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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-06232024-233858


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
CATALANO, MICHELE
URN
etd-06232024-233858
Titolo
Industrializzazione e Validazione del Processo di Assemblaggio Automatico di Minisets EV custom-made
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA BIOMEDICA
Relatori
relatore Prof. Vozzi, Giovanni
correlatore Innocenti, Simona
controrelatore Prof. De Maria, Carmelo
Parole chiave
  • assemblaggio
  • assembly
  • lean
  • ovality
  • process
  • processo
  • solvent
  • stopcock
  • validazione
Data inizio appello
15/07/2024
Consultabilità
Completa
Riassunto
La tesi di laurea svolta presso Elcam Medical Italy Spa, azienda leader nel settore biomedicale, si concentra sulla modifica e validazione di una cella di assemblaggio automatico, nominato in azienda come “incollatore universale”. Questa macchina automatica, infatti, grazie alla sua versatilità, può essere utilizzata per processare un elevato numero di prodotti basati sul processo di incollaggio di componenti biomedicali.
Il presente lavoro di tesi è stato svolto durante un periodo di tirocinio della durata di 12 mesi ed ha affrontato con successo l'industrializzazione e la validazione di un processo di assemblaggio automatico per Minisets destinati alla terapia endovenosa. Il processo, basato sull'assemblaggio a solvente di un tubo in PVC con due connettori (Stopcock e Luer Lock), ha richiesto una profonda riconfigurazione della macchina, dimostrando la versatilità di questo tipo di attrezzatura nel rispondere alle mutevoli esigenze del mercato biomedicale e alle richieste dei singoli clienti.
Una analisi approfondita dei materiali di cui i componenti sono costituiti, e dei loro parametri di solubilità di Hansen, ha permesso di identificare la giusta combinazione di solventi da impiegare all'interno del processo.
L'analisi dettagliata delle caratteristiche del prodotto finito, inoltre, ha evidenziato come la lunghezza del tubo in PVC influenzi direttamente il flusso terapeutico in uscita al dispositivo, sottolineando l'importanza di adattare questo parametro critico (CTQ) alle specifiche applicazioni mediche. 
Lo studio del processo di estrusione e avvolgimento del tubo in rocca, condotto in collaborazione con il fornitore, ha permesso di identificare nell'ovalità residua del tubo un fattore critico per il corretto assemblaggio. Le azioni correttive individuate promettono di ridurre il tasso di scarto, a beneficio di entrambi i processi produttivi.
L'adattamento dell'assemblatrice automatica è stato un progetto complesso, che ha coinvolto diverse figure professionali. La progettazione e realizzazione della parte hardware, inclusi il re-layout delle pinze di prelievo e delle culle di deposito, sono state svolte in collaborazione con Kahle Automation. La validazione del processo, condotta attraverso test di pervietà, tenuta, trazione, peeling e ispezione visiva, ha confermato l'affidabilità e la ripetibilità del nuovo processo di assemblaggio.
I risultati dei test sono stati elaborati ed analizzati statisticamente, sfruttando il software Minitab e seguendo la metodologia Six Sigma, per garantire un'analisi rigorosa e orientata al miglioramento continuo della qualità. Per raggiungere questo risultato si è reso necessario uno studio approfondito del sistema di visione della macchina automatica e l'adattamento delle soglie di controllo grazie alle quali vengono scartati i pezzi non conformi.
Il Minisets risultante è ora in produzione, incrementando il numero di configurazioni processabili dalla macchina e confermando la sua capacità di adattarsi alle specifiche richieste del cliente. Questa flessibilità, ottenuta grazie a rapidi "cambi versione", massimizza l'efficienza produttiva, evidenziando l'importanza crescente di macchine automatiche versatili e adattabili nel panorama industriale attuale.

The thesis work carried out at Elcam Medical Italy Spa, a leading company in the biomedical sector, focuses on the modification and validation of an automatic assembly cell, named in the company as "universal gluer". This automatic machine, in fact, thanks to its versatility, can be used to process a large number of products based on the gluing process of biomedical components.
This thesis work has successfully addressed the industrialization and validation of an automatic assembly process for Minisets intended for intravenous therapy. The process, based on the solvent assembly of a PVC tube with two connectors (Stopcock and Luer Lock), required a deep reconfiguration of the machine, demonstrating the versatility of this type of equipment in responding to the changing needs of the biomedical market and to the requests of individual customers.
An in-depth analysis of the materials of which the components are made, and of their Hansen solubility parameters, allowed the identification of the right combination of solvents to be used within the process.
Furthermore, the detailed analysis of the characteristics of the finished product has highlighted how the length of the PVC tube directly influences the therapeutic flow out of the device, underlining the importance of adapting this critical parameter (CTQ) to specific medical applications.
The study of the tube extrusion and winding process, conducted in collaboration with the supplier, allowed the identification of the residual ovality of the tube as a critical factor for correct assembly. The identified corrective actions promise to reduce the scrap rate, to the benefit of both production processes.
The adaptation of the automatic assembly machine was a complex project, which involved various professional figures. The design and construction of the hardware part, including the re-layout of the pick-up grippers and deposit cradles, were carried out in collaboration with Kahle Automation. The validation of the process, conducted through patency, seal, tensile, peeling and visual inspection tests, confirmed the reliability and repeatability of the new assembly process.
The test results were processed and statistically analyzed, using Minitab software and following the Six Sigma methodology, to ensure rigorous analysis and continuous quality improvement. To achieve this result, an in-depth study of the automatic machine's vision system and the adaptation of the control thresholds through which non-compliant parts are discarded was necessary.
The resulting Minisets is now in production, increasing the number of configurations that can be processed by the machine and confirming its ability to adapt to specific customer requests. This flexibility, obtained thanks to rapid "version changes", maximizes production efficiency, highlighting the growing importance of versatile and adaptable automatic machines in the current industrial landscape.
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