Einkaufsleitfaden für PES-Filterpatronen-Herstellungsmaschinen

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Autor : indrofiltermachine.com

Updatezeit : 2025-11-05 13:39:11

PES-Filterfertigungslinie – Technisches Whitepaper

Zusammenfassung
Dieses Whitepaper beschreibt eine schlüsselfertige Produktionslinie zur Herstellung von plissierten PES-Filterpatronen (Polyethersulfon) . Im Fokus stehen die Maschinenauswahl, technische Parameter, Funktionsprinzipien und eine realistische Kostenprognose. Es richtet sich an Produktionsleiter, Anlageningenieure und Einkaufsteams, die eine Investition in eine kommerzielle PES-Filterpatronenlinie prüfen. Die Konfiguration und die Beispiele beziehen sich auf Anlagen und Lösungen von INDRO Filter Machine (siehe indrofiltermachine.com ), darunter die wichtige Infrarot-Schweißmaschine für Kunststoff-Endkappen, die für saubere, partikelfreie Dichtungen sorgt – ideal für anspruchsvolle Anwendungen in der Pharmaindustrie.

1. Produktionsziele und -umfang
Zielproduktion: Kontinuierliche Fertigung von gefalteten PES-Kartuschen in gängigen Längen (5", 9,75", 10", 20", 30", 40") und Standard-Endkappen (DOE, 222, 226, flach geschlossen). Typische Produktionsziele dieser Linie:

Pilotproduktion / Kleinserie: 200–1.000 Kartuschen/Tag
Mittlerer Maßstab: 1.000–8.000 Kartuschen/Tag
Hohes Durchsatzvolumen: über 8.000 Kartuschen/Tag

Dieses Dokument beschreibt eine modulare Produktionslinie, die über diese Kapazitäten skalierbar ist.

2. Linienübersicht – Hauptstationen und Verkehrsfluss

Rohmaterialbereitstellung (PES-Membran, Trägermaterial, Kerne, Käfige, Endkappen)
Membranfalten und -formung (Faltmaschine)
Faltenbeschnitt und -zählung (integriert in den Faltenschneider)
Kern- und Käfigmontage (Einsetz-/Montagemaschine)
Endkappenmontage & Infrarotschweißen (Infrarotschweißgerät für Kunststoffendkappen)
Adapter / O-Ring-Schweißen oder Einsetzen (optionales Modul)
Dichtheits-/Integritätsprüfung (Blasenpunkt, Diffusion)
Etikettierung, Verpackung und Verpackung

Jedes Modul kann je nach gewünschtem Durchsatz in halbautomatischer oder vollautomatischer Ausführung geliefert werden.

3. Funktionsprinzipien (Maschine für Maschine)
3.1 PES-Membranfaltmaschine – Funktionsprinzip und Steuerung
Funktionsprinzip: Ein servogesteuerter Faltwagen zieht die PES-Membran und die Trägerschicht in eine präzisionsgerillte Trommel oder Faltplatten. Falttiefe und -abstand werden durch eine programmierbare Servobewegung gesteuert. Zur Reduzierung der Rückfederung kann bei bestimmten Membranen ein Heißluft- oder Niedrigtemperaturstabilisator eingesetzt werden.
Wichtigste Bedienelemente:

Servomotoren für Zuführung und Faltenwagen (Positionsregelung im geschlossenen Regelkreis)
Programmierbare Faltentiefe und -teilung (über HMI)
Automatische Faltenzählung und -abschneidevorrichtung (pneumatisch oder servogesteuert)

Vorteile: Gleichmäßige Falten, geringer Ausschuss, wiederholbare Filterfläche.
3.2 Kern- und Käfigbaugruppe
Funktionsprinzip: Das gefaltete Paket wird über einen Dorn/Innenkern gelegt, mit dem Außenkäfig ausgerichtet und die Baugruppe für das nachfolgende Endkappenschweißen fixiert. Automatische Förderbänder und Pick-and-Place-Systeme reduzieren die manuelle Handhabung.
Bedienelemente: Längenverstellung für Kartuschen, pneumatische Klemmen, Sensoren zur Ausrichtung.
3.3 Infrarot-Schweißgerät für Kunststoff-Endkappen (kritisch)
Funktionsprinzip: Berührungslose Infrarotstrahlung wird auf die Kontaktflächen der thermoplastischen Endkappen und des gefalteten Medienstopfens gerichtet. Die lokale Materialtemperatur wird auf einen kontrollierten Schmelzpunkt erhöht. Sobald ausreichend Schmelze erreicht ist, werden die Teile unter kontrolliertem Druckkontakt zusammengeführt und abkühlen gelassen. Die Konstruktion von INDRO integriert wassergekühlte Infrarotmodule für eine stabile Lampentemperatur, reduzierte thermische Drift und reproduzierbare Schweißenergie.
Vorteile:

