Fabricación de moldes de precisión para soluciones de envasado farmacéutico

Kansas City Design (Lambertville, NJ) no es un taller de moldes típico: es un estudio de ingeniería único que se especializa en prototipado y utillaje de producción. El propietario William Arnold comenzó su carrera haciendo trabajo conceptual en envasado farmacéutico y convirtió esta experiencia en su propia empresa en 1997 – especializándose en el diseño, desarrollo, ingeniería y creación de envases y muestras de envases para la industria farmacéutica. Servicios adicionales incluyen moldes mecanizados CNC, utillaje usado en termoformado y equipos de envasado farmacéutico, representaciones artísticas y por computadora, documentación de ingeniería 2D y 3D, gráficos, ingeniería de envases y prototipado, utillaje de formado en frío y muestras, envases a prueba de niños, y muestras de pruebas de estabilidad para todo tipo de envases.

Cuando llegó el momento para Arnold de elegir un centro de mecanizado más adecuado para la amplia gama de productos y servicios que ofrece Kansas City Design – particularmente para envasado farmacéutico, utillaje de termoformado de prototipo y producción, así como utillaje de formado en frío – decidió por el centro de mecanizado de alta velocidad DATRON de DATRON Dynamics (Milford, NH). Según Arnold, encajaba mejor con las necesidades de la empresa para una máquina con una huella pequeña que pudiera dejar sus moldes con un acabado de alta calidad que no requiriera trabajo manual.

"Creamos moldes de prototipo de calidad de producción, y selladores, que producen muestras de calidad de producción para todo tipo de pruebas," elabora Arnold. "Luego también crearemos el utillaje de producción si el cliente lo requiere." Ejemplos incluyen pruebas de resistencia a niños, senior, mercado, grupos focales, ensayos clínicos y pruebas de envejecimiento acelerado.

"Solíamos externalizar nuestro trabajo de máquina y solo enfocarnos en diseñar y hacer muestras, pero gastábamos demasiado dinero y tardaba demasiado en recuperar los moldes," continúa. "Empecé a buscar máquinas CNC, pero el software que las acompañaba era demasiado caro. Uno costaba $14.000 cuando empecé a investigar. También quería un área de trabajo grande que cupiera blanks de hasta 20" x 20" y uno que ofreciera repetibilidad y precisión, con un husillo de alta frecuencia que me permitiera usar herramientas diminutas de hasta .001 de diámetro."

BENEFICIOS PARA ENVASADO FARMACÉUTICO

La investigación de Arnold le llevó a DATRON. "Busqué en la web siempre que tuve tiempo libre durante muchas semanas para ver qué había realmente ahí fuera. No encontré muchos que no fueran una locura de dinero," dice Arnold. DATRON fue genial para trabajar – gente de ventas y servicio amable y fácil acceso a financiación o arrendamiento. Parecía más adecuado para nuestra aplicación porque puede mecanizar cualquier cosa desde un molde grande (de hasta 20" x 20") hasta casi microscópico. También puede taladrar los agujeros de ventilación requeridos en el utillaje de termoformado. Todos nuestros moldes de muestra se cortan de Ren 5169, un material tipo plástico rojo y rígido usado para tapones de termoformado, que en realidad proporciona mejor claridad que un molde de aluminio cuando se forman plásticos transparentes sobre ellos. Nuestros moldes de producción son de aluminio, y esta máquina destaca con aluminio. El plástico – cuando se refrigera con alcohol mientras se corta – sale incluso más pulido que el aluminio. Además, la superficie es más resbaladiza, lo que permite que el material fluya más suavemente cuando se succiona al molde."

El DATRON también deja un acabado superficial superior, señala Arnold. "Con la increíble precisión que proporciona el DATRON, elimina las marcas de herramienta típicas de moldes 3D que se cortan con un step-over."

Además, la velocidad tanto en husillo como en tasas de avance de hasta 16 m/min. y precisión de .0005" permite el mecanizado de aluminio increíblemente rápido y preciso. "El husillo de alta frecuencia puede manejar fácilmente cortadores de hasta .001 de diámetro, lo que en realidad le permitiría taladrar en el extremo de un cabello humano si fuera necesario," enfatiza. "Nos da la capacidad de taladrar diminutos agujeros de ventilación. Normalmente taladramos desde .013 a .025 – lo cual es requerido de todo envasado termoformado mientras aún está en la máquina, ya que los agujeros en el molde permiten que un vacío extraiga el aire del molde. Otros talleres hacen esto a mano porque sus CNCs no manejan una broca pequeña como las usadas para ventilar moldes, así que tienen que usar una herramienta estilo Dremel para taladrar los agujeros."

