Endlich tief durchatmen

Das deutsche Pharmaunternehmen Boehringer Ingelheim setzt bei der Produktion seiner sehr erfolgreichen Inhalatoren zur Linderung von Atemwegserkrankungen auf Hochpräzision aus dem Hause GF Machining Solutions. Millionen Patienten weltweit gewinnen so dank innovativer Mikrofertigung deutlich an Lebensqualität.

Es passiert meist ganz plötzlich: Die Betroffenen fühlen eine Enge in der Brust, es kommt zu Atemnot, Husten und Kurzatmigkeit. Schätzungen zufolge gibt es weltweit über 500 Millionen Menschen, die unter den chronischen Lungenerkrankungen Asthma und COPD leiden. Doch fortschrittliche Präparate lindern heutzutage die Beschwerden und verbessern die Lebensqualität. So tragen Asthmatiker und COPD-Patienten ständig ein Inhalierspray bei sich, mit dem sich die Bronchien während eines Anfalls wieder weiten lassen. Luftrettung im Hosentaschenformat.

Führend in der Entwicklung solcher Medikamente ist das Familienunternehmen Boehringer Ingelheim, mit rund 14,8 Milliarden Euro Umsatzerlös und weltweit 48 000 Beschäftigten Deutschlands zweitgrößter Pharmahersteller. Das Unternehmen leistet auf dem Gebiet der Atemwegserkrankungen seit Jahrzehnten Pionierarbeit.

Jüngster Ausdruck dieser Innovationskraft ist ein fortschrittliches Produkt, das Millionen Menschen hilft, tief durchzuatmen: der Respimat-Inhalator. Anders als herkömmliche Zerstäuber, die meist mit Treibgas arbeiten, nutzt der Respimat ein System aus mikrostrukturierten Bauteilen. Die winzigen Komponenten erzeugen eine feine und langsam ausströmende Sprühwolke, wodurch die Wirkstoffe auch in die kleinsten Bronchienäste gelangen. Eine Erfolgsgeschichte: 44 Millionen jährliche Produktionskapazität an Inhalatoren hat das Unternehmen mittlerweile am Standort Dortmund aufgebaut– Tendenz steigend.

Werkzeugmaschinen im Dienste der Pharmazie

Wesentlichen Anteil an der präzisen Massenfertigung des Respimat-Inhalationssystems haben Maschinen des Schweizer Werkzeugmaschinen-Herstellers GF Machining Solutions. Die hochpräzisen Anlagen stehen nicht im Ingelheimer Stammwerk des Pharma-Unternehmens, sondern im Herzen des Ruhrgebiets. Das Respimat-Werk Boehringer Ingelheim Microparts GmbH zählt mit rund 700 Beschäftigten zu den größten Arbeitgebern des Technologieparks Dortmund.

Frank Hütten hat den beeindruckenden Aufstieg des Dortmunder Standorts miterlebt und mitgestaltet. Im Jahr 2001 stieg der Maschinenbau-Ingenieur in das noch junge Unternehmen Microparts GmbH ein, drei Jahre vor der Übernahme durch Boehringer Ingelheim. „Wir waren Vorreiter, galten mit unseren Engineering-Kompetenzen als Wette auf die Zukunft“, erlärt Hütten. „Boehringer Ingelheim hat das Potential unseres Mikrofertigungs-Ansatzes erkannt und massiv in unseren Standort investiert.“

Heute ist er Head of Engineering Tooling & Prototyping im Werk Dortmund. „Wir sind der Ingenieurs-Standort im Boehringer-Ingelheim-Unternehmensverband“, sagt Hütten, der die Anschaffung der neuen GF Machining Solutions Maschinen maßgeblich vorangetrieben hat. „Zuvor konnten wir mit externen Zulieferern gerade mal 25 Millionen Inhalatoren im Jahr fertigen- Heute können wir fast das Doppelte produzieren, nicht zuletzt dank der Investition in die Maschinen von GF Machining Solutions.”

Hütten erklärt den Grundgedanken des Unternehmens so: „Für visionäre Ansätze brauchen wir selbst in unserem Pharma-Unternehmen keine Tabletten. Vielmehr suchen wir bei Boehringer Ingelheim schon seit jeher nach innovativen Lösungen. Der Weg von der Vision zur Mission führt uns immer zu einer zentralen Frage: Welche Umsetzungsstrategie verfolgen wir? Wie steigern wir die Effizienz in der Produktion, bei möglichst konstantem Personaleinsatz und ohne kostspielige Ausweitung der Maschinenkapazitäten?“

High-End-Maschinen für Spritzgusswerkzeuge

All diese Fragen konnten die Dortmunder dank neuster Maschinen von GF Machining Solutions zufriedenstellend beantworten: „In der Herstellung der Respimat-Spritzgusswerkzeuge kommt jetzt die High-End-Palette unserer Kerntechnologien zum Einsatz“, erkläert GF-Verkaufsingenieur Jörn Köhler. „Eine Senkerodiermaschine Agie Charmilles Form 1000, eine Drahterodiermaschine Agie Charmilles Cut 1000 sowie zwei hochpräzise 5-Achs-Highspeed-Fräsmaschinen vom Typ Mikron HSM 200U LP. Die beiden Fräsmaschinen verfügen zudem über eine ausgeklügelte Automations-Lösung, die dank eines Palettenwechsler-Systems von System 3R erhebliche Produktivitätssteigerungen ermöglicht.

