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Apple Rubber Vom Einfach- zum Mehrfahrwerkzeug

Am Anfang eines neuen Teileentwurfs und dessen Integration in die Produktion stehen Herausforderungen, wenn es um Spezifikationen geht, die der Anwendung und anderen wichtigen Faktoren gerecht werden.

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(Bild: Apple Rubber Products Inc)

Apple Rubber begleitet den Kunden mit einer umfassenden Prozessvalidierung von der frühen Entwurfsphase – vom Einfachwerkzeug und der Prototypenphase bis hin zum Übergang in ein Mehrfachwerkzeug für die laufende Produktion.

Konstrukteure, die vielseitig einsetzbar sind und Kunden bei einer Vielzahl von Anwendungen begleiten können, müssen Fachwissen auf den folgenden Gebieten vorweisen können:

  • Bauteilkonstruktion
  • Modifikationen zur Gewährleistung einer robusten Leistung
  • Nahtlose Produktion und Montage in vollem Umfang

Als die Konstrukteure von Apple Rubber vor kurzem einen Kunden beim Entwurf eines herkömmlichen O-Rings mit der Hilfe des O-Ring-Nut-Berechnungstools unterstützten, konnte sich der Kunde darauf verlassen, dass sein O-Ring die richtige Verdichtung aufweist. Wenn man bei der Toleranzkettenanalyse sowohl die konzentrischen als auch exzentrischen Bedingungen betrachtet, wird die richtige Verdichtung des O-Rings beibehalten. So wird die Abdichtungsfunktion auch dann gewährleistet, wenn der Entwurf an anderer Stelle in der Anwendung zum Einsatz kommt.

Durch diese Herangehensweise wurde festgestellt, dass das Volumen der Nut kleiner ist als das Volumen des O-Rings, was wiederum zu einer höheren Verdichtung und zu potenziellen Leckpfaden führen kann. Um ein Versagen zu vermeiden, empfahl Apple Rubber eine Füllung von mindestens 85% des Volumens.

O-Ring-Funktionsprüfung

Nachdem Apple Rubber alle passenden Komponenten für die Funktionstests erhalten hatte, fertigte das Unternehmen ein Einfachwerkzeug mit hoher Präzision, um definierte Abmessungen und Toleranzen einhalten zu können. Dabei wurde festgestellt, dass andere Komponenten der Spezifikation nicht entsprachen, was zu einem Versagen des O-Rings in der Anwendung geführt hätte. Durch den erneuten Einsatz des O-Ring-Nut-Berechnungstools konnte man den Kunden bei der Adaption des O-Rings unterstützen, sodass der Entwurf zu den tatsächlichen Abmessungen der entsprechenden Metall- und Kunststoffkomponenten passt.

Werkzeuge für O-Ringe sind in der Regel günstiger als eine Anpassung der Spritzgusswerkzeuge. Da bekannt war, dass der Kunde, den O-Ring für eine Einweganwendung verwendet, war klar, dass die automatische Montage von großer Bedeutung sein würde. Entscheidend ist die Tatsache, dass viele Montagebetriebe für die Zuführung von O-Ringen aus Silikon Rüttelförderer verwenden. Beim Silikonmaterial verursacht die Vibration eine statische Ladung, die wiederum dazu führt, dass sich die O-Ringe schlecht vereinzeln lassen. Aus diesem Grunde stattete Apple Rubber das Prototypwerkzeug zusätzlich mit einer perlgestrahlten Oberfläche aus, um die Oberfläche des fertigen O-Rings aufzurauen.

Die Konstrukteure von Apple Rubber stellten auch einen beschichteten O-Ring zum Testen bereit. Den Ring möglichst früh der Konstruktionsphase zu testen, ist für die Biokompatibilitätstests in einer späteren Phase nützlich. So müssen keine weiteren Anpassungen vorgenommen werden, die den nachgelagerten Prozess ausbremsen würden.

