriert, aber wir haben zu viel Geld ausgegeben und es hat zu lange gedauert, die Formen zurückzubekommen“, er fährt fort. „Ich habe angefangen, mich mit CNC-Maschinen zu beschäftigen, aber die dazugehörige Software war zu teuer. Einer kostete damals 14.000 Dollar, als ich anfing, ihn einzuchecken. Ich wollte auch einen großen Arbeitsbereich, in den Rohlinge von bis zu 20 x 20 Zoll passen, und einen, der Wiederholbarkeit und Genauigkeit bietet, mit einer Hochfrequenzspindel, die es mir ermöglichen würde, winzige Werkzeuge mit einem Durchmesser von bis zu 0,001 zu verwenden.“

VORTEILE FÜR PHARMAZEUTISCHE VERPACKUNGEN

Arnolds Recherchen führten ihn zur DATRON. „Ich habe viele Wochen lang, wann immer ich freie Zeit hatte, im Internet gesucht, um zu sehen, was es da draußen wirklich gibt. Ich habe nicht wirklich viele gefunden, die kein verrücktes Geld waren“, sagt Arnold. Die Zusammenarbeit mit DATRON war großartig – freundliche Vertriebs- und Servicemitarbeiter und einfacher Zugang zu Finanzierung oder Leasing. Es schien für unsere Anwendung am besten geeignet zu sein, da es alles von einer großen Form (bis zu 20 x 20 Zoll) bis hin zu fast mikroskopisch kleinen Formen bearbeiten kann. Es kann auch die Entlüftungslöcher bohren, die für Thermoformwerkzeuge erforderlich sind. Alle unsere Musterformen sind aus Ren 5169 geschnitten, einem rotgeriffelten Kunststoffmaterial, das zum Thermoformen von Stopfen verwendet wird und tatsächlich eine bessere Klarheit bietet als eine Aluminiumform, wenn klare Kunststoffe darauf geformt werden. Unsere Produktionsformen sind aus Aluminium, und diese Maschine zeichnet sich durch Aluminium aus. Der Kunststoff – wenn er beim Schneiden mit Alkohol gekühlt wird – ist noch polierter als Aluminium. Außerdem ist die Oberfläche rutschiger, wodurch das Material glatter fließen kann, wenn es in die Form gesaugt wird.“

Die DATRON hinterlässt auch eine hervorragende Oberflächengüte, stellt Arnold fest. „Mit der unglaublichen Genauigkeit, die der DATRON bietet, eliminiert er Werkzeugspuren, die typisch für 3-D-Formen sind, die mit einer Zustellung geschnitten werden.“

Darüber hinaus sind die Geschwindigkeit sowohl in der Spindel als auch in den Fahrgeschwindigkeiten von bis zu 16 m/min. und eine Genauigkeit von 0,0005 Zoll ermöglichen eine unglaublich schnelle und präzise Bearbeitung von Aluminium. „Die Hochfrequenzspindel kann problemlos Fräser bis zu einem Durchmesser von 0,001 handhaben, was es Ihnen ermöglichen würde, bei Bedarf in das Ende eines menschlichen Haares zu bohren“, betont er. „Es gibt uns die Möglichkeit, winzige Entlüftungslöcher zu bohren. Wir bohren normalerweise irgendwo zwischen 0,013 und 0,025 – was für alle thermogeformten Verpackungen erforderlich ist, während sie sich noch in der Maschine befinden, da die Löcher in der Form ein Vakuum ermöglichen, um die Luft aus der Form zu ziehen. Andere Betriebe machen das von Hand, weil ihre CNCs nicht mit kleinen Bohrern wie denen zum Entlüften von Formen umgehen können, also müssen sie ein Dremel-Werkzeug verwenden, um die Löcher zu bohren.“

Die geringe Stellfläche der Maschine von 51 x 51 x 77 Zoll ist ebenfalls ein großer Vorteil. „Bei herkömmlichen Fräsmaschinen bewegt sich der Tisch, und das ist ein riesiges Stück Stahl“, sagt Arnold. „Es ist sehr langsam und verschleißanfällig. Bei dieser Maschine bewegt sich der Kopf vollständig auf Präzisionskugelgewindetrieben, sodass solche Probleme nicht auftreten. Es hat auch eine solide 4-Zoll-Granitbasis, die die stabilste Substanz ist, die Sie bekommen können, die nicht durch Temperatur oder Stress beeinflusst wird. Außerdem ist es ein sehr starkes Material, das unglaublich flach gemacht werden kann. Aufgrund seines Gewichts ist es nicht anfällig für Bewegungen, die durch die Maschine verursacht werden.“