Die Anschaffung dieser Maschinen war selbst für ein Unternehmen der Größe von Boehringer Ingelheim nicht trivial. Doch es war eine lohnende Investition, wie Hütten zu erklären weiß: „Zuvor wurden all die Komponenten für unsere Spritzgusswerkzeuge von Lieferanten gefertigt. Jetzt können wir die entscheidenden Komponenten mit den Maschinen von GF intern herstellen.“

Rund ein Jahr nach der Inbetriebnahme der neuen Anlagen überzeugen die Ergebnisse bereits auf ganzer Linie: „Wir tauschen die entscheidenden Kernsätze der Spritzgusswerkzeuge in der Regel nach 170 000 Schuss aus, um stets den sehr hohen Qualitätsansprüchen zu genügen“, erläutert Hütten. „Das heißt im Umkehrschluss: Wir benötigen beim aktuellen Produktionsvolumen von 44 Millionen Inhalatoren rund 260 Kernsätze im Jahr. 5500 konturgebende Bauteile fertigen wir pro Jahr jetzt mit den Maschinen von GF Machining Solutions – und das in zuvor unerreichter Qualität und Kosteneffizienz. Auch unsere Liefertreue erreicht jetzt mit 94,4 Prozent Rekordwerte. Insourcing statt Outsourcing – so heißt die erfolgreiche Devise bei Boehringer Ingelheim Microparts. „Der schnelle Return-on-Invest hat uns selbst überrascht, zumal wir mit relativ hohen internen Stundensätzen kalkulieren“, so der Bereichsleiter.

Partnerschaftliche Zusammenarbeit und Prozessberatung

Hütten lobt auch den Anschaffungsprozess: „Wir haben mit den Anlagen von GF Machining Solutions zum ersten Mal ein Komplexsystem gekauft. Vor der Investitionsentscheidung haben wir GF Bauteile vorgegeben und dann in der Schorndorfer Deutschland-Zentrale von GF Tests gefahren – und zwar mit unseren eigenen Mitarbeitern und Programmen. Schließlich wollten wir wissen, was die Maschinen können, und nicht die Fähigkeiten der GF-Programmierer auf den Prüfstand stellen. So konnten wir gemeinsam mit den Experten von GF ein effizientes und präzises Vorrichtungs- und Automatisierungskonzept ausarbeiten, das wir letztendlich als Komplettsystem bestellt haben. Die Entwicklung erfolgte Hand-in-Hand.“

GF-Verkaufsingenieur Köhler ergänzt: „Um automatisiert in der von Boehringer Ingelheim Microparts geforderten Güte fertigen zu können, bedarf es nicht nur sehr genauer Maschinen, sondern auch eines ausgeklügelten Workflows und angepasster Vorrichtungen. Dieses Tooling haben wir in Partnerkooperation entwickelt und gebaut: Zuvor konnte der Kunde nur ein Teil je Maschine fertigen, jetzt kann das Team um Frank Hütten mit einer acht-beziehungsweise 16fachen Aufspannung arbeiten. Das führt zu einer signifikanten Produktivitätssteigerung.“

Dank der Automation sind die Maschinen zudem quasi im Dauereinsatz: „Wir nutzen die beiden Tag-Schichten, um die Maschinen zu rüsten“, so der Ingenieur von Boehringer Ingelheim Microparts. „Über die 24 Stunden laufen sie produktiv 12 bis 16 Stunden. Das ist ein echter Wettbewerbsvorteil.“

Kompakte und präzise Bearbeitungszentren

GF Machining Solutions konnte zudem mit zwei wichtigen Vorteilen punkten. Zum einen war die Kompaktheit der Maschinen ausschlaggebend, da im Zuge des rasanten Ausbaus der Respimat-Produktion in den letzten Jahren auch der Platz im Dortmunder Werk von Boehringer Ingelheim immer knapper geworden ist. „Die Maschinen von GF bieten große Bauräume bei geringen Aufstellmaßen“, lobt Hütten.

Zum anderen war die hohe Präzision der Form 1000, der Cut 1000 und der HSM 200U LP entscheidend. „Unsere Mikro-Spritzgusswerkzeuge müssen mit dem thermoplastischen Kunststoff PEEK (Polyetheretherketon) zurechtkommen“, führt Hütten aus. „Bei einer Einspritztemperatur von weit über 300 Grad ist PEEK dann flüssig wie Wasser, deshalb müssen die Werkzeuge absolut dicht sein. Wir können uns also nur Toleranzen von unter 3 Mikrometer erlauben.“

Mit seinen stahlähnlichen Eigenschaften sorgt der Werkstoff PEEK dafür, dass die Zentralbaugruppe Respimat beim Aufbau des Zerstäubungsdrucks nicht reißt. Das flüssige Medikament wird über eine Feder bei rund 250 bar Druck durch eine winzig kleine Düse gepresst. Dabei entsteht eine feine Sprühwolke aus rund 230 Millionen Tröpfchen in Mikrometergröße, die auch die letzten Winkel der Atemwege erreicht. Und so sorgen die High-End-Maschinen von GF Machining Solutions dafür, dass Menschen auf der ganzen Welt wieder tief durchatmen können. ■

GF Machining Solutions GmbHwww.gfms.com/de

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