2-2020

beamnet

Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

November Mai/Juni 2/2020 November-Dezember Jg. 11 1/2008

Fachzeitschrift für

Medizin-Technik

meditronicjournal

Neue Produktserie für die

Medizintechnik, Lebensmittel-,

Pharma- und Chemie-Industrie

TL Electronic, Seite 49


MORE THAN EVER

Secure outsourcing – the whole spectrum of services


miniITX picoITX

COM Express ®

COM Express s

Express ®

COM SMARC basic

compact

mini

Qseven

Latest technologies of major chip vendors on all standard formfactors supported.

Support for custom carrier board design

Design training, schematic review, compliance test services

Custom carrier board design service

We design and produce your carrier board

Kitting service

Integration and configuration of COM + BIOS settings +

memory + cooler/heat spreader + software + coating

Extended life time service

our

portfolio

Embedded Cloud

Embedded Software

Embedded Systems

Embedded Boards & Modules

Embedded ODM Services

www.kontron.com


Editorial

Was bedeutet die MDR für den EMSler?

Autor:

Peter Sommer, Account Manager

bei Katek

KATEK Frickenhausen GmbH

www.katek-group.com

www.bebro.com

Die Medical Device Regulation hat für viel

Wirbel in der Branche gesorgt. Doch wenn man

die Situation einmal sachlich betrachtet, sind die

Änderungen handelbar. Viele Anforderungen

kennt der EMSler bereits von anderen Branchen.

Ich möchte hier ein paar Punkte ansprechen.

Definition Medizinprodukt

Die MDR ändert nichts an der bekannten Definition

des Medizinproduktes. Nicht alle Produkte,

die in ein Medizingerät eingebaut werden, sind

Medizinprodukte. Stromversorgungen, Komponenten,

Leiterplatten, Stecker, Kabel müssen zwar

so hergestellt werden, dass sie in der Medizintechnik

problemlos eingesetzt werden können

und den dortigen Anforderungen gerecht werden,

sind aber selbst keine Medizinprodukte.

Hersteller

Als Hersteller wird derjenige bezeichnet, der

das Produkt bzw. Gerät mit seinem Namen oder

Label versieht und in Verkehr bringt. Er trägt die

Verantwortung, dass das Produkt einwandfrei

funktioniert und ist der alleinige Ansprechpartner.

Treten Probleme auf, muss er Rede und Antwort

stehen und für eine Lösung sorgen. Er muss die

komplette Dokumentation gemäß MDR physikalisch

vor Ort bei sich liegen haben. Dazu zählt die

vollständige, detaillierte Technische Dokumentation,

eine Risikoanalyse und eine klinische Bewertung

sowie die dazuge hörenden klinischen Daten.

Die MDR betrachtet den gesamten Lebenszyklus

des Produktes.

Nur der Hersteller darf das Produkt in Verkehr

bringen. Aber nur, wenn es MDR-konform

ist. Dies bedeutet, vollständige Dokumentation

gemäß MDR und das CE-Kennzeichen.

Was bedeutet dies für den EMSler?

Provokant ausgedrückt: nichts. Es ist völlig

klar, dass der EMSler seine Prozesse absichern

muss. Dies beginnt bei der Beschaffung, wo er

nachweisen muss, dass er nur freigegebene und

originale Bauteile verwendet, die er vorschriftsmäßig

lagert und verbaut. Die Prozesskette kann

beliebig lang sein und er muss jeden produktrelevanten

Teilprozess absichern und dokumentieren.

Anschließend wird geprüft. Am Ende des

Produktionsprozesses muss der EMSler/Fertiger

lückenlos nachweisen, dass er alle Vorgaben

eingehalten hat, die Prozesse i.O. waren

und das Produkt die Tests bestanden hat. Die

Tests müssen so beschaffen sein, dass sie alle

kritischen Funktionalitäten erfassen. Dies muss

belegt werden.

Dies ist bei Produkten anderer Branchen

auch so, beispielsweise im ATEX-Bereich oder

bei Produkten mit funktionaler Sicherheit. Allerdings

ist die Dokumentation für die MDR ausführlicher

zu erstellen.

Geheime Technologien und Prozesse

Der EMSler muss alles beschreiben, jeden Prozess

und jede Technologie. Verwendet er eine

Technologie oder Materialien, die er nicht offen

legen möchte, ist das Geschäft tot. Im Moment

sind solche Situationen noch nicht geregelt.

Verträge

Die Gestaltung der Verträge ist sehr wichtig,

denn hier werden die Anforderungen, die Aufgabenverteilung

und die Verantwortlichkeiten festgelegt.

Hier kann der EMSler auch seine Mehrkosten

für die detailliertere und ausführlichere

Dokumentation anbringen.

Im Vertrag gilt es auch die gegenseitigen Erwartungen

klar darzulegen. Dies gilt vor Allem in

Bezug auf die Zertifizierungen. Ein EMSler muss

nicht nach MDR zertifiziert sein, um Medizingeräte

herstellen zu können. Je höher er zertifiziert

ist, desto einfacher ist der Zulassungsprozess für

den Hersteller. Ist der EMSler beispielsweise nach

ISO 9001 zertifiziert, muss der Hersteller durch

Audits sicherstellen, dass alle Anforderungen

der MDR erfüllt werden. Der Aufwand wird für

letzteren geringer, wenn eine Zertifizierung nach

13485 vorliegt. Aber auch hier ist der Hersteller

in der Verantwortung und muss die Audits entsprechend

gestalten. Ist der EMSler nach MDR

zertifiziert, ist dies für den Hersteller eine komfortable

Situation, da er das CE-Zeichen schon

mit dem Gerät mitkaufen kann. Er braucht dann

nur noch die Zulassung bei einem Notified Body.

Anders herum gilt: je besser das QM-System

des Herstellers ist, desto weniger muss der EMSler

an QMS liefern. Betrachten wir beispielsweise

Start-Ups. Diese haben eine gute Idee, die sie

umsetzen möchten. Sie haben weder das Geld

noch bisher die Zeit gehabt, sich ausreichend zu

zertifizieren. Dann können sie die Anforderungen

als Dienstleistungen mit kaufen. Das Audit müssen

sie trotzdem durchführen und sie tragen die

Verantwortung für das Produkt.

Es wird also alles nicht so heiß gegessen,

wie es gekocht wird. Die EMSler sind, wie bei

anderen Branchen auch, in der Pflicht, ihre Prozesse

abzusichern, dies nachzuweisen und ausreichend

zu dokumentieren. Die Verantwortung

für das Gerät liegt beim Hersteller, der auch offiziell

der In-Verkehr-Bringer ist.

Peter Sommer

meditronic-journal 2/2020

3


Inhalt/Impressum

3 Editorial

4 Inhalt/Impressum

6 Aktuelles

12 Dienstleister

28 Produktion

33 Lasertechnik

38 Messtechnik/

Qualitätssicherung

42 Design

44 Bildverarbeitung

45 3D-Druck

46 Medical PC/SBC/Zubehör

50 Antriebe

52 Software/Tools/Kits

56 Komponenten

62 Speichermedien

64 Sensoren

71 Bedienen und Visualisieren

74 Stromversorgung

November Mai/Juni 2/2020 November-Dezember Jg. 11 1/2008

Fachzeitschrift für

Medizin-Technik

meditronicjournal

Neue Produktserie für die

Medizintechnik, Lebensmittel-,

Pharma- und Chemie-Industrie

TL Electronic, Seite 49

Schutz, Sicherheit und

höchster Bedienkomfort –

Multitouch Panel-PC und

LCD in Edelstahl

Branchen wie die Medizintechnik-,

Lebensmittel-, Chemie- oder auch

die Pharma-Industrie haben hohe

hygienische Anforderungen und

intensive Reinigungs verfahren. Mit

der neuen Panel-PC und LCD-Produktserie

bringt TL Electronic nun

Systeme auf den Markt, die optimalen

Schutz, Sicherheit und enormen

Bedienkomfort bieten. 49

Fachzeitschrift für

Medizin-Technik

meditronicjournal

■ Herausgeber und Verlag:

beam-Verlag

Krummbogen 14, 35039 Marburg

www.beam-verlag.de

Tel.: 06421/9614-0

Fax: 06421/9614-23

■ Redaktion:

Dipl.-Ing. Christiane Erdmann

Dipl.-Ing. Reinhard Birchel

redaktion@beam-verlag.de

■ Anzeigen:

Myrjam Weide, Tel.: 06421/9614-16

m.weide@beam-verlag.de

Sabine Tzschentke, Tel.: 06421/9614-11

sabine.tzschentke@beam-verlag.de

Tanja Meß, Tel.: 06421/9614-18

tanja.mess@beam-verlag.de

■ Erscheinungsweise:

5 Hefte jährlich

■ Satz und Reproduktionen:

beam-Verlag

■ Druck & Auslieferung:

Brühlsche Universitätsdruckerei,

Gießen

Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer

Prüfung der Texte durch die Redaktion

keine Haftung für deren inhaltliche

Richtigkeit. Alle Angaben im Einkaufsführer

beruhen auf Kundenangaben!

Handels- und Gebrauchsnamen, sowie

Waren bezeichnungen und dergleichen

werden in der Zeitschrift ohne Kennzeichnungen

verwendet. Dies berechtigt nicht zu

der Annahme, dass diese Namen im Sinne

der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung

als frei zu betrachten sind und

von jedermann ohne Kennzeichnung verwendet

werden dürfen.

Design eines Kontrollmoduls für diagnostische

medizinische Bildgebung

Heitec wurde mit der Entwicklung eines Controller-Moduls beauftragt, das

die Applikation zur Steuerung diagnostischer medizinischer Bildgebung und

sicherheitskritischer Prozesse administrieren sowie alle benötigten Schnittstellen zu

Peripheriegeräten und einem Graphic User Interface-Rechner managen soll. 42

Prothese aus dem

3D-Drucker

Prothesen in der Orthopädie

sind teuer. Eine Lösung

für ein preiswerteres aber

hochwertiges Produkt ist

der 3D-Druck. Die Jenaer

Antriebstechnik beteiligt sich

an einem laufenden Forschungsprojekt

und trägt

dazu bei, das Druckverfahren

zu beschleunigen und

wirtschaftlich zu gestalten.