La pequeña huella de la máquina de 51" x 51" x 77" también es un gran activo. "Con las fresadoras convencionales, la mesa se mueve y ese es un gran trozo de acero," dice Arnold. "Es muy lento y propenso a desgaste. Con esta máquina, el cabezal se mueve sobre husillos de bolas de precisión completamente, así que no hay problemas como este. También tiene una base de granito sólida de cuatro pulgadas, que es la sustancia más estable que se puede conseguir y que no se ve afectada por temperatura o estrés. Además, es un material muy fuerte que puede hacerse increíblemente plano. Por su peso, no es propenso a movimiento causado por la máquina."

ENCAJA EN UN LABORATORIO DE ENVASADO FARMACÉUTICO

Un beneficio inesperado es la capacidad de la máquina para ser usada en un laboratorio, estudio o entorno de sala blanca. "Aunque buscaba máquinas que tuvieran esta capacidad, no tenía idea de que el etanol pudiera usarse como refrigerante, lo que permitiría que estuviera en la sala blanca," señala. "Los refrigerantes convencionales no están permitidos en la sala blanca. Con refrigeración por alcohol, la máquina rocía una niebla de alcohol en el cortador y material, y las piezas salen limpias y estériles, sin fluidos de desecho. La pieza entonces simplemente se puede limpiar con un paño. No está intentando quitar aceite y otros contaminantes que aún están en los agujeros de ventilación, roscados, etc. A los chicos farmacéuticos les encanta ver eso. Añado la información sobre la máquina en mi cotización a un cliente, 'Molde de muestra de precisión mecanizado CNC en máquina DATRON refrigerada por alcohol.' Es una gran herramienta de ventas para nosotros y de hecho nos ha conseguido trabajo."

Robert Murphy, VP de Desarrollo de Negocio en DATRON, señala que la combinación de un husillo de alta velocidad de precisión (60.000 RPM) impulsado por un generador de alta frecuencia produce un acabado superficial de alta calidad. Y hay muy poco mantenimiento que necesite realizarse en las máquinas, si acaso. "Debido a que nuestros sistemas están diseñados para usar componentes de bajo consumo de energía, esto tiene un efecto positivo en la fiabilidad del equipo y reduce el potencial de hacer daño serio durante la operación," dice Murphy. "Con una multitud de salvaguardas y sensores a lo largo de la máquina, puede alarmar o detener una operación antes de que se haga daño. Debido a nuestro diseño modular de máquina, hemos encontrado que el 90 por ciento de los problemas pueden resolverse directamente por teléfono. Cuando una pieza necesita reemplazo, puede enviarse de la noche a la mañana e instalarse por el cliente – ahorrando tiempo de inactividad y el gasto de una llamada de servicio in situ."

Otra ventaja clave es el ahorro de tiempo que Kansas City Design ha realizado. Lo que solía tomar a otros talleres a los que Kansas City Design externalizaba su trabajo 18 horas para mecanizar ahora toma una o dos horas para la empresa. "DATRON corta aluminio a altas velocidades comparado con máquinas convencionales," concluye Arnold. "¡Donde otros se atreven a caminar, el DATRON vuela!"

BLÍSTER PACKS PARA ENVASADO FARMACÉUTICO

Según el propietario de Kansas City Design, William Arnold, los productos farmacéuticos de venta libre se distribuyen casi exclusivamente en envases blíster, que proporcionan la protección de barrera adecuada y resistencia a niños además de ser amigables para adultos mayores. "Estos blísteres se producen en máquinas de envasado de alta velocidad, que utilizan moldes de aluminio para formar los blísteres," explica Arnold. "Los materiales y utillaje que entran en contacto con superficies que podrían tocar el producto farmacéutico son siempre una gran preocupación ya que pueden crear impurezas en el producto. Por lo tanto, cada paso y función debe considerarse cuidadosamente. Estar en este negocio me ha dado un respeto por lo que la mayoría diría es el alto coste de los productos farmacéuticos. La cantidad de pruebas e investigación es asombrosa – y la mayoría de la gente no se da cuenta. Al final del día, estoy agradecido de estar en este negocio y siento que hice una diferencia y salvé vidas."