Entwicklung eines Halbautomaten für Autoinjektoren
Diplomarbeit TEKO Dipl. Maschinenbautechniker HF
Die vorliegende Diplomarbeit entstand im Rahmen meiner Ausbildung zum Dipl. Maschinenbautechniker HF an der TEKO Schweizerische Fachschule Bern. Als Betriebsmittelkonstrukteur bei der Firma Ypsomed AG bin ich für die Entwicklung neuer Betriebsmittel sowie die Planung deren Montage zuständig. Zudem bin ich Ansprechperson für die Auftraggeber. Die Wahl des Themas erfolgte in Zusammenarbeit mit der Firma Ypsomed AG.
Ypsomed ist führende Entwicklerin und Herstellerin von Injektionssystemen für die Selbstverabreichung flüssiger Medikamente. Die Ypsomed AG vertreibt unter anderem die beiden Autoinjektoren YpsoMate 1 Milliliter und YpsoMate 2,25 Milliliter. Ein Autoinjektor ist eine Spritze für den einmaligen Gebrauch. Das Medikament wird vollständig injiziert und nach der Anwendung entsorgt.
Ausgangslage
Für die Funktionsprüfung zweier Autoinjektoren der Ypsomed AG werden bisher manuelle Arbeitsschritte und der Einsatz dreier separater Pressen für die Endmontage benötigt. Diese Vorgehensweise beansprucht Platz und ist mit einem höheren Personalaufwand verbunden. Zudem können bei der manuellen Montage Fehler entstehen, welche die Funktionsprüfung beeinflussen.
Ziel
Ziel dieser Diplomarbeit war, ein CAD-Entwurf für einen Halbautomaten zu entwickeln, der die manuellen Montageschritte weitgehend automatisiert und beide Autoinjektoren verarbeiten kann. Der Automat soll die bestehenden Pressen ersetzen und so ausgelegt sein, dass er bei Bedarf an zukünftige, ähnliche Produktvarianten angepasst werden kann.
Analysephase
Zu Beginn der Diplomarbeit wurden die bestehenden Montageprozesse analysiert und die Anforderungen an den neuen Automaten definiert. Dabei wurden die manuellen Arbeitsschritte, der Einsatz der bestehenden Pressen, sowie die Anforderungen aus dem Lastenheft berücksichtigt.
Konzeptphase
Als nächstes wurden zwei Maschinenkonzepte entwickelt und bewertet. Eine elektrische und pneumatische Variante. Nach einer Nutzwertanalyse und einer Konzeptbesprechung wurde das elektrische Konzept ausgewählt, um es in der nächsten Phase zu entwerfen.
Entwurfsphase
In der Entwurfsphase wurde das ausgewählte Konzept im CAD ausgearbeitet. Das umfasst das Definieren der Antriebe und Sensoren, Konstruieren der Unter- sowie Hauptbaugruppen. Ergänzend wurden die Montageabläufe für beide Produktvarianten simuliert, Festigkeitsberechnungen durchgeführt und eine Risikobeurteilung erstellt. Zudem wurden eine Abschätzung der Zykluszeit und eine Grobkostenschätzung erstellt. Mit dem erstellten CAD-Gesamtentwurf liegt eine Grundlage für die weitere Ausarbeitung und mögliche Realisierung des Automaten vor.