45

4 meditronic-journal 2/2020


Mai/Juni 2/2020

Auf sechs Füßen hochpräzise unterwegs

Aerotech lanciert einen neuen Hexapod: Der HEX150 RC mit 150 mm Durchmesser

ergänzt als kleinerer Bruder die bestehende Produktfamilie mit 500 und 300 mm

Durchmesser. Neben dem Einsatz für die Qualitätssicherung in der Mess- und

Prüftechnik sieht Aerotech vor allem auch Anwendungsmöglichkeiten in den Bereichen

Automotive, Elektronik, Maschinenbau und Medizintechnik. 51

Laserschweißen von

Kunststoffen in der

Medizintechnik

Thermodrucker protokolliert Sterilisationsprozesse

GeBE Elektronik und Feinwerktechnik liefert jetzt die Thermodrucker der Serie

GeBE-MULDE Mini an Antonio Matachana S.A.. Die Überwachung der Sterilisatoren

geschieht über die unabhängige Aufzeichnung von Temperatur und Druck während des

Betriebes. 58

Das Verfahren arbeitet partikel frei und

ist für die Produktion im Reinraum

prädestiniert. Es ist somit der Schlüssel

für die Produktion in der Medtech-

Branche. EVOSYS ist Spezialist für das

Laserschweißen von Kunststoffen und

stellt maßgeschneiderte Maschinen in

diesem Bereich her. 33

Industrieller Flash-Speicher für

das Gesundheitswesen

Cervoz, Vertrieb Karl Kruse, verfügt über

verschiedene Formfaktor-Flash-Module, die

überlegene Flash-ICs wie Ausdauer-MLC,

zuverlässig keitsoptimierte MLC und Powerguard-

Funktionsprodukte verwenden, um sicherzustellen,

dass die Daten in Echtzeit korrekt verarbeitet

werden können. 62

meditronic-journal 2/2020

5


Aktuelles

Marktführerschaft in der Biophotonik und Life

Sciences bestätigt

Der Standort in Lübeck steuert für das Laserunternehmen Coherent weiterhin auf Erfolgskurs und Wachstum

Coherent in Lübeck ist mit den Laserlösungen auch stark in der Biophotonik / Life Sciences /

Medizin engagiert

Lübeck. Das große

Wachstum der letzten

Jahre und die Nachfrage

nach unseren

Produkten ist international

so stark, dass

wir eine erhebliche

Erweiterung unserer

Nutzfläche für Produktion,

Forschung

und Verwaltung an

diesem Standort tätigen

müssen. In den

nächsten 1 ½ Jahren

entsteht im Gewerbegebiet

Genin Süd,

Estlandring 6, ein viergeschossiger

Neubau

mit einer Nettofläche

von mehr als

13.000 m², das sind

4.000 m² mehr Fläche

als wir bisher

nutzten. Wir sehen in

dieser Erweiterung mehrere wichtige

Vorteile: Erstens bauen wir

effizientere und für unsere Bedürfnisse

optimierte Reinräume. Konkret

wird dies eine High-Tech-Produktionsstätte

von Weltklasse sein.

Zweitens wird es den Arbeitsablauf

und die Kommunikation verbessern,

wenn alle unserer Mitarbeiter

unter einem Dach arbeiten. Und

drittens wird das neue Grundstück

eine zukünftige Erweiterung ermöglichen

und uns in die Lage versetzen,

mit der steigenden Nachfrage

Schritt zu halten.“

Über Coherent

Coherent in Lübeck beschäftigt

derzeit ca. 350 Mitarbeiter und wird

weitere zusätzliche hochqualifizierte

Arbeitsplätze schaffen. Dies ist ein

großer Meilenstein in die Zukunft und

ein Zeichen wichtigen Vertrauens für

den Coherent Standort Lübeck. ◄

Coherent Inc.

www.coherent.de

Coherent ist einer der führenden

Hersteller von Lasern und laserbasierten

Lösungen mit Sitz in

Santa Clara, Californien/USA. Der

Geschäftsbereich Lübeck ist einer

der größten Standorte des Unternehmens.

Das Produktportfolio

des Lübecker Geschäfts bereichs

umfasst sowohl dioden gepumpte

Festkörperlaser (DPSSLs) als

auch optisch gepumpte Halbleiterlaser

(OPSL), für deren Technologie

Coherent Pionierarbeit leistet.

Dank der patentierten OPSL-

Technologie hat sich das Unternehmen

den Ruf erworben, sichtbare

Wellenlängen zu erreichen,

die mit anderen Lasern nicht möglich

sind. Ebenso ist der Lübecker

Standort führend im Bereich der

Hochleistungs-UV-Wellenlängen.

Als Hauptmärkte zählen hier die

Halbleiterindustrie, Life Sciences/

Biophotonik und die Mikroelektronik.

Anwendungen wie die Stereolithografie

und Laser-Markierung

sind ebenso von hoher Bedeutung.

Geschäftsführer Dr. Reinhard

Luger dazu: „Coherent investiert

in den Bau eines neuen Werkes in

Dr. Reinhard Luger, Geschäftsführer Coherent in Lübeck, beim Spatenstich

6 meditronic-journal 2/2020


Lösungen für elektronische Baugruppen und Systeme

Was gibt es Neues in

der Elektronikbranche?

Finden Sie es auf der Fachmesse SMTconnect heraus!

Informieren Sie sich im persönlichen Gespräch über Trends

und Produkte dieser Themenbereiche:

Systementwicklung und Produktionsvorbereitung

Materialien und Bauelemente

Prozesse und Fertigung

Zuverlässigkeit und Test

Software und Produktionssteuerung

Nürnberg, 28. – 30.07.2020

Sichern Sie sich jetzt Ihr Ticket unter smtconnect.com/eintrittskarten

# smtconnect


Aktuelles

Bestimmung der Wirksamkeit von

keimtötendender UV-Bestrahlung

UV-C-Radiometer zur Desinfektionseffektivität und Sicherheit von UV-C-LEDs und keimtötenden Lampen

GIGAHERTZ Optik

Vertriebsgesellschaft für

technische Optik mbH

info@gigahertz-optik.de

www.gigahertz-optik

Das Radiometer X1-1-UV-3726

ermöglicht die exakte Bestimmung

der Wirksamkeit von keimtötendender

UV-Bestrahlung (UVGI – UV

Germicidal Irradiation) sowohl für

keimtötende Niederdruck-Quecksilberlampen

(254 nm) als auch

für UV-C-LEDs. Zusätzlich verfügt

das Gerät über eine ausreichende

Empfindlichkeit, um zu erkennen, ob

unerwünschte UV-Bestrahlung ein

photobiologisches Sicherheitsrisiko

Embedded Design unter Beachtung von Functional Safety

Für kollaborierende Roboter ist Funktionale Sicherheit unerlässlich. esd electronics unterstützt

solche Projekte mit Embedded Designs. Bild: Yuanda Robotics GmbH

Sicherheitsrelevante Aspekte gewinnen in

der Automatisierung zunehmend an Bedeutung.

Vor diesem Hintergrund hat esd electronics

ihre Engineering-Dienstleistung um

Functional Safety (Funktionale Sicherheit)

erweitert. Voraussetzung für die Umsetzung

von sicherheitsrelevanten Entwicklungen sind

speziell darauf geschulte Mitarbeiter. esd electronics

verfügt über ein Expertenteam zu Funktionaler

Sicherheit, bestehend aus Ingenieuren,

die zuvor vom TÜV zertifiziert worden sind.

Mit diesem Know-how kann das Unternehmen

Steuerungselektronik und Software gemäß

der Norm IEC 61508 (Funktionale Sicherheit

elektronischer Systeme) sowie dem Performance

Level d der DIN EN ISO 1021 entwickeln.

Eine wichtige Voraussetzung für die Kooperation

mit Unternehmen wie beispielsweise

Hersteller von Robotersystemen oder Systemen

für Theater. Neben der Entwicklung komplexer

elektronischer Baugruppen für sichere

Anwendungen bietet esd electronics seinen

Kunden auch die Programmierung von Feldbus-Software

(z. B. EtherCAT) sowie Schulungen

und Support an. Das Unternehmen greift

dabei auf langjährige Erfahrung in sicherheitsbezogenen

Branchen wie der Medizin technik

oder der Automobil-Industrie zurück. Im Rahmen

von kundenspezifischen Entwicklungen

im Bereich Embedded Design oder Feldbuskommunikation

(z. B. EtherCAT) berücksichtigt

es ebenfalls Anforderungen an SIL oder

dem Performance Level.

esd electronics gmbh

sales@esd.eu

www.esd.eu

8 meditronic-journal 2/2020


Aktuelles

für die Anwender darstellt. UVGI ist

eine Sterilisationsmethode, die UV-

C-Licht verwendet, um die DNS

und RNS von Mikroorganismen

wie Viren und Bakterien zu verändern,

wodurch diese sich nicht

mehr vermehren können. Die keimtötende

Wirkung der UV-C-Strahlung

hängt sowohl von ihrer Dosis

(µJ / cm 2 ) als auch von ihrer Wellenlänge

ab. Die Dosis wird durch

die Messung der Bestrahlungsstärke

(µW / cm 2 ) und die Dauer der Exposition

bestimmt. Die Effektivität der

keimtötenden Wirkung ist wellenlängenabhängig

mit einem Maximum

um 265 nm, wodurch die keimtötende

Wirksamkeit von verfügbaren

UV-C-LEDs größer ist als die

von Hg-Lampen mit 254 nm.

Sehr großer Dynamikbereich

Das Radiometer X-1-1-UV-3726

bietet für die UV-C-Bestrahlungsstärke-Messung

einen sehr großen

Dynamikbereich bis über

100 mW / cm² hinaus mit einer Auflösung

von 0,0001 µW / cm². Es ist

auf die spektrale Empfindlichkeit von

250 nm bis 300 nm kalibriert. Für die

Messung von UV-LEDs mit bekannter

Nennwellenlänge sind wellenlängenabhängige

Kalibrierfaktoren

in 5 nm-Schritten integriert. Zusätzlich

ist eine 254-nm-Kalibrierung für

Nieder druck Hg-Lampen sowie eine

allgemeine Kalibrierung von 260 nm

bis 290 nm für nicht spezifizierte UV-

C-LEDs enthalten.

Der X1-1-UV-3726 bietet eine

ausreichende Empfindlichkeit, um

die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften

und die Wirksamkeit

der persönlichen Schutzausrüstung

(PSA) gemäß dem anerkannten

Grenzwert für die Exposition

gegenüber aktinischem UV am

Arbeitsplatz (ICNIRP) zu überprüfen.

Dies erfordert Bestrahlungsstärken

von < 0,2 µW/cm 2 bei 254 nm

und < 0,1 µW/cm 2 bei 270 nm über

eine Expositionszeit von 8 Stunden.

Direkte Anzeige

Das Handmessgerät bietet eine

direkte Anzeige der gemessenen

Bestrahlungsstärke oder Dosis

und verfügt zudem über eine Peak-

Hold-Funktion. Das Optometer kann

auch über seine USB-Schnittstelle

betrieben werden. Jedes Messgerät

wird mit einem rückführbaren Kalibrierzertifikat

des Gigahertz-Optik

Kalibrierlabors geliefert. ◄

Mit Lasertechnik die Krebstherapie

verbessern

Innovationsprojekt von LAP und Leuphana wird von Land und EU gefördert

Den Startschuss für ein Vorhaben

zur Verbesserung der Strahlentherapie

für Krebspatienten mittels

Lasertechnik gab jetzt Niedersachsens

Wirtschaftsminister

Dr. Bernd Althusmann. Er überreichte

in Lüneburg einen Zuwendungsbescheid

in Höhe von fast

700.000 Euro für das Kooperationsprojekt

„Innovative Unterstützung

der reproduzierbaren Patientenpositionierung“.