PASST IN EIN PHARMAZEUTISCHES VERPACKUNGSLABOR

Ein unerwarteter Vorteil ist die Fähigkeit der Maschine, in einer Labor-, Studio- oder Reinraumumgebung verwendet zu werden. „Obwohl ich nach Maschinen mit dieser Fähigkeit suchte, hatte ich keine Ahnung, dass Ethanol als Kühlmittel verwendet werden könnte, wodurch es im Reinraum verwendet werden könnte“, er bemerkt. „Herkömmliche Kühlmittel sind im Reinraum nicht erlaubt. Bei der Alkoholkühlung sprüht die Maschine einen Alkoholnebel auf den Fräser und das Material, und die Teile kommen sauber und steril heraus, ohne Abfallflüssigkeiten. Anschließend kann das Teil einfach mit einem Tuch abgewischt werden. Sie versuchen nicht, Öl und andere Verunreinigungen zu entfernen, die sich noch in den Entlüftungslöchern, Hahnlöchern usw. befinden. Die Pharma-Jungs sehen das gerne. Ich füge die Informationen über die Maschine in mein Angebot für einen Kunden ein:‚Präzisions-CNC-bearbeitete Musterform, geschnitten auf der alkoholgekühlten Maschine von DATRON‘. Das ist ein großartiges Verkaufsinstrument für uns und hat uns tatsächlich Arbeit eingebracht.“

Robert Murphy, VP of Business Development bei DATRON, weist darauf hin, dass die Kombination einer präzisen Hochgeschwindigkeitsspindel (60.000 U/min), die von einem Hochfrequenzgenerator angetrieben wird, eine hochwertige Oberflächengüte erzeugt. Und es gibt nur sehr wenig Wartung, die an den Maschinen durchgeführt werden muss, wenn überhaupt. "Da unsere Systeme für die Verwendung von Komponenten mit geringerem Stromverbrauch ausgelegt sind, wirkt sich dies positiv auf die Zuverlässigkeit der Geräte aus und verringert das Potenzial für ernsthafte Schäden während des Betriebs", sagt Murphy. „Mit einer Vielzahl von Ausfallsicherungen und Sensoren in der gesamten Maschine kann sie einen Betrieb alarmieren oder stoppen, bevor ein Schaden entsteht. Aufgrund unseres modularen Maschinendesigns haben wir festgestellt, dass 90 Prozent der Probleme direkt am Telefon gelöst werden können. Wenn ein Teil ausgetauscht werden muss, kann es über Nacht verschickt und vom Kunden installiert werden – das spart Ausfallzeiten und die Kosten für einen Serviceeinsatz vor Ort.“

Ein weiterer entscheidender Vorteil ist die Zeitersparnis, die Kansas City Design realisiert hat. Wo früher die anderen Läden, die Kansas City Design auslagerte, ihre Arbeit auf 18 Stunden brauchten, um sie zu bearbeiten, braucht das Unternehmen jetzt ein oder zwei Stunden. „DATRON schneidet Aluminium mit hohen Geschwindigkeiten im Vergleich zu herkömmlichen Maschinen“, sagt Arnold abschließend. „Wo andere sich trauen, fliegt die DATRON!“

BLISTERPACKUNGEN FÜR PHARMAZEUTISCHE VERPACKUNGEN

Laut Kansas City Design Owner William Arnold werden rezeptfreie Arzneimittel fast ausschließlich in Blisterverpackungen vertrieben, die den richtigen Barriereschutz und Kindersicherheit bieten und darüber hinaus seniorenfreundlich sind. „Diese Blister werden auf Hochgeschwindigkeitsverpackungsmaschinen hergestellt, die Aluminiumformen verwenden, um die Blister zu formen.“ Arnold erklärt. „Materialien und Werkzeuge, die mit Oberflächen in Berührung kommen, die das Arzneimittelprodukt berühren könnten, sind immer ein großes Problem, da sie Verunreinigungen im Arzneimittelprodukt verursachen können. Daher muss jeder Schritt und jede Funktion sorgfältig überlegt werden. Dass es dieses Geschäft ist, hat mir Respekt vor dem gegeben, was die meisten sagen würden, die hohen Kosten von Arzneimitteln. Die Menge an Tests und Forschung ist überwältigend – und die meisten Menschen sind sich dessen nicht bewusst. Am Ende des Tages bin ich dankbar, in diesem Geschäft zu sein, und habe das Gefühl, etwas bewegt und Leben gerettet zu haben.“