Come risolvere tutti i tuoi problemi di saldatura a ultrasuoni nel settore MEDICALE

Tra tutte le sfide che continuamente la vita ti presenta, ce ne sono alcune che prendi davvero a cuore.

La maggior parte delle volte non sai perché vuoi sposare una certa causa piuttosto che un’altra. È un sentimento che nasce da dentro, spontaneo e a volte ribelle.

Alla fine lo sai benissimo, non c’è storia, non lo puoi combattere…e allora ti arrendi e ti lasci trasportare da questo forte sentimento.

Ti è mai capitato?

A me succede tutte quelle volte che mi viene presentata una nuova idea o progetto in ambito medicale.

Quando si parla di sfide difficili, richieste al limite da parte di qualche cliente , che riguardi l’ambito automotive, i beni di consumo o l’ elettronica in generale, cerco sempre di raccogliere le risorse a mia disposizione e di dare il meglio di me per trovare la migliore soluzione possibile.

Quando però si parla di dispositivi che devono salvare delle vite umane o che permetteranno anche  semplicemente  a molte persone di poter vivere una vita migliore e più lunga, allora il discorso è ben diverso.

Devi essere estremamente preciso, scrupoloso e non dare mai niente per scontato perché dall’altra parte c’è un uomo in carne e ossa come te che conta sul tuo lavoro e sulla tua professionalità per continuare a vivere.

Magari anche tu sei come me e quando trovi gli stimoli giusti non c’è più nessuno in grado di fermarti e , costi quel che costi, sai che porterai a casa il risultato anche col coltello tra i denti!

Questo stimolo per me si chiama medicale.

La salute è un bene molto particolare, lo apprezziamo davvero solo quando viene a mancare.

Tu e io possiamo rinunciare a molte cose come un’auto nuova, un telefonino ultimo modello o un vestito di marca, se si presenta la necessità, ma quando parliamo di salute e questi ci tocca da vicino allora è tutta un’altra storia.

Vogliamo i medici migliori, i farmaci migliori e in generale le cure più adatte a farci ritornare in salute il più presto possibile.

Ogni tanto le persone mi chiedono perché ho deciso di dedicare tutto il mio lavoro e la mia professionalità esclusivamente alla saldatura a ultrasuoni.

Perché non pensare anche a altre tecnologie per poter offrire i miei servizi a un numero sempre crescente di potenziali clienti come fanno praticamente tutti i miei concorrenti?

Per me c’è solo una risposta e te la voglio dare facendoti un semplice esempio.

Pensa alla situazione in cui facendo un’attività piacevole, correre, giocare a calcio, sciare o giocare a tennis e ti succede di avere un brutto incidente al ginocchio.

Cosa fai?

Vai in ospedale o dal tuo medico di base e ti fai curare, se serve ti sottoponi anche a un intervento.

Oppure, vai dal tuo medico e ti fai consigliare il migliore specialista su piazza, il mago delle ginocchia che ha rimesso in piedi anche Cristiano Ronaldo?

Lo sai che costerà molto di più ma alla fine è la TUA SALUTE che conta e vuoi il migliore e per questo sei disposto a pagare la cifra più alta che ti puoi permettere perché vuoi avere la garanzia che il tuo problema verrà risolto al più presto.

Naturalmente questo medico si occupa solo delle ginocchia, non farà altro per tutta la sua attività.

Adesso cominci a capire?

Solo se ti specializzi veramente e dedichi tutte le tue energie a un settore, per quanto piccolo o di nicchia può essere, riuscirai ad avere la conoscenza necessaria per dare una soluzione migliore e più rapida.

Quello che ti distingue dagli altri è quella collezione personale di situazioni in cui hai risolto numerosi problemi (in termini moderni possiamo anche chiamarlo database di soluzioni) che gli altri tuoi concorrenti non hanno e anche se cominciano adesso a cercare di copiarti ci metterebbero 20 anni prima di arrivare vicini ai tuoi risultati.

Qualche mese fa stavo parlando con il Plant Manager di una delle più grandi multinazionali del Mondo con una sede produttiva nel nord Italia e lui mi faceva notare, conti (precisi) alla mano, quali erano i costi che l’azienda doveva sostenere ogni anni  in controlli. La cifra era altissima ma per lui sembrava normale amministrazione.

Ricordo soprattutto queste parole:

“Francesco prova a pensare seriamente se una nostra valvola, un nostro filtro o un nostro dispositivo per la dialisi si blocca o evidenzia un difetto mentre viene utilizzato da un paziente. È vero che abbiamo tutta una serie di protezioni aggiuntive e quindi è difficile, anche se non impossibile, che la sua vita possa essere in pericolo. Però puoi immaginare come questa persona si può sentire? Che fiducia potrà avere nel nostro lavoro (e nei nostri prodotti) la prossima volta che avrà questo bisogno?