LAP GmbH

Laser Applikationen und das Institut

für Produkt und Prozessinnovation

(PPI) der Leuphana Universität

Lüneburg wollen mit diesem

gemeinsamen Forschungsund

Entwicklungsvorhaben in den

kommenden zweieinhalb Jahren

ein innovatives Medizinprodukt

entwickeln, das höchstmögliche

Sicherheit bei der Bildgebung

und Patientenmarkierung für die

punktgenaue Anwendung von

Strahlungsquellen in der Tumortherapie

gewährleistet.

Neue Technologien

entwickeln

„Die Innovationsförderung hilft

uns dabei neue Technologien zu

entwickeln, die in der Krebstherapie

den Behandlungserfolg verbessern.

Die Kooperation mit der Leuphana

stellt uns Forschungskapazitäten zu

Verfügung, die wir als Mittelständler

nicht selbst vorhalten können“,

erläutert Jens Gauthier, Geschäftsführer

von LAP, die Bedeutung

der Zusammenarbeit. Kooperationspartner

Prof. Dr. Anthimos

Georgiadis vom PPI weist auf die

Vorteile für die Universität hin: „Die

Zusammenarbeit mit LAP fördert

die Praxisrelevanz unserer Forschung.

Sie zeigt außerdem einmal

mehr, welches Potential der

Wissenstransfer aus der Universität

in die Industrie hat.“ Die Landesbeauftragte

Monika Scherf, die das

Amt für regionale Landesentwicklung

in Lüneburg leitet, sieht in dem

Vorhaben noch weiter reichende

Perspektiven: „Innovationen in der

Gesundheitswirtschaft haben das

Potential unsere Region nachhaltig

zu stärken. Durch das gute Zusammenspiel

aller Akteure hier vor Ort

ist es erstmalig gelungen, die neue

Öffnungsklausel in Niedersachsen

für uns zu nutzen, die besagt, dass

bei besonderem Landesinteresse

im Einzelfall auch größere Unternehmen

aus dem Innovationsförderprogramm

in Niedersachsen

gefördert werden dürfen“.

Copyright 2011

Eric Shambroom

Photography

Übergabe des

Förderbescheides

Minister Althusmann übergab

den Förderbescheid in feierlichem

Rahmen im neu eröffneten

LAP Show room. Neben

der LAP Geschäftsführung, Prof.

Dr. Anthimos Georgiadis von der

Leuphana und der Landesbeauftragten

Monika Scherf waren auch

Jürgen Enkelmann, Geschäftsführer

Wirtschaftsvereinigung Lüneburg

und Stephen Struwe-Ramoth,

Geschäftsführung NBank Lüneburg,

anwesend, die das Kooperationsprojekt

maßgeblich unterstützen.

Als Ehrengast war Ulrich Mädge,

Oberbürgermeister der Hansestadt

Lüneburg, bei der Übergabe

anwesend.

Hintergrund:

Die Förderung des Projekts

erfolgt aus Mitteln des Landes

Niedersachsen und des Europäischen

Fonds für regionale Entwicklung

(EFRE). Das Projekt

unterstützt das Spezialisierungsfeld

Gesundheits- und Sozialwirtschaft,

einem Schwerpunktthema

der Niedersächsischen regionalen

Innovationsstrategie für intelligente

Spezialisierung (RIS3).

LAP GmbH Laser

Applikationen

info@lap-laser.com

www.lap-laser.com

9


Aktuelles

MedConf 2020

13. Kongress für Software- und Geräteentwicklung in der Medizintechnik, München, 20. bis 22. Oktober 2020,

Einreichung von Vortragsangeboten bis 14. Juni möglich

chen mehrere hundert Teilnehmer

die MedConf. Zusätzlich zur fachlichen

Weiterbildung ist die Konferenz

auch eine Drehscheibe für

den Informationsaustausch. Networking

ist auch mit den Betreuern

der Fachausstellung und mit

den Konferenzteilnehmern in den

Pausen und während der Abendveranstaltungen

angesagt.

Verein Deutscher Ingenieure

e.V.

vdi@vdi.de

medizintechnik@vdi.de

www.vdi.de

Vom 20. bis 22. Oktober 2020 ist

das NH-Hotel in Aschheim-Dornach

bei München wieder für drei Tage der

Veranstaltungsort für den Branchentreff

der Softwareexperten aus der

Medizintechnik. Der MedConf-Kongress

findet hier bereits zum dreizehnten

Mal statt. Fachleute diskutieren

aktuelle Themen rund um

die Software- und Geräteentwicklung

sowie Gerätevernetzung in

der Medizintechnik. Jährlich besu-

Themen

Veranstalter der MedConf ist

die HLMC Events GmbH. Gemeinsam

mit Partnern ruft sie zur Einreichung

von Vortragsangeboten

bis zum 14. Juni 2020 zu folgenden

Themenschwerpunkten auf: Software-

und Geräteentwicklung sowie

Gerätevernetzung (IoT) in der Medizintechnik,

Normen und Richtlinien,

die neue Medizinprodukteverordnung

(MDR), In-vitro-Diagnostikum (IVD)

sowie Qualitätssicherung und Risikomanagement.

Des Weiteren werden

Themen wie Usability Engineering,

Safety und Security, agile Entwicklung,

Anforderungsmanagement und

künstliche Intelligenz innerhalb der

Medizintechnik diskutiert. Insgesamt

Medical Device Regulation wird verschoben

Ankündigung der EU ist richtige

Konsequenz aus Corona-Krise

Der ZVEI sieht die Ankündigung der EU-

Kommission, den Geltungsbeginn der neuen

EU-Verordnung über Medizinprodukte (MDR)

um ein Jahr zu verschieben, als folgerichtige

Konsequenz aus der Corona-Krise. Die bisherige

Situation stellt die Medizintechnikbranche

in Deutschland und Europa vor nahezu unlösbare

Herausforderungen.

„Die Coronavirus-Pandemie trifft die Medizintechnikbranche

in einer besonders kritischen

Phase während der Umsetzung der MDR. Viele

Hersteller von Medizinprodukten, besonders

kleinere und mittlere Unternehmen, wären

unter diesen Umständen nicht in der Lage, ihrer

Dokumentationspflicht bis zum 26. Mai 2020

nachzukommen“, so Christian O. Erbe, Vorsitzender

des ZVEI-Fachverbands Elektromedizinische

Technik. „Eine Verschiebung ist die

richtige Entscheidung.“

Die Ausbreitung des Coronavirus führt zu

Einschränkungen bei Mobilität und Verfügbarkeit

von Mitarbeitern. Es ist mit Ausfällen in

Liefer ketten und Auswirkungen auf die Produktion

zu rechnen. Hinzu kommt, dass die ohnehin

geringe Anzahl Benannter Stellen nach

MDR ihre Kontrollfunktion nicht mehr umfassend

ausüben und Zertifizierungen nicht vornehmen

können.

Verfügbarkeit notwendiger Geräte

sicherstellen

„Angesichts der derzeitigen Situation, ist es

unsere Aufgabe, die Verfügbarkeit der benötigten

Geräte für Covid-19-Patienten sicherzustellen

und nicht bereits bestehende Engpässe

noch weiter zu verschärfen“, so Erbe.

Der Aufschub des Geltungsbeginns sei ein

pragmatischer und vorausschauender Schritt.

Mit der MDR wurden die Anforderungen an

die CE-Kennzeichnung von Medizinprodukten

grundlegend überarbeitet. Neue Medizinprodukte

aller Klassen müssen nach MDR bewertet

werden, um in Verkehr gebracht werden zu

dürfen. Produkte, deren Zertifikate nach der

aktuellen Richtlinie (MDD) nicht mehr gültig

sind, benötigen ebenfalls eine neue Konformitätsbewertung

nach MDR.

ZVEI - Zentralverband Elektrotechnikund

Elektronikindustrie e. V.

www.zvei.org

10 meditronic-journal 2/2020


Aktuelles

steht den Vortragenden ein Zeitrahmen

von 45 Minuten zur Verfügung.

Intensivcoachings

Parallel zu den Vortragstracks

werden wieder Intensivcoachings

angeboten. Hierbei handelt es sich

um 100-minütige interaktive Sessions,

die von einem ausgewiesenen

Experten moderiert werden. Teilnehmer

an einem Intensivcoaching

haben die Möglichkeit, Antworten

auf die Fragen aus dem ausgewiesenen

Themengebiet zu erhalten.

VDI mit Fachbereich

Medizintechnik

Die VDI-Gesellschaft Technologies

of Life Sciences tritt auf dem

Kongress wieder als Verbandspartner

auf. Mit dem Fachbereich Medizintechnik

hat sie für die Themengebiete

des Kongresses besondere

Kompetenz. Insbesondere der Fachausschuss

„Software in der Medizintechnik“

ist auf der Veranstaltung

mit Fachvorträgen vertreten. Interessenten

können die Teilnahme

am gesamten Kongress oder Eintages-

bzw. Zweitagestickets erwerben.

VDI-Mitglieder erhalten auf alle

Konferenzpreise einen Preisnachlass

von 15 Prozent. Die MedConf

richtet sich an Mitarbeiter und Führungskräfte

von Medizintechnikunternehmen,

insbesondere aus

den Bereichen Forschung und Entwicklung,

Qualitätssicherung, Softund

Hardwareentwicklung. Weitere

Informationen und Einreichung der

Vortragsangebote unter:

www.medconf.de ◄

Neuer Termin 2020 für die MedtecLIVE im Verbund mit

MedTech Summit Congress & Partnering

MedtecLIVE und MedTech

Summit

www.medteclive.com

Das Bayerische Gesundheitsministerium

wurde am 10.03.2020

durch den Ministerrat beauftragt,

Großveranstaltungen mit mehr als

1.000 Teilnehmern zunächst bis

einschließlich 19.04.2020 zu untersagen.

Auf dieser Grundlage hat die

MedtecLIVE GmbH beschlossen,

die MedtecLIVE im Verbund mit

dem MedTech Summit Congress &

Partnering auf einen neuen Termin

von Dienstag, 30. Juni bis Donnerstag,

2. Juli 2020 zu verschieben.

Der Schutz der Gesundheit und

Sicherheit von Ausstellern, Besuchern

und Mitarbeitern hat für die

MedtecLIVE GmbH höchste Priorität.

Die Geschäftsführung der

MedtecLIVE hat sich für eine Verschiebung

der Veranstaltung auf den

Termin 30. Juni bis 2. Juli 2020 entschieden.

Rolf Keller, Geschäftsführer

MedtecLIVE GmbH: „Wir bedanken

uns ausdrücklich bei allen Kunden,

Partnern und Medienvertretern

für das gezeigte Verständnis.