Keine Klebstoffe oder Lösungsmittel → kein Kontaminationsrisiko
Gleichmäßige Erwärmung und minimale thermische Belastung der PES-Medien
Kurze Zykluszeiten und zuverlässige Gleitringdichtungen

Kritische Parameter, die die Schweißnahtqualität bestimmen: Infrarot-Leistungsdichte, Abstand zwischen Lampe und Werkstück, Haltezeit, Druckkraft und Abkühlzeit.
3.4 Adapter/222/226 Schweißen & O-Ring-Montage
Austauschbare Vorrichtungen ermöglichen das Verschweißen verschiedener Adaptergeometrien oder das mechanische Einsetzen von O-Ringen. Automatisierte Bildverarbeitungsprüfungen gewährleisten die korrekte Zielerfassung.
3.5 Dichtheits-/Integritätsprüfung
Funktionsprinzip: Blasenpunkt- und Diffusionstests überprüfen die Filterleistung. Automatisierte Verteiler testen einzelne oder mehrere Filterpatronen, protokollieren die Ergebnisse und kennzeichnen Ausschuss.

4. Typische Maschinenparameter (Beispielspezifikationen)

Modul	Wichtige Parameter (typischer Bereich)
Plissiermaschine	Faltentiefe: 2–15 mm; Faltenabstand: 1–6 mm; Geschwindigkeit: bis zu 30 m/min; Servosteuerung; Positionierung: ±0,1 mm
Faltenschneider	Schnittzyklus: <1 s pro Kartusche; Toleranz ±0,5 mm
Montageeinheit	Kassettenlänge: 50–1000 mm; Schließkraft: einstellbar 0–2000 N; Zykluszeit: 5–25 s
Infrarot-Schweißgerät für Kunststoff-Endkappen (INDRO)	Leistung der Infrarotlampe: 1–6 kW (modular); Lampenkühlung: wassergekühlter Verteiler; Schweißdruck: 50–600 N; Zykluszeit: 4–20 s*; Steuerung: SPS + HMI; Wiederholgenauigkeit: ±2 % Energie
Adapterschweißgerät	Werkzeugwechselzeit: 5–15 min; Zykluszeit: 6–20 s
Lecktester	Druckbereich: 0–6 bar; Wiederholgenauigkeit des Blasenpunkts: ±2 %

* Die Zykluszeiten hängen von der Teilegeometrie und dem Material ab – weichere Designs erfordern eine kürzere Verweilzeit; dickere Endkappen erfordern mehr Energie und eine längere Abkühlzeit.

5. Prozesssteuerung und Qualitätssicherung

Rezeptbasierte SPS-Steuerung : Parameter nach Produkt-SKU speichern (Faltentiefe, Schweißenergie, Druck).
Inline-Sensoren : Bildverarbeitungs-Ausrichtung, Temperaturüberwachung der IR-Lampen (und des Wasserkühlstroms), Kraftsensoren an den Schweißköpfen.
Statistische Prozesskontrolle (SPC) : Protokollierung der Schweißenergie, der Ergebnisse der Dichtheitsprüfung und der Ablehnungsgründe.
Rückverfolgbarkeit : Chargen-ID-Etikettierung und exportierbare QC-Berichte.

Diese Kontrollen ermöglichen es Kunden aus dem Pharma- und Lebensmittelbereich, die regulatorischen Dokumentationsanforderungen zu erfüllen.

6. Wartung, Sicherheit und Ersatzteile

Wartung der Infrarotlampen : Modulare Lampenkartuschen reduzieren Ausfallzeiten (typische Lebensdauer 6–24 Monate, abhängig von der Nutzung). Die wassergekühlten Lampen von INDRO verlängern die Lebensdauer und minimieren Temperaturschocks.
Geplante Kalibrierung : Kalibrierung von Faltenteilung, Sensor und Schweißkraft in festgelegten Abständen (monatlich / vierteljährlich).
Ersatzteilset : Ersatz-IR-Lampe, Wasserpumpe, Dichtungen und Firmware-Backup.
Sicherheit : Verriegelte Schutzvorrichtungen, Not-Aus-Schalter, Infrarotabschirmung und Leckagesicherung für Kühlmittel.