Qui c’è in gioco la vita prima di tutto ma anche la nostra faccia. Ci siamo costruiti un nome in anni di duro lavoro e sacrifici. In questo mercato sempre più duro e competitivo, basta commettere errore e il giorno dopo ti trovi il lucchetto ai cancelli. Lo stesso vale per i nostri clienti, le Aziende Ospedaliere. Nessuno vuole cattiva pubblicità, cause e problemi che si leggono tutti i giorni sui giornali come malasanità.

Per rimanere i leader di mercato abbiamo bisogno dei mezzi migliori, quelli con le più alte performance che ci permettono di garantire al 100% il funzionamento dei nostri prodotti e di ridurre anno dopo anno il costo dei controlli senza doverci preoccupare dell’affidabilità dei nostri DISPOSITIVI”

Hai capito come pensa un leader di mercato?

È curioso come questo tipo di atteggiamento che permette a molte aziende di essere vincenti su mercato non sia dipendente dalle dimensioni dell’azienda.

Lo so che può sembrarti strano, per certi versi contro intuitivo, ma puoi trovare l’approccio del leader anche in una piccola realtà di 15-20 dipendenti mentre in una grande azienda, multinazionale o meno, puoi trovare l’approccio del piccolo artigiano caratterizzato da 3 precise caratteristiche:

• Lavora sempre coi soliti “piccoli” fornitori perché è terrorizzato (anche se non vuole ammetterlo) dal provare qualcosa di nuovo. Dice di non avere tempo ma in realtà non ha le capacità di valutare nuove e più avanzate soluzioni.

• Non ascolta i propri collaboratori perché non si fida.

• Dice di altre soluzioni non funzionano o costano troppo. In realtà i progetto che gestisce sono molto spesso in ritardo (chiaramente con costi superiori) e c’è sempre qualche cosa che non va, problemi di perdite, rotture e simili. A questo proposito mi viene in mente la frase di un grande imprenditore nostrano che dal nulla è diventato il leader mondiale nella sua nicchia di prodotti: “Per risparmiare un franco non abbiamo badato a spese!”

Se anche tu conosci persone così, sai bene a cosa mi riferisco.

Dal punto di visto tecnico, lo sai meglio di me, i prodotti medicali hanno molto spesso delle caratteristiche particolari, delle soluzioni estremamente raffinate che devono, nella maggior parte dei casi, superare le prestazioni di un qualche dispositivo attualmente sul mercato.

Devono essere estremamente precise, sicure, curate e quanto più possibili “minimaliste”.

Adesso dimmi, come si fa a non adorare questo settore?

Ti devo avvisare che praticamente tutti i lavori che seguo in ambito medicale, per le ragioni che puoi bene immaginare, sono coperti da accordi di riservatezza (o NDA) quindi le informazioni che trovi rispetteranno sempre tutti i vincoli concordati.

Iniziamo la nostra indagine nel campo medicale partendo dalle famose cassette dialisi.

Il tipico materiale è il PET-G (Eastar MN211, MN058 o Skygreen sono i più utilizzati). Certo non è tra i più semplici da saldare a ultrasuoni perché ha una fusione piuttosto violenta e una viscosità non troppo elevata che può causare seri problemi se non hai previsto un buon contenimento nella regione di giunzione e se non gestisci in maniera precisa il processo di raffreddamento (Forza di raffreddamento > 115% Forza di saldatura).

Il mio consiglio è di non usare mai un’ampiezza inferiore ai 25 µm (@ 20 kHz o anche 16 µm per il 35 kHz) e di usare come modalità di saldatura la quota relativa RPN se possibile o l’energia nei casi in cui il direttore di energia sia non consistente ovvero inferiore a 0,3 mm.

Si ottengono dei risultati soddisfacenti

Il tipico materiale è il PET-G (Eastar MN211, MN058 o Skygreen sono i più utilizzati). Certo non è tra i più semplici da saldare a ultrasuoni perché ha una fusione piuttosto violenta e una viscosità non troppo elevata che può causare seri problemi se non hai previsto un buon contenimento nella regione di giunzione e se non gestisci in maniera precisa il processo di raffreddamento (Forza di raffreddamento > 115% Forza di saldatura).

Il mio consiglio è di non usare mai un’ampiezza inferiore ai 25 µm (@ 20 kHz o anche 16 µm per il 35 kHz) e di usare come modalità di saldatura la quota relativa RPN se possibile o l’energia nei casi in cui il direttore di energia sia non consistente ovvero inferiore a 0,3 mm.

Si ottengono dei risultati soddisfacenti con una sola forza di saldatura F1 ma i migliori risultati si ottengono utilizzando almeno 2 forze o, se possibile 3, di cui le ultime due devono avere un valore vicino (+20-30%) ma nettamente superiore alla prima F1 (+80-100%).

In particolare se utilizzi un sistema a retainer ed è molto probabile che devi comprimere una membrana di materiale elastomero (come il TM5ADT) allora dovrai per forza utilizzare due forze di saldatura che ti permetteranno di avere una velocità di saldatura (velocità di giunzione) costante e lineare per compensare la contro-pressione esercitata dalla membrana stessa a mano a mano che avanza la fusione.