Wir freuen uns, dass die Branche

weiter hin mit großer Geschlossenheit

hinter dem Event steht. In

Abstimmung mit unseren Partnern

und dem Forum MedTech Pharma

als ideellen Träger von Messe und

Kongress haben wir jetzt einen Termin

für das Branchenevent gewählt.“

Die MedtecLIVE in Verbund mit

dem MedTech Summit ist ein führender

Branchentreffpunkt für die

Wertschöpfungskette der Medizintechnik

in Europa. „Die Pflege und

der Ausbau von Geschäftsbeziehungen

sowie das Networking von

Experte zu Experte sind aktuell wichtiger

denn je. Mit dem neuen Termin

schaffen wir Planungssicherheit

für unsere Austeller, Besucher und

Kongressteilnehmer“, so Alexander

Stein, Leiter MedtecLIVE bei der

NürnbergMesse. „Mit Blick auf die

aktuelle Situation steht die MedtecLIVE

am neuen Termin unter spürbar

besseren Vorzeichen. Davon

profitiert die gesamte Medtech-

Community.“ ◄

meditronic-journal 2/2020

11


Dienstleister

Mehr Funktionsintegration in der

Medizintechnik wagen

Embedded-Entwicklungsdienstleistungen im Bereich FPGAs, SoCs, SoMs verhelfen medizinischen Geräten zu

noch mehr Datenverarbeitungsleistung auf kleinstem Raum

geschickt werden. Sie können nun

direkt integriert im Gerät erfolgen.

Autoren:

Miriam Leunissen,

Freie Journalistin,

Benedikt Appold,

Solectrix GmbH

www.solectrix.de

Über Human-Resources-Experten

wird gerne der Scherz gemacht:

„Suchen promovierten Datenmanager

mit 10 Jahren Projektmanagement-Erfahrung

und höchstens 25

Jahre alt“. Medizintechnik-Experten

kennen solche Priorisierungs-

Probleme im Zeitalter der Digitalisierung

medizintechnischer Geräte

ebenfalls - nur dass die hier auftretende

Herausforderung darin

besteht, immer größere Datenmengen

von immer mehr und immer

leistungs fähigeren Sensoren in

immer kleineren Geräten anhand

immer komplexerer Algorithmen

und dennoch optimal in Echtzeit

zu verarbeiten.

Embedded-Spezialisten können

diese Ziele als Dienstleister häufig

durch Unterstützung bei der Hardund

Softwareintegration erreichen

und sogar optimieren. Eine häufig

in der Medizintechnik noch unterschätzte

Methode sind dabei auf

Hardware-Ebene programmierbare

Bausteine, wie FPGAs, SoCs

und SoMs. FPGAs sind programmierbare

integrierte Schaltkreise,

bei denen deutlich weniger Funktionen

festgelegt sind als bei herkömmlichen

Schaltkreisen (ICs).

Ein System on a Chip (SoC) ist ein

Mikrochip mit allen nötigen elektronischen

Schaltkreisen und Teilen

– darunter auch FPGAs - für

ein bestimmtes System in einer einzigen

integrierten Schaltung (Integrated

Circuit, IC). Ursprünglich

wurden solche SoC-Designs in kleinen,

zunehmend komplexen elektronischen

Endverbraucher-Geräten

wie Wearables oder Smartphones

eingesetzt. Je kleiner, leistungsstärker

und mobiler Medizin- und Laborgeräte

werden sollen, umso mehr

werden sie auch in diesen Bereichen

zur interessanten Option - insbesondere,

wenn beispielsweise Echtzeitfähigkeit

in der Sensordatenverarbeitung

gefragt ist. Weiterer Vorteil der

integrierten Lösung: Automatisierte

Auswertungen müssen nicht störanfällig

über externe Rechenmodule

Anwendungsbereich

Digitalmikroskopie

Die Vorteile des FPGA-Einsatzes

zeigen sich unter anderem bei einer

sehr kompakten, Digitalmikroskopie-

Plattform. Basis dieser sinaCAM-

Lösung ist eine spezielle Bildverarbeitungskette

implementiert in einen

Xilinx Artix 7 FPGA. Das hier aktive

Bildgebungs- und -verarbeitungssystem

kann sowohl in Kombination

mit 3D-Monitoren mit Brille als auch

mit brillenlosen Systemen kombiniert

werden. Erreicht wird so eine hohe

Bildqualität mit geringster Latenz –

im letztlich wohl leistungsfähigsten,

marktreifen 3D-Bildgebungssystem,

das derzeit zu finden ist.

Die speziellen Kameraköpfe können

bis zu 30 Bilder pro Sekunde

in gestochen scharfer 4K-UHD-Auflösung

aufnehmen. Das „real 3D“-

Konzept stellt die synchrone Aufnahme

der Bilddaten sicher. Durch

die Verarbeitung innerhalb eines einzelnen

FPGAs sind einheitliche Bildeigenschaften

garantiert.

Eine solche Plattform ist in der

ersten Stufe als Nachrüstsystem

für bestehende Stereomikroskope

gedacht. Dabei werden die Okulare

des Mikroskops durch die

adaptierten sinaSCOPE-Kameraköpfe

ersetzt. Die bisher aufwändige,

mechanische Justage von

3D-Kamerasystemen in Mikroskopen

erfolgt - dank Systemintegration

– dann in Form eines automatisierten,

leistungsfähigen Software-

Korrektursystems.

Anwendungsbereich

Diagnostik

Auch im Bereich Diagnostik lassen

sich durch gezielten SoC-und

SoM-Einsatz Quantensprünge an

Analytik-Leistung erzielen. Hierbei

sticht vor allem die Auslegung

einer Systemarchitektur auf eine

elegante Kombination aus CPU (für

Konfiguration und Management-Auf-

12 meditronic-journal 2/2020


Dienstleister

erprobte FPGA-IP-Cores. Neben

den durch IP-Cores belegten Ressourcen

bleiben immer noch jede

Menge Logikelemente übrig für

die Haupt-Applikation des jeweiligen

Projekts.

Dennoch werden immer wieder

von Geräteentwickler Bedenken

wegen möglicher höherer Entwicklungskosten

oder zu wenig Flexibilität

des Geräts geäußert. Diese sind

meist unbegründet, wie die Erfahrung

zeigt. Allerdings müssen einige

Punkte beachtet werden.

gaben, Visualisierung, Speicherung,

Anbindung über ein Betriebssystem

an Systemumgebung) und FPGA.

Durch diese lassen sich echtzeitkritische

Aktionen, wie beispielsweise

eine permanente Überwachung

einer Motorbewegung oder eine

echtzeitkritische Datenerfassung,

elegant und gesichert bewerkstelligen.

So lassen sich unter anderem

Temperierungslösungen mit höchsten

Anforderungen an Genauigkeit

und Robustheit realisieren.

Ein Beispiel

Bei der Entwicklung eines hochsensitiven,

zweidimensionalen

Detektionssystems für die molekulare

Diagnostik entstand auf diesem

Weg eine Technologie für eine

besonders präzise Temperaturregelung

von Analyseproben. Die Innovation

des Systems besteht in der

Fähigkeit, jedes der vorhandenen

Heiz- und Kühlelemente individuell

ansteuern und optimieren zu

können. In einer PCR-Einheit für

96 Proben kann dadurch über ein

Heiz- und Kühlsystem mit sechs

Peltier-Elementen eine Homogenität

über alle Gefäße in allen Phasen

der Heiz- und Kühlrampen von kleiner

0,5 °C erreicht werden.

Realisiert ist diese hochpräzise

Temperaturregelung mit

einem STM32 Mikrocontroller. Die

STM32-Familie von STMicroelectronics,

die auf dem Arm-Cortex-

M-Prozessor basiert, ist so konzipiert,

dass sie den Benutzern von

MCUs vielfältige Freiheitsgrade bietet.

Sie ermöglicht dem Entwickler

sehr hohe Leistung, Echtzeitfähigkeit,

digitale Signalverarbeitung,

Low-Power-/Niederspannungsbetrieb

und Konnektivität bei größtmöglicher

Integration.

Entwicklungs- und

Performancevorteile

Die Erfahrung zeigt: Für die

großen medizintechnischen Herausforderungen

des neuen Jahrzehnts,

wie „Virtualisierung“ und „(Big) Data

Analytics“ ließe sich durch gezielte

Funktionsintegration in FPGAs,

System-on-Chip (SoC) und Systemon-Module

(SoM) Lösungen in der

Bild- und weiteren Sensordatenverarbeitung

vieles abgewinnen.

Der Vorteil von FPGAs liegt dabei

darin, dass sie die Entwicklungs- und

Performance-Vorteile von Hardwareanwendungen

mit den Vorteilen von

Softwarelösungen kombinieren. Nur

werden beim FPGA nicht, wie bei

normaler Software, die zeitlichen

und logischen Abläufe programmiert,

sondern die Funktionsstruktur

des elektronischen Bausteins.

Auch System-on-Module-Platinen

(SoM) können in der Medizintechnik

zum Einsatz kommen. SoMs

sind komplette Systeme auf Basis

von SoCs (System-on-a-Chip), die

Hardware-Prozessoren mit FPGAs

kombinieren. Die resultierenden

Systeme bieten eine große Menge

an Schnittstellen, viele davon implementiert

als wiederverwertbare und

Plattformdenken

Der eine ist Plattformdenken: So

lohnt es sich, für so viele Anwendungen

wie möglich auf eigens

zusammengestellte Entwicklungskits

und vorhandene Lösungen zu

setzen, auf welchen, für eine spezifische

Neuentwicklung aufgesetzt

werden kann. FPGA und SoC-Spezialisten

haben hierfür im Idealfall

auch eigene Starter- und Entwicklungskits

am Start. Zudem muss

bereits vor Beginn der Entwicklung

gewissenhaft definiert werden, was

die hochperformante Kernfunktionen

(Hardware) und was ggf. änderbare

Parameter (Aufgabe der Software)

des Geräts werden sollen.

Außerdem ist es in der Medizintechnik

häufig sinnvoll, mit verfügbaren,

vorzertifizierten IP-Cores

(Makros für CPU-Kerne, Koprozessoren

etc.) oder Modulen wie

dem SX-K7 Modul zu arbeiten. ◄

meditronic-journal 2/2020

13


Dienstleister

Gemeinsam Leben retten

Branchenübergreifendens Teamwork fördert medizinische Innovationen

Durch die umfassende Zusammenarbeit mit Experten gelangen Innovationen schneller zur Marktreife

Autor:

Tobias Fischer,

Senior Marketing Manager

Protolabs

www.protolabs.de

Bei Innovationen in der Medizin

kommt es darauf an, Ideen Wirklichkeit

werden zu lassen. Um schnell

von einem ersten Geistesblitz zum

tatsächlich einsatzfähigen Medizinprodukt

zu gelangen, sind branchenübergreifende

Zusammenarbeit

und tiefgreifende Sachkenntnis

erforderlich.