7. Kostenvoranschlag (CAPEX- und OPEX-Schätzungen)
Die Kosten variieren je nach Automatisierungsgrad, Kapazität und kundenspezifischen Funktionen. Nachfolgend finden Sie konservative Kostenrahmen zur Budgetplanung (USD, ungefähre Angaben).
7.1 Investitionsausgaben (CAPEX) – schlüsselfertige Anlagen (Beispiele)

Pilot-/Kleinserienlinie (halbautomatisch): 75.000 – 180.000 USD
Mittelgroße Produktionslinie (hochautomatisiert, Durchsatz ca. 1.000–5.000 Einheiten/Tag): 250.000 – 650.000 US-Dollar
Hochleistungslinie (mehrspurig, vollautomatisch): 700.000 – 1.800.000+ USD

Kostentreibende Faktoren: Anzahl der Spuren, kundenspezifische Formen, Reinraumkompatibilität, Größe des Integritätsprüfungsverteilers und Integrationsdienstleistungen.
7.2 Betriebskosten (OPEX) – jährliche Schätzungen

Arbeitskosten : 40.000 – 180.000 US-Dollar (abhängig von Automatisierungsgrad und lokalen Löhnen)
Energie : 3.000 – 25.000 US-Dollar (IR-Lampen und Kompressoren)
Verbrauchsmaterialien und Ersatzteile : 5.000 – 40.000 US-Dollar (IR-Lampen, Dichtungen, Ersatzformen)
Wartung & Service : 4.000 – 30.000 US-Dollar (Jahresvertrag oder nach Bedarf)

7.3 Beispielhafte ROI-Übersicht (mittlere Größenordnung)

Annahmen: Investitionsausgaben der Linie 350.000 $; Stückproduktionskosten (Materialien + direkte Arbeitskosten + Betriebskostenanteil) 5 $; Verkaufspreis 18 $; Produktionsmenge 2.000 Einheiten/Monat.
Monatlicher Bruttogewinn: (18–5) × 2.000 = 26.000 $ → jährlicher Bruttogewinn ≈ 312.000 $.
Amortisationszeit ≈ 1–2 Jahre (ohne Berücksichtigung von Steuern und Finanzierungskosten).
Dieses einfache Modell verdeutlicht, wie Automatisierung und höhere Erträge die Amortisationszeit verkürzen.

8. Lieferantenauswahl & Überlegungen zu Anbietern
Bei der Auswahl eines Lieferanten sollten Sie folgende Prioritäten setzen:

Bewährte Infrarot-Schweißlösungen und wassergekühlte Lampendesigns (ein Beispiel hierfür ist das Infrarot-Schweißgerät mit Kunststoff-Endkappe von INDRO).
Erfahrung und Referenzen im Bereich schlüsselfertiger Integrationen.
Vor-Ort-Schulungen, Verfügbarkeit von Ersatzteilen und lokaler Service.
Modulare Architekturen ermöglichen zukünftige Produkterweiterungen.

Für Produktinformationen und technische Datenblätter besuchen Sie bitte indrofiltermachine.com und fordern Sie detaillierte Maschinendatenblätter sowie Optionen für Werksabnahmetests (FAT) an.

9. Umsetzungsfahrplan (empfohlene Schritte)

Produkt-SKUs definieren und Zieldurchsatz festlegen.
Führen Sie mit dem ausgewählten Lieferanten Probeproduktionsversuche (oder Pilotläufe) durch.
Die endgültige Gerätespezifikation und das Linienlayout (einschließlich der Versorgungseinrichtungen: Druckluft, Kaltwasser für die IR-Kühlung) festlegen.
Werksabnahmeprüfung (FAT) vor dem Versand.
Installation und Inbetriebnahme mit den Technikern des Lieferanten.
Bedienerschulung und Übergabe der QC-Rezepte.

10. Schlussfolgerung
Die Investition in eine technisch ausgereifte Produktionslinie für PES-Filter gewährleistet gleichbleibende Produktqualität und hohe Betriebseffizienz. Die Infrarot-Schweißanlage für Kunststoff-Endkappen ist, bei korrekter Spezifikation und Wasserkühlung, eine Schlüsseltechnologie, die Klebstoffe überflüssig macht, das Kontaminationsrisiko reduziert und starke, reproduzierbare Dichtungen ermöglicht – entscheidend für Filter in der Medizin, Pharmazie und für hochreine Industrieprodukte. Anbieter wie INDRO Filter Machine bieten modulare, skalierbare Anlagen und umfassende Integrationskompetenz. Besuchen Sie indrofiltermachine.com, um Datenblätter, Informationen zu kundenspezifischen Anpassungen und Unterstützung bei Pilotprojekten anzufordern.

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