Se hai un sistema a retainer multiplo interconnesso (2, 4 o più, non separati) non commettere l’errore di saldarne uno alla volta perché ogni singola saldatura influenzerà quella successiva e quella precedente e ti troverai davanti a un bel Gruviera Svizzero.

Come sempre devi assicurarti di avere un sonotrodo molto performante (obbligatorio il titanio o l’acciaio!) che ti garantisce un’ampiezza costante punto per punto (chiedi la garanzia di un test con laser per la misura della distribuzione superficiale di ampiezza).

Un altro prodotto tipico dell’industria medicale è il famoso filtro sangue o blood catcher.

 

Su questo non c’è molto da dire anche perché probabilmente ne hai alle spalle qualche milione prodotto.

Per rendere il business profittevole le aziende devono puntare su alte quantità e scarti in linea con la più ferrea metodologia 6δ. La filtrazione viene affidata a una membrana che può essere:

• semplicemente compressa durante la saldatura (metodo efficace ed economico)

• saldata a caldo (vecchio stile, ormai superato)

• pre-saldata a ultrasuoni nei casi più complessi e coi più alti requisiti di performance

L’errore più grande che fanno le aziende è di usare la frequenza sbagliata.

Se anche tu utilizzi una 20 kHz per un filtro grande come il quadrante di un orologio allora è come usare una mazza per piantare delle puntine da disegno. Un bel dispendio di energia e di tempo!

Un altro errore è l’utilizzo della modalità di saldatura a tempo costante perché non riesci ad adattarti alle diverse condizioni e dimensioni dei pezzi.

In questo modo stai tranquillamente (e forse inconsciamente) BUTTANDO I SOLDI NEL CESSO.

Il TP è un prodotto molto delicato e come tale va usata (non serve dirtelo, ormai conosci a memoria la risposta) la frequenza 35 kHz (più del 50% delle applicazioni). Se è la versione più grande puoi anche usare una 30 kHz (meno del 10%) o una 20 kHz (il rimanente 40% [ricordati sempre che siamo in Italia] che naturalmente è in calo causa effetti nefasti!). Nell’ultimo caso ti consiglio di diminuire almeno di un 15-20% l’ampiezza o rischierai di far saltare in aria la tua preziosa fonte di reddito!

Un’applicazione interessate è la bottiglia per cultura cellulare.

 

Condizioni iniziali:

Materiale: PS

Dimensioni: da 70 fino a 170 mm

Tempo ciclo: <1,5 s

Tenuta ermetica richiesta: 1 bar

Quest’applicazione in apparenza semplice nasconde alcune trappole nelle quali non devi cadere. In ogni applicazione di tipo medicale devi capire per tempo dove puoi trovare le maggiori difficoltà e in quel caso avrai due soluzioni:

• le superi
• le aggiri

In entrambi i casi bisogna sapere dove prendere “il toro per le corna” e c’è un’unica via per uscirne sempre vincitori: testare e ripetere le prove nelle condizioni più svantaggiose.

Anche se questo può sembrarti banale, ti assicuro che il 95% delle aziende sottovaluta questo aspetto e in alcuni casi mi suona il telefono alle 11 e mezza di sera del venerdì perché chi doveva non ha fatto i compiti a casa.

In questo caso la vera sfida era garantire le tenuta ermetica su tutte la pareti e assicurare anche una perfetta estetica.

 

Come l’abbiamo risolto?

• Area di giunzione stretta e profonda

• Ampiezza di saldatura precisa a 20 µm

• 2 diverse forze di saldatura per essere più delicati nelle fasi critiche dell’intero processo (inizio saldatura e fase di raffreddamento)

Altri esempi di prodotti medicali di recente sviluppo.

 

 

 

 

 

Per ultimo ti voglio introdurre una delle applicazioni più utilizzate dell’intera industria medicale degli ultimi 20 anni: la saldatura delle membrane.

 

Nonostante l’esperienza maturata da molte aziende nel settore, le aziende produttrici (ne cito 3 tra tutte, Gore, Pal, Oxyphen) hanno continuato l’innovazione e in questi anni le prestazioni sono notevolmente migliorate così come il loro processo di saldatura e taglio a ultrasuoni.

L’argomento è molto vasto, ricco di raccomandazioni e suggerimenti tecnici per cui lo approfondirò nel prossimo articolo. Per il momento ti lascio un video in cui la membrana viene:

• Srotolata

• Tesa

• Tagliata

• Posizionata e in fine…

• Saldata

Si può essere più veloci e precisi?

 

 

Adesso che sei arrivato alla fine di questo lungo articolo lasciami condividere con te una bella citazione di un autore anonimo che ho letto qualche giorno fa e che può essere utile a tutti noi nei momenti decisivi della vita.

Buon lavoro e, chiunque tu sia, sii sempre unico.

Francesco