Nur wenige Branchen profitieren

in einem so großen Umfang von

Innovationskraft und neuen Technologien

wie die Medizin. Ganz

gleich, ob neue Behandlungsmethoden

oder Medikamente, medizinische

Hilfsmittel oder Analyseverfahren

– die Medizinbranche ist

für bessere Heilungsmöglichkeiten

auf neue Ideen angewiesen. Wichtig

für solche Innovationen ist, dass

sie sich von der ersten Idee bis zur

endgültigen Anwendung als hilfreich

für die Patientenversorgung

herausstellen und einen Nutzen für

die Medizin liefern können.

Vor allem in Krisenzeiten, wie zur

aktuellen Covid-19-Pandemie, zeigt

sich aber auch, dass es bei Innovationen

in der Medizin letztendlich

darauf ankommt, dass Menschenleben

gerettet werden. Hierzu sind

vor allem Flexibilität und Schnelligkeit

gefragt. Die komplexen Anforderungen,

die hier allerdings noch

an medizinische Produkte gestellt

werden, machen den Innovationsprozess

zu einer Aufgabe, die kaum

von einzelnen Experten alleine zu

bewerkstelligen ist. Um schlussendlich

ein Produkt in der Hand zu

halten, das sich für die Rettung von

Menschenleben eignet, bedarf es

der fruchtbaren Zusammenarbeit

von Experten aus unterschiedlichen

Branchen. Dienstleister verfügen

über entsprechende Netzwerke

und können ihre Kunden von der

Idee bis zum fertigen Produkt unterstützen.

Aufgrund ihrer Erfahrung,

einem modernen Maschinenpark

und ihren Partnern kann die Zeit

bis zum Prototypen und dem Endprodukt

deutlich verkürzt werden.

Eine Idee, die alles

verändern kann

Insbesondere im Zuge moderner

medizinischer Produkte sind oftmals

Ingenieure, die vielleicht nicht aus

dem medizinischen Bereich kommen,

Impulsgeber für wichtige Innovationen.

Aber auch Naturwissenschaftler

und Menschen, die aus

keinem der genannten Bereiche

stammen, können bahnbrechende

Ideen anstoßen und so Innovationen

fördern. Während die erste

Idee nicht zwingend durch einen

Experten er dacht werden muss, sind

vor allem in den nächsten Schritten

je nach Art der Innovation und

Anforderung, Experten verschiedener

Branchen gefragt.

Durch immer breiter verteiltes

Fachwissen, das auf verschiedenen

Schultern ruht, sind auch Expertenmeinungen

aus unterschiedlichen

Branchen entscheidend, wenn es

darum geht eine innovative Idee

hinsichtlich ihrer Machbarkeit und

ihres Nutzens einzuordnen. Ist die

Innovation eine Möglichkeit zur minimalinvasiven

Methodik zur genauen

Analyse der Vitalfunktionen mittels

einer kleinen Sonde, ist es natürlich

zunächst sinnvoll mit einem Mediziner

zu sprechen, ob eine solche

Methode bereits in der Praxis

bekannt ist und, ob diese Methode

medizinisch auch wirklich umsetz-

14 meditronic-journal 2/2020


Dienstleister

Die additive Fertigung der Medizinbranche bringt zusätzliche Flexibilität

bar ist. Genauso müssen aber auch

die technologische Umsetzung und

die ingenieurtechnischen Anforderungen

der Innovation genau überprüft

werden.

Entscheidende Vorbereitung

zum Prototypen erfordert

Zusammenarbeit

Im nächsten Schritt, nämlich der

eigentlichen Umsetzung, sind verschiedene

Aspekte zu beachten,

die aus der Innovation einen echten

Lebensretter machen. So muss

zunächst einmal über die genaue

technologische Umsetzung nachgedacht

werden. Wie können beim Beispiel

der minimalinvasiven Methodik

mögliche Mittel der Sensorik

aussehen? Welche Abmessungen

sind zu beachten? Und wie kann das

ganze Konstrukt in einer gleichzeitig

ansprechenden, aber auch allen

Aspekten moderner Medizin gerecht

werdenden Form verbaut werden?

Spätestens an diesem Punkt sind

branchenübergreifende Sachkenntnisse

gefragt. Selbst wenn es sich

beim Ideengeber um ein multinationales

Unternehmen handelt, sind

in den seltensten Fällen Mediziner,

CAD-Konstrukteure, Elektronik-

Fachkräfte und Programmierer in

einer einzelnen Abteilung versammelt.

Um dennoch schnell einen Plan

für ein funktionierendes Produkt zu

erhalten, ist es aber zwingend notwendig,

dass diese Experten eng

und intensiv miteinander kommunizieren

und an der gemeinsamen Aufgabe

arbeiten. Wenn diese Zusammenarbeit

funktioniert und zielführend

gestaltet wird, kann am Ende

der zweiten Phase auf einen ersten

meditronic-journal 2/2020

Entwurf zur Produktion eines Prototyps

zurückgegriffen und mit dem

mitunter schwierigsten Abschnitt der

Schaffung innovativer Medizintechnologien

begonnen werden: der Prototypenfertigung.

Auswahl der Partner

ist entscheidend für

einwandfreie Prototypen

Neben einer funktionierenden

Sensorik, Mechanik und Software

kommt es bei der Herstellung eines

ersten Prototyps auf eine Vielzahl

unterschiedlicher Fertigungsaspekte

an. Insbesondere, wenn es um die

äußere Gestaltung geht, aber auch

bei kleineren Teilen, die später im

Innenraum alle notwendigen Elektronikkomponenten

an Ort und Stelle

halten, müssen nach der ursprünglichen

Gestaltung diverse Aspekte

bezüglich Design, Funktionalität

und Anwendung in medizinischen

Umgebungen berücksichtigt werden.

Entscheidend ist hier neben

der tatsächlichen CAD-Datei auch

die Wahl, wie ein entsprechender

Prototyp hergestellt werden soll,

welches Material genutzt wird und,

ob zusätzliche Nachbearbeitungen

nötig sind.

Geeignete Materialien

Soll beispielsweise für ein neues

medizinisches Analysegerät ein

erster Prototyp für das Gehäuse

gefertigt werden, stellt sich zunächst

die Frage, aus welchem Material dieser

bestehen soll. Ist beim ersten

Prototypen bereits eine Inbetriebnahme

mit entsprechenden Tests

zur Funktionalität geplant, stellen

sich hier andere Anforderungen

an die einzelnen physikalischen

Voraussetzungen, die das Material

mit sich bringen muss, als bei

einem Prototyp, der tatsächlich

noch keine Funktionalität testen

soll. Anhand der jeweiligen Materialauswahl

kann dann auch die

Fertigungsweise bestimmt werden.

Insbesondere bei der Prototypenfertigung

im Medizinbereich ist es

an dieser Stelle aber wichtig, dass

mit Partnern zusammengearbeitet

wird, die bei der Herstellung umfassendes

Know-how aufweisen.

Fertigungsverfahren

Müssen für das medizinische Analysegerät

Einzelteile aus verschiedenen

Materialien gefertigt werden,

sind unter Umständen unterschiedliche

Fertigungsverfahren

wie additive Fertigung, CNC-Fräsen

oder das Spritzgussverfahren sinnvoll.

Jedes für sich benötigt unterschiedliche

Kenntnisse hinsichtlich

Design und der Machbarkeit einzelner

Teile. Während man sich also

bei dem Teilaspekt der Programmierung

für die Software des Analysegerätes

auf einen jeweiligen Spezialisten

verlässt, gilt das auch für

die Herstellung der Einzelteile der

jeweiligen medizinischen Innovation.

Dienstleister bieten hierzu

beispielsweise neben der automatisierten

Machbarkeitsanalyse, die

eine Datei bereits nach der Umsetzbarkeit

in verschiedenen Verfahren

überprüft, auch spezielle Zertifizierungen,

die beim Einsatz in der

Medizin entscheidend sind.

Schnellere Iterationsvorgänge

als Katalysator bis

zur Marktreife

Nach erfolgreicher Planung und

Umsetzung einer innovativen Idee

ist im besten Fall ein erster Prototyp

zum Test der Funktionalität entstanden.

Wie dieser sich aber tatsächlich

im mitunter rauen Einsatz

in einer medizinischen Umgebung

schlägt, können erst zahlreiche

Tests zeigen, die schlussendlich

auch für eine Zulassung durchgeführt

werden müssen. Da erst

Feldversuche Probleme bezüglich

Materialauswahl oder Funktionalität

ans Licht bringen, ist es auch in

den nachfolgenden Schritten wichtig

auf Partner mit Branchenexpertise

zu bauen.

Zeit sparen

Einzelne Iterationsvorgänge und

die weiteren Schritte können mitunter

lange Zeit in Anspruch nehmen. Mit

Experten auf den jeweiligen Gebieten

zu kooperieren, kann hier wertvolle

Wochen und Monate einsparen,

bis schließlich ein marktreifes

Produkt entsteht. Flexibilität und

Kenntnisse der Medizinbranche sind

hier von besonderem Vorteil, da sie

dafür sprechen, dass alle am Projekt

Beteiligten das Ziel von innovativen

Projekten in der Medizin

kennen: den medizinischen Alltag

einfacher zu gestalten und, wenn

es hart auf hart kommt, gemeinsam

an Lösungen zu arbeiten, die

Leben retten können. ◄

3D-Druck ermöglicht schnelle Fertigung dringend benötigter Ventile für

Notfallbeatmungsmasken

15


Dienstleister

Elektronik für die kleinste 5-Achs-

Fräsmaschine der Dentalwelt

Die DMU (Dental Manufacturing Unit) GmbH mit Sitz in Salzburg realisiert anspruchsvolle CNC-Technologie und

bietet präventive Instandhaltung und Softwareentwicklung.

DMU Board-01429

Ginzinger electronic systems

GmbH

www.ginzinger.com

DMU Board-01443

Technologisch führend in diesem

Bereich, entwickelt DMU Spezialmaschinen

für die Bearbeitung von

Zahnrohstoffen. Bei der Industrialisierung

einer innovativen Mini-5-

Achs-Fräsmaschine – nach eigenen

Angaben der kleinsten der Welt -

setzt DMU auf die Kooperation mit

Ginzinger electronic systems aus

Oberösterreich. Künftig wird die

5-Achs-Fräsmaschine in vierstelligen

Stückzahlen produziert und

weltweit an Zahnärztinnen und Dentallabors

geliefert.

Die Erfindung

Es begann mit der Erfindung der

kleinsten 5-Achs-Fräsmaschine der

Welt für die Dentalmedizin. Das Salzburger

Start-Up DMU GmbH, das

mittlerweile ca. 30 MitarbeiterInnen

zählt, entwickelte diese 2015 bis zur

Serienreife. Um die Anpassungen

vom Prototypen hin zum fertigen,

industrietauglichen Produkt vorzunehmen,

waren Änderungen an

der bisher verwendeten Proof-of-

Concept-Elektronik notwendig. Der

Druck zur Finalisierung des Produkts

war enorm, da eine Vorstellung auf

der größten Dentalmesse der Welt

im Frühjahr 2017 geplant war. Um

die Fräsenelektronik rasch serientauglich

umzusetzen, beauftrage

DMU im Mai 2016 Ginzinger electronic

systems mit der Optimierung

und Integration der elektronischen

Komponenten.