(Bild: Apple Rubber Products Inc)

Integration in die Produktion

Beim härteren O-Ring war die perlgestrahlte Oberfläche bereits ausreichend, um eine problemlose Beschickung der Automatisierungslösung zu gewährleisten. Nach dem Übergang in die Produktionsphase bestand der nächste Schritt darin, ein Mehrfachwerkzeug zu konstruieren, um die aktuelle Planung des Kunden sowie die 10-Jahres-Prognose zu erfüllen. Das Produktionswerkzeug wurde mithilfe einer 100%-Prozessvalidierung (IQ OQ PQ) abgesichert. Die Installationsqualifizierung (IQ) wurde auf der Maschine durchgeführt, die für den produktiven Betrieb des Werkzeugs eingesetzt wurde. Eine Betriebsqualifizierung (OQ) wurde durchgeführt, wobei die wichtigsten Prozesseinstellungen variiert wurden. Takte wurden an den Ober- und Untergrenzen aller bekannten Maschineneinstellungen gefahren. Die Leistungsqualifizierung (PQ) wurde durch eine 100%-Messung der O-Ringe erreicht, um eine Betrachtung des CPKs und des PPKs zu ermöglichen.

Eine ordnungsgemäße Qualitätsdokumentation ist Teil des Selbstverständnisses von Apple Rubber; sie ermöglicht es dem Unternehmen, weltweit Millionen von O-Ringen an Kunden zu liefern.

Gummimischungen für medizinische Zwecke

Im Laufe der Geschichte hat die medizinische Industrie stets O-Ringe und Dichtungen aus Gummi verwendet. Diese Komponenten kommen in einer Vielzahl von Geräten zum Einsatz, von kritischen Elektronikkomponenten bis hin zu implantierten Geräten und Staubschutzabdeckungen für chirurgische Geräte. Die richtige Wahl des Materials während der Konstruktionsphase kann helfen, eine schnelle behördliche Zulassung sicherzustellen. Sie kann aber auch Wiederholprüfungen vermeiden, die durch den Einsatz eines nicht zugelassenen Materials verursacht werden.

Die FDA genehmigt nicht die einzelnen Materialien, die in einem medizinischen Gerät verwendet werden. Stattdessen wird lediglich das Endgerät genehmigt, das aus mehreren Komponenten und Materialien besteht. Für den Hersteller von Medizinprodukten ist es daher wichtig, eine Risikoanalyse durchzuführen. So erkennt er an welchen Stellen Probleme mit den Materialien und Komponenten den letztendlichen Einsatz des Produkts beeinträchtigen können.

Analysen der Biokompatibilität, die an Gummimaterialien durchgeführt werden, können helfen, eine höhere Sicherheit in der Risikobewertung des Endprodukts zu erreichen. Die Lieferanten von Rohmaterialen und Kautschukmischungen testen ihre Materialien, um nachweisen zu können, dass diese unter Normalbedingungen keine der negativen Wechselwirkungen aufweisen dürften, die bei den biologischen Beurteilungen auftreten können. Es liegt in der Verantwortung des Geräteherstellers auszuschließen, dass zusätzliche Belastungen, verursacht beispielsweise durch die Sterilisation oder eine chemische Belastung, das Material beeinträchtigen, außerdem müssen unerwünschte Wechselwirkungen ausgeschlossen werden. Das Gummi in medizinischen Produkten besteht zum größten Teil aus Gummimischungen, die eine Reihe von Biokompatibilitätstests bestanden haben. Typischerweise werden die Begriffe USP Klasse VI oder ISO 10993 Materialien verwendet. Wo in anderen Anwendungen meist eine Einzelnorm die Zulassung des Gummis regelt, können sich die Ingenieure hier ausdrücklich nicht darauf verlassen.

Ihre Experten für Gummidichtungen und Konstruktionsleistungen

Seit über 45 Jahren setzt Apple Rubber Maßstäbe für qualitativ hochwertige, hochleistungsfähige Gummi-O-Ringe. Heute bedient Apple Rubber als führender Entwickler und Hersteller von Dichtungen und Dichtungsvorrichtungen eine Vielzahl von Branchen auf der ganzen Welt, von der Automobilindustrie über die Luft- und Raumfahrtbranche bis hin zur pharmazeutischen und medizinischen Industrie. Entdecken Sie in Apple Rubbers effizienten Reinräumen und Einrichtungen der ISO 7 Klasse 10.000 das am breitesten aufgestellte Produktsortiment der Dichtungsindustrie mit einem beispiellosen Angebot an internen Kompetenzen und Services.

Sie haben ein neues Projekt, brauchen aber Hilfe beim Durchstarten? Wenden Sie sich an die Konstrukteure von Apple Rubber, um mehr über medizinische Dichtungslösungen und das kundenspezifische Prototyping zu erfahren.

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