Projektstart

Der Projektstart erfolgte umgehend.

Die Hardware der Prototypen

war ursprünglich auf viele Platinen

mit hohem Verdrahtungsaufwand

ausgelegt. In der Serienproduktion

wäre dieser nicht tragbar.

Das Ziel war daher, alle Funktionen

auf zwei Platinen, einem IO-Board

und einem Spindelcontroller-Board,

neu zu integrieren und so zu designen,

dass diese ideal an das Fräsmaschinengehäuse

angepasst und

thermisch gesichert sind. Darüber

hinaus sollte der Montageaufwand

minimiert, sowie Hardware-/

Software funktionsgruppen logisch

und wirtschaftlich optimiert werden.

Die beengte Raumsituation durch

die Kompaktheit der Minfräse stellte

das Design vor einige Herausforderungen.

Dazu zählten beispielsweise

ein optimales thermisches Management,

sowie die EMV. Die Konzeption

der IO-Platine war dabei zeitintensiver

als zunächst gedacht.

Und durch die Streuung der Parameter

bei einer Flüssigkeitspumpe

gab es sporadische Ausfälle. DMU

konnte hier mechanisch eingreifen

und optimieren. Zusätzlich versuchte

das Team von Ginzinger mittels der

Softwaretreiber am IO-Board eine

verbesserte Ansteuerung der Pumpe

zu erreichen und analysierte durch

Experimente und Messungen die

Pumpenparameter.

„Da bei Ginzinger Softwareentwickler

und Hardwaredesigner sehr

eng zusammenarbeiten, werden Problemstellungen

in ihrer Gesamtheit

untersucht und Lösungen gesucht“,

sagt Andreas Pfeiffer, Leiter der Kundenbetreuung

bei Ginzinger electronic

systems. „Auch bei dieser Aufgabenstellung

fand man im Team die

optimale Lösung und unterstützte

den Kunden bei der weiteren Optimierung

seiner Lieferkette“.

Ginzinger arbeitet in vielen Projekten

mit einer eigenen Embedded

Run-Time auf Microcontrollerbasis.

Diese vereinfacht die Entwicklung,

Tests und Serienproduktion und

arbeitet seit vielen Jahren robust in

zigtausenden ausgelieferten Geräten.

Auch DMU setzt diese Run-

Time als Plattform für die Softwareentwicklung

auf dem IO-Board ein.

Das Anwendungs-KnowHow bleibt

damit gänzlich bei DMU, die Implementierung

der Software und das

komplexe Ablaufmanagement setzen

auf die beständige Ginzinger

Firmware.

„Microcontroller sind aus modernen

elektronischen Komponenten

nicht mehr wegzudenken“, sagt

Andreas Pfeiffer, „doch anstatt

diese immer wieder mühsam barebone

zu programmieren und das

Rad neu zu erfinden, bewährt sich

eine schlanke Run-Time-Firmware

über den gesamten Lebenszyklus

der Elektronik. Man setzt auf ein

robustes, tausendfach bewährtes

Fundament, vereinfacht die Entwicklung

mittels schlüsselfertiger Bibliotheken,

kann sich bei der Wartung

der Plattform auf einen erfahrenen

Partner verlassen und bekommt

darüberhinaus Testroutinen auf IO-

Ebene frei Haus mitgeliefert. Alles

in allem führt das zu einer großen

Erleichterung für jeden Projektbeteiligten

und einer wesentlichen Reduktion

der Gesamtkosten.“

16 meditronic-journal 2/2020


Dienstleister

Alles aus einer Hand

Das Projekt des Kunden DMU

GmbH zeigt, das die Kombination

von Hard- und Softwarentwicklung

aus einer Hand, gepaart mit jahrzehntelangem

Know-How in der Produktion

von Elektronikbaugruppen

die optimale Lösung darstellt um für

Kunden stabile, industrietaugliche

Produkte rasch realisieren zu können.

Ginzinger electronic systems

ist seit drei Jahrzehnten Spezialist

für die Entwicklung maßgeschneiderter,

kundenspezifischer Elektronik

und Experte für die Integration

von Hard- und Software. Ginzinger

electronic systems begleitet seine

Kunden und deren Produkte von der

ersten Idee, bis zur Abkündigung

des Produktes über den gesamten

Produktlebenszyklus. ◄

DMU Geschäftsführer Alfons Woermer und Martin Huber

Ständige Optimierung

Durch das gemeinsame Projekt

entstand eine enge Zusammenarbeit

zwischen DMU und Ginzinger

electronic systems. Optimierungen

und Erweiterungen am Produkt

werden weiterhin laufend gemeinsam

durchgeführt. „Wir freuen uns,

dass wir mit Ginzinger electronic

systems einen verlässlichen Partner,

noch dazu ganz in der Nähe,

gefunden zu haben, der uns sehr

rasch und auch unbürokratisch bei

der Realisierung unserer Ideen

geholfen hat.“, sagt Martin Huber,

technischer Geschäftsführer von

DMU GmbH. „Die Erfahrung, aber

auch viele neue Ideen von Ginzinger,

haben wir gerne in unsere Produktentwicklung

aufgenommen. Auf

dieser Basis konnten wir uns auch

freispielen, um uns auf unseren

Kundennutzen zu konzentrieren“.

Team Top - Down am Tisch

We bring technologies together.

HUND-Mikroskope für Praxis und Labor

Für den Routinebetrieb in Praxis und klinischem Labor zeichnen sich HUND-Mikroskope durch Robustheit, Langlebigkeit und

attraktiven Preis aus. Je nach Anwendung bietet HUND Wetzlar zwei Modelle an:

Med-Prax 3:

Das robuste Hellfeld-Mikroskop

• Für die Untersuchung von gefärbten Präparaten, z. B.

für hämatologische und zytologische Untersuchungen

• Langlebige LED-Beleuchtung

• Vollständig geebnetes Bild durch planachromatische

Objektive 4x, 10x, 40x, 100x Öl

• Ermüdungsfreies

Arbeiten

durch einstellbare

Gängigkeit der

Fokussierung

medicus plus PH: Hellfeld und

Phasenkontrast in einer Ausrüstung

• Für die Untersuchung von gefärbten Präparaten,

z. B. für hämatologische und zytologische

Untersuchungen

• Phasenkontrast für die Untersuchung

von ungefärbten/kontrastschwachen

Präparaten, z. B. Abstrichen

• Vollständig geebnetes Bild durch

planachromatische Objektive 10x,

Ph 40x, 100x Öl

• Verminderte Verletzungsgefahr durch

Tischtrieb ohne Zahnstangen

• Ermüdungsfreies Arbeiten durch

einstellbaren Siedentopf-Tubus

Helmut Hund GmbH

Artur-Herzog-Straße 2 · D-35580 Wetzlar · Germany

Tel. +49 (0) 6441 2004-0 · Fax +49 (0) 6441 2004-44

info@hund.de · www.hund.de

meditronic-journal 2/2020

17


Dienstleister

Wareneingangskontrolle elektronischer

Komponenten zur Qualitätssicherung

Eine umfassende Qualitätskontrolle im Wareneingang ist heute oft von entscheidender Bedeutung.

Die Firma HTV hat hier die optimale Lösung gefunden.

Bild 1: Paket mit Beschädigung

Bild 2: Drypack mit einer beschädigten Ecke

Elektronische Komponenten finden mehr und

mehr Verbreitung in allen Bereichen des alltäglichen

Lebens, insbesondere auch in Medizinprodukten.

Auf dem freien Markt erhält der Endkunde

die benötigten elektronischen Komponenten

immer häufiger über verschiedene Zwischenlieferanten

und damit keine Originalware direkt

vom Hersteller. Fremdbeschaffte Ware ist mit

einem hohen Risiko verbunden, denn es wird

geschätzt, dass weltweit mindestens 4 % aller

elektronischen Teile Fälschungen sind und nicht

den öffentlich angegebenen Informationen entsprechen.

Neben bereits ausgelöteten Bauteilen,

Ausfallteilen, welche die erforderlichen

Parameter nicht erfüllen oder gar Komponenten

mit falschem bzw. keinem Chip, werden vor

allem umgelabelte Bauteile als Original ausgewiesen

und verkauft.

Eine umfassende Qualitätskontrolle im Wareneingang

ist hier von entscheidender Bedeutung,

Bild 4: Doppelte Beschriftung nach Wischtest

denn Medizinprodukte-Hersteller können eine

gesundheitliche Schädigung durch nicht ordnungsgemäß

funktionierende bzw. fehlerhafte

Geräte nicht riskieren. Bei HTV, einem der weltweiten

Marktführer im Bereich Test, Bauteilprogrammierung,

Langzeitkonservierung und -lagerung,

Analytik sowie Bauteilbearbeitung, wird

eine solche Wareneingangskontrolle bei elektronischen

Komponenten durchgeführt.

Untersuchung der Verpackung

Nach Anlieferung der Ware wird in einem ersten

Schritt die äußere Verpackung überprüft. Das

Etikett und Auffälligkeiten an der Verpackung

werden mit einem Foto festgehalten (Bild 1).

Anschließend findet die Untersuchung der im

Paket enthaltenen Drypacks auf Unversehrtheit

statt. Bild 2 zeigt ein beschädigtes Drypack.

Bei beschädigten Drypacks dringen Sauerstoff

und Wasser ins Innere des Drypacks ein

Autor:

Dipl.-Ing. Thomas Kuhn

HTV Halbleiter-Test & Vertriebs-GmbH

Assistent der Geschäftsleitung

HTV Halbleiter-Test & Vertriebs-GmbH

www.htv-gmbh.de

Bild 3: Tray mit falscher Bauteil-Befestigung

18 meditronic-journal 2/2020


Dienstleister

Bild 5: Pinn mit verzinnter Stirnfläche

und führen zu Oxidationen an den Kontakten

der elektronischen Bauteile. Mit einem Lötbarkeitstest

kann analysiert werden, wie stark

die Lötbarkeit und damit die weitere Verarbeitbarkeit

der Ware beeinträchtigt ist. Zeigt der

Feuchte indikator im Inneren des Drypacks

zusätzlich einen Wert über 10 %, können die

Bauteile mit der speziellen HTV-PLUS-Vakuumtrocknung

getrocknet und damit Beschädigungen

durch den späteren Lötprozess vorgebeugt

werden.

Analyse der äußeren Beschaffenheit

Oftmals sind Bauteile für den Transport mangelhaft

geschützt. Bild 3 zeigt z. B. ein Tray, bei dem

die elektronischen Bauteile mit ESD-Klebe band

fixiert wurden.

Mangelhafte Fixierungen führen zu Beschädigungen

an den Bauteilen (z. B. Pinfails und Kratzer)

und erschweren die Weiterverarbeitung der

Bauteile in nachfolgenden Prozessen. Mit einer

3D-Lead-Inspection ist es möglich, die Geometrie

der Bauteile maschinell zu vermessen und

fehlerhafte Bauteile auszusortieren.

Im Rahmen der Untersuchung auf Bauteilmanipulation

kann mithilfe eines Wischtests

(Solvent Test) die Oberfläche auf Originalität

überprüft werden. Eventuelle Manipulationen

lassen sich z. B. durch Änderungen der Farbe

oder der Beschriftung sichtbar machen (Bild 4).

Bild 6: Auffälliger Materialverlauf

Die Wareneingangskontrolle beinhaltet auch

die Analyse der Bauteilpins auf eine eventuelle

Nacharbeit. Mithilfe der Lichtmikroskopie lässt

sich bereits an der Stirnfläche eines Pins mit

einem Kupfer-Leadframe erkennen, ob dieser

neuverzinnt wurde. Neuverzinnte Stirn flächen

weisen ein geschlossenes Aussehen auf und

zeigen keine offenen Stellen mehr mit Kupfer

(Bild 5).

Ein EDX-Detektor in einem Rasterelektronenmikroskop

ermöglicht es, die Beschichtung

eines elektrischen Kontaktes weiter im Detail

zu analysieren. Bild 6 zeigt beispielsweise eine

auffällige Silber-Zwischenschicht zwischen der

Nickel-Sperrschicht und dem Kupfer-Leadframe.

Innere Beschaffenheit

Eine weitere Methode zur Untersuchung auf

Bauteilmanipulation ist die chemische Bauteilöffnung,

mit der die Chipoberfläche direkt untersucht

werden kann (Bild 7). Im Vergleich mit einem

Originalbauteil (Golden Sample) wird geprüft,

ob der enthaltene Chip die gleichen Beschriftungen

wie das Originalbauteil aufweist und ob

die Strukturen des Chips ein fehlerfreies Aussehen

zeigen.

Aber auch Bauteile, die als Originalware vom

Originalhersteller bezogen wurden, können im

Inneren fehlerhaft sein. Beim Herstellungsprozess

kann es vorkommen, dass ein Pin nicht korrekt

über einen Bonddraht angeschlossen wurde

(Bild 8). Dieser Fehler kann sowohl durch einen

elektrischen Test, als auch durch eine Röntgenanalyse

detektiert werden. Ein elektrischer Test

nach Datenblatt ermöglicht es, zusätzlich weitere

Parameter eines Bauteiles zu analysieren.

Fazit

Insbesondere vor dem Hintergrund der stetig

steigenden Anzahl manipulierter Bauteile auf

dem freien Markt ist eine umfassende Qualitätskontrolle

bereits im Wareneingang von entscheidender

Bedeutung, denn ein einziges qualitativ

schlechtes Bauteil kann die Funktion und die

Qualität eines gesamten Gerätes gefährden.

Dank der zahlreichen Methoden und Verfahren

der Wareneingangskontrolle können Auffälligkeiten

und Fehler bereits frühzeitig identifiziert

und weitere Schritte zeitnah eingeleitet werden.

Spezifisches Wissen rund um das Thema

Waren eingangskontrolle wird in den Seminaren

der HTV-Akademie vermittelt. ◄

Bild 7 (links):

Geöffnetes Bauteil.

Der Chip ist

sichtbar

Bild 8 (rechts):

Röntgenbild

mit fehlerhafter

Bondstelle

meditronic-journal 2/2020

19


Dienstleister

Entwicklungsbeschleunigung durch

modulare Medizinelektronik

einfacher eingegrenzt und behoben

werden. Weiter fordert die IEC

62304, dass Risikobeherrschungsmaßnahmen

durchgreifend umgesetzt

werden, was ebenfalls eine

Segregation notwendig macht.

Hohe Anforderungen

Bild 1: Trägerplatine eines aufrüstbaren Multi-Prozessor-Systems mit separater Überwachungseinheit und

zahlreichen Schnittstellen nach 60601-1 in einer Patientenumgebung. Ethernet, USB 2.0, CAN-FD, RS-232, RS-485,

LVDS-Display mit Touch, Stereo Audio und SD-Karte.

Autoren:

Benjamin Rein und

Dr.-Ing. Lars Braun

ITK Engineering GmbH

https://medical.itk-engineering.com

Die Marktanforderungen von

medizinischen Systemen zeigen

immer wiederkehrende Anwendungsfälle

für Funktionalitäten und

Bedienung auf. Komplexe Themen

wie Vernetzung, Konnektivität und

Benutzerschnittstellen sind heutzutage

wichtige Bausteine und erfahren

steigende Kundenerwartungen

aus dem Projektgeschäft. Durch die

weitere Forderung nach immer kürzer

werdenden Entwicklungszyklen

und der Wirtschaftlichkeit entsteht zu

Entwicklungsbeginn im bereits normativ

regulierten Umfeld ein Spannungsfeld

zwischen all diesen Faktoren.

Durch die Berücksichtigung

von individuellen Safety- und Securitykonzepten

und der Forderung

nach Langzeitverfügbarkeit kann

dies zusätzlich verschärft werden.

Multi-Prozessor-

Architektur

Durch normative Vorgaben, wie

z. B. aus der IEC 62304 und der

MDR, ergibt sich die Notwendigkeit

einer Trennung und damit der

Modularisierung von Software-Komponenten

(Segregation). So wird im

Kapitel 5.3.5 der IEC 62304 verlangt,

dass bei der Entwicklung festgelegt

wird, auf welche Art und Weise verschiedene

Komponenten aufgeteilt

werden sollten. Dies hat aus

medizinischer Sicht das Ziel, das

Risiko, welches durch eine fehlerhafte

Software-Komponente für

den Patienten oder den Anwender

entstehen könnte, zu minimieren.

Dies ist insbesondere bei systemrelevanten

Komponenten wichtig,

um deren reibungslosen Ablauf zu

garantieren. Hier fordert die Norm,

auch die Wirksamkeit der Segregation

darzulegen, vor allem wenn das

System in verschiedene Sicherheitsklassen

aufgeteilt ist.

Wartbarkeit erhöhen

Ein weiteres Ziel dieser Segregation

ist, die Wartbarkeit des gesamten

Systems zu erhöhen. Durch die

Abgrenzungen der einzelnen Softwarekomponenten

und Definitionen

der Schnittstellen wird die Testbarkeit

und die Wartbarkeit deutlich

erhöht. Fehler können so deutlich

In den letzten Jahren wurden die

Anforderungen, die an ein medizinisches

Gerät gestellt wurden, nicht

nur durch neue normative Anforderungen,

sondern auch durch Anforderungen

aus dem Markt deutlich

komplexer. Hier kamen Forderungen

an die Bedienerfreundlichkeit,

sowie die Anbindung der Geräte

an Krankenhaus- oder Praxisnetzwerke

hinzu. GUIs und Vernetzung

erfordern häufig die Segregation zu

den kritischen Steuerungsprozessen,

welche in Echtzeit ausgeführt

werden müssen. Hier liegt die Wahl

einer Multi-Prozessor-Architektur

bei vielen medizinische Systemen

nahe. Zudem ergibt sich häufig eine

Architektur, bei der Risikobeherrschungsmaßnahmen

meist einen

separaten Microcontroller erfordern.

Um die Multi-Prozessor-Systeme

richtig ausnutzen zu können, sowie

den Anforderungen an die GUI und

die Konnektivität gerecht zu werden,

bietet sich in den meisten Fällen

ein Linux System an. Dadurch

ergibt sich ebenfalls die Möglichkeit,

das System einfach und schnell

mit aktuellen Sicherheitsupdates

zu versorgen. Mit einem solchen

Betriebssystem kann zudem die

Segregation mittels eines Supervised

AMP-Ansatzes via Hypervisor

erreicht werden. Als weitere Möglichkeit

der Segregation kann dies

klassisch auch über einen separaten

Sicherungscontroller erreicht

werden. Das Ziel sollte hier jedoch

immer sein, das kritische System

soweit wie möglich vor äußeren

Einflüssen zu schützen.

Modularisierung von

Elektronik

Eine Modularisierung in der Elektronik

kann auf vielen Granulari-

20 meditronic-journal 2/2020


Dienstleister

Bild 2: Interner Aufbau eines hierarchischen und wiederverwendbaren Schaltplanblocks als Best Practice.

tätsstufen umgesetzt werden – von

einzelnen Schaltungen und deren

Wieder verwendung im Layout bis

hin zu mehreren Geräteklassen und

Elektronik-Modulen. Hierdurch können

der komplexe Entwicklungsaufwand

und die Wirtschaftlichkeit in

Einklang gebracht werden, da sich

durch Verkleinerung der Bauteilliste

oder durch Wiederverwendung einer

Platine die Stückkosten verringern.

Wenn die Aufteilung ganzer Elektronik-Module

beispielsweise aus

mechanischen oder funktionellen

Gründen nicht geeignet ist, kann

der Aufbau eines Baukastens von

kleineren Elektronik-Schaltungen

zielführend sein. Bild 1 zeigt die

exemplarische Implementierung

einer universellen Trägerplatine

mit Schnittstellen in eine Patientenumgebung.

Durch die Wahl einer

geeigneten Struktur und Wiederverwendung

wird das Entwicklungsrisiko

minimiert. Dies bringt vor allem

Vorteile, wenn Schaltungen funktionell

und normativ bereits geprüft

worden sind und Designdaten wie

Schaltplan und Layout miteinander

verknüpft werden. Zusätzlich können

hier die normativen Anforderungen

der elektromagnetischen

Verträglichkeit oder der elektrischen

Sicherheit berücksichtigt

werden. Die elektrischen Schnittstellen

sollten klar und universell

definiert werden, sodass vorhersehbare

und kleinere Konfigurationen

vorgenommen werden können. Es

sollte eine einheitliche Möglichkeit

geschaffen werden, um die Dokumentation

von Design-Richtlinien

und Simulationen dem Baukasten

hinterlegen zu können.

Best Practices

Die Designdaten für eine elektronische

Schaltung bestehen aus dem

Schaltplan und einem zuge hörigen

Leiterplattenlayout. Die Wiederverwendung

von Schaltungs blöcken

erfordern die Einhaltung einer strikten

Hierarchie von Stromversorgung

und Signaleingängen und

-ausgängen. Dies erlaubt den universellen

Aufbau von unterschiedlichen

Spannungsebenen, welche

beispielsweise aus Energiespargründen

zeitlich geschalten werden

können oder wodurch sich sehr einfach

Isolationsbarrieren strukturieren

lassen. Integrierte Schaltkreise

benötigen oftmals die Parametrisierung

auf elektronischer Ebene, wie

die Aktivierung von Kommunikationsschnittstellen

oder deren Adressierung.

Etwaige notwendige Hardwarekonfigurationen

sollten diese

Konfigurationsmöglichkeit entweder

durch definierte Bestückungsoptionen

oder durch außerhalb des

Blocks geführte Signale zur Verfügung

stellen.

Impedanzkontrolle

Durch die zunehmende Leistungsfähigkeit

von Prozessoren

und Schnittstellen ist die Impedanzkontrolle

beim Leiterplattendesign

nicht mehr wegzudenken. Die Impedanz

von Signalpfaden ist abhängig

von physikalischen Größen wie

dem Lagenaufbau, den verwendeten

Materialien für Prepreg und Core

und der mechanischen Dimensionierung

der Kupfer strukturen. Daher

ist es essenziell, einen universellen

Lagenaufbau aus Standardmaterialien

für die jeweiligen Bedürfnisse

auszuarbeiten, um die Forderung

nach einem Zweitlieferanten zu

bedienen.

Langzeitverfügbarkeit

Nicht nur durch erweiterte

Marktanforderungen in der Medizintechnik,

sondern auch durch die

Wiederverwendbarkeit von Modulen

in verschiedenen Geräten, spielt

die Langzeitverfügbarkeit der Bauteile

eine wesentliche Rolle. Durch

den systematischen Ansatz lohnt es

sich, hier mehr Zeit bei der Auswahl

zu investieren und auf Hersteller

ohne Abkündigungen und/oder mit

großen Absatzstückzahlen zu setzen.

Weiterhin haben sich bei manchen

Komponenten, wie Flashspeicher,

einige Packages etabliert, welche

einen Austausch ohne Leiterplattenanpassung

erlauben. Bei

Komponenten mit nicht vorhersehbarer

Langzeitverfügbarkeit, wie Displays,

können passive Adapterplatinen

den Aufwand bei einer Abkündigung

auf ein Minimum reduzieren.

Sorgfältige Konzeption

Bei der systematischen Etablierung

eines Baukastensystems

sollten auch normative Anforderungen

berücksichtigt werden. So

können diese durch früh festgelegte

Forderungen nach Emissions-

und Immunitätsgrenzwerten

der IEC 60601-1 berücksichtigt,

ausgiebig mit Nachbildungen simuliert

und normativ vorgetestet werden.

In Verbindung mit einer sorgfältigen

Konzeption verringert dies

nicht nur bei Änderungen von wiederverwendbaren

Teilen den Aufwand

deutlich. Letztendlich können

damit die notwendigen Revisionen

und die Entwicklungszeit und

-kosten deutlich reduziert werden.

Das Toolset-Wissen ist

entscheidend

Die Wahl eines ECAD-Systems

erfolgt langfristig, nicht nur um Platinen

bei Abkündigung zu pflegen,

sondern um Prozesse für die Entwicklung

mit normgerechter Dokumentation,

für fachübergreifende

meditronic-journal 2/2020

21


Dienstleister

Bild 3: Integration von mehreren wiederverwendbaren Schaltplanblöcken zu einer isolierten RS-485-Schnittstelle.

Reviews und für die Freigabe mit

qualitätssichernden Maßnahmen

etablieren zu können. Einige Programme

zur Schaltplanentwicklung

erlauben eine Modularisierung

durch Verwendung spezieller

wiederverwendbarer Schaltplanblöcke,

mit deren Hilfe sich

die bereits erwähnten Methodiken

umsetzen lassen.

Wiederverwendung

Durchdachte und produktspezifische

Konzepte lassen sich durch

eine geeignete Struktur, unabhängig

von dem Prozessor und durch

extern platzierte Stecker, welche oftmals

produktspezifisch sind, umsetzen.

Bild 2 und Bild 3 zeigen Beispiele

solcher Schaltplan blöcke und

deren Integration. Auch im Leiterplattenlayout

sollten Möglichkeiten zur

Wiederverwendung vorhanden sein.

So unterstützen einige Programme

das einfache Duplizieren von bereits

fertig entflochtenen Blöcken oder

sogar das Übertragen des Layouts

auf eine andere Platine.

Abrundend kann eine integrierte

Bauteilbibliothek mit Versionsverwaltung

die regulatorische Rückverfolgbarkeit

für beispielsweise Verifizierungszwecke

abdecken. Unter

Verwendung von global definierten

Lebenszyklen lassen sich hiermit

auch projektübergreifend Bauteilabkündigungen

einfach identifizieren

und die Stufe im Entwicklungsprozess

abbilden.

Die enge Verknüpfung von

Schaltplan, Leiterplattenlayout und

Designrichtlinien ist essenziell für

eine gelungene Modularisierung

in der Elektronik und wird von den

meisten etablierten ECAD-Programmen

unterstützt. Eine umfangreiche

Konzeption und Individualisierung

sind in jedem Fall notwendig.

Chancen durch

Modularisierung

Die Entwicklung von komplexen

Medizinsystemen steht zunehmend

vor der Herausforderung, etablierte

und sichere Steuerungsprozesse

um immer leistungsfähigere Prozessoren

zu erweitern. Diese werden

erforderlich, da graphische Oberflächen

nach State of the Art und

die Vernetzung von Geräten untereinander

oder zu anderen Netzwerken

mit hoher Bandbreite in Medizinsystemen

Einzug halten. Die Modularisierung

der Elektronik kann entscheidend

sein, um durch Wiederverwendbarkeit

Zeit- und Kostenvorteile

bei der Entwicklung zu generieren

und Anforderungen an die

Langzeitverfügbarkeit zu beherrschen.

Bereits am Markt erhältliche

Trägerplatinen erfüllen meist keine

ausreichenden Anforderungen der

elektrischen Sicherheit, wie sie beispielsweise

in Patienten umgebung

oder in Umgebungen mit besonderen

Risikokontrollmaßnahmen

notwendig sind. Da aufgrund der

komplexen Elektronikanforderungen

gleichzeitig die Gefahr

eines Know-how-Verlusts besteht,

kann die Modularisierung der Elektronik

Möglichkeiten für den Medizingerätehersteller

bieten, diesem

zu begegnen.

Durch den modularen Ansatz sind

auch weitere Einsatzbereiche der

Elektronik- und Software-Module

möglich, da diese je nach Bereich

und den dort geltenden normativen

Anforderungen, sowie den aus

dem jeweiligen Markt gerichteten

Bedarfen entsprechend entwickelt

bzw. erweitert werden können. Mit

den vielen möglichen Schnittstellen,

wie z. B. USB 2.0, Ethernet,

CAN, SPI, I 2 C, gepaart mit den leistungsfähigen

Controllern, können

Platinen mit Elektronik-Modulen für

jegliche medizinischen Geräte eingesetzt

werden. Diese Einsatzgebiete

erstrecken sich über ein HMI

zur Steuerung größerer Maschinen

und Geräte, über Gateway

Module zur Vernetzung verschiedener

Systeme untereinander und

das Integrieren bestehender Geräte

an deren vorhandene Schnittstellen

in die gewachsene Infrastruktur

des Krankenhauses oder der Praxis,

bis hin zu einer Sicherungseinheit,

die Daten über die verschiedensten

Schnittstellen entgegennimmt und

diese überwacht. Die Anbindung

des Systems an eine Cloud und die

damit verbundenen Möglichkeiten

stellt nur eine weitere Ausbaustufe

eines modularen Systems dar, was

durch die entsprechende Auswahl

des Controllers bewerkstelligt werden

kann. ◄

22 meditronic-journal 2/2020


Dienstleister

Anspruchsvolle fotochemisch geätzte Teile für die Medizintechnik

Bild: © Precision Micro

Als einer der führenden Spezialisten

für fotochemisches Ätzen

in Europa präsentiert Precision

Micro seine Ätztechnologie auf

der Medtec LIVE. Besucher können

sich über das Ätzen komplexer

medizinischer Teile, insbesondere

von Komponenten aus Titan,

informieren. Precision Micro ist einer

der wenigen Anbieter, die nach ISO

13485:2016 (BSI) zertifiziert sind.

Mit der Zertifizierung nach dem

internationalen Qualitätsmanagementstandard

ISO 13485:2016

für die Herstellung von Medizinprodukten

unterstreicht Precision

Micro seinen hohen Anspruch bei

der Fertigung komplexer medizinischer

Metallteile. Die Anforderungen

an medizinische Komponenten

– insbesondere solche, die

in direktem Kontakt zum Körpergewebe

stehen – sind hoch. Das fotochemische

Ätzen ist eine subtraktive

Metallbearbeitungstechnik und

aufgrund seiner inhärenten Eigenschaften

prädestiniert für medizintechnische

Produkte. Es lassen

sich absolut präzise, grat- und

spannungsfreie Teile mit anspruchsvollen

Geometrien aus einer großen

Bandbreite an Metallen herstellen,

wie Implantate, Teile für Herzschrittmacher,

Mikroteile (Steckverbinder,

Kontakte, Federn, Netze für Hörgeräte)

oder Knochensägen für Knieund

Hüftimplantate.

Geätzte Medizinprodukte

aus Titan

In der Implantologie ist insbesondere

Titan ein gefragtes Material, da

es biokompatibel und korrosionsfest

ist und ein sehr gutes Verhältnis

von Gewicht zu Festigkeit aufweist.

Precision Micro verfügt dank

seiner 50-jährigen Erfahrung in der

Ätztechnologie über das Know-how

zur Verarbeitung von Titan und kann

eine skalierbare Produktion von sehr

präzisen Titanteilen gewährleisten.

Dazu zählen beispielsweise kraniale

und dentale Implantate mit absolut

gratfreien Öffnungen zum Einsatz

im Schädelbereich.

Wettbewerbsvorteile für

Medizinproduktehersteller

Markus Rettig, Sales Manager

bei Precision Micro Deutschland,

freut sich auf die MedtecLIVE-Besucher:

„An unserem Stand erfahren

Medizinproduktehersteller, wie sie

durch fotochemisches Ätzen Wettbewerbsvorteile

gestalten können.

Diese können durch unsere Beratung

bereits in der Entwicklungs- und

Konstruktionsphase geplant werden.

Einsparungen von Entwicklungskosten

dank digitaler Werkzeuge

sind ein willkommener Nebeneffekt.

Die ersten Teile überzeugen nicht

nur durch Maßhaltigkeit und Qualität,

sondern tatsächlich auch durch

die Haptik und die absolut saubere

und homogene Oberfläche. Auf

Wunsch liefern wir noch eine zum

Einsatzzweck angepasste Dokumentation.

Gerne geben wir den

Standbesuchern ein Muster-Titanteil

zum „Begreifen“ in die Hand.“

Precision Micro

www.precisionmicro.com

Die Helmut Hund GmbH in Wetzlar ist kreativer Spezialist und OEM-

Partner für kundenspezifische, wissenschaftlich-technische Innovationen.

Die Kompetenzfelder sind dabei Elektronik, Optik, Glasfaseroptik,

Feinwerktechnik und Kunststofftechnik.

Die große Stärke von Hund liegt in der innovativen Zusammenführung

dieser Technolgien als Basis von Baugruppen und Geräten nach

Kundenspezifikation sowie für eigene Produkte in der Umweltmesstechnik,

der Medizintechnik und der Mikroskopie.

Das Unternehmen bietet je nach Anforderungen von der Entwicklung und

Konzeptionierung über die (Serien-) Fertigung bis hin zur Logistik

sämtliche Leistungen aus einer Hand:

• Ideenfindung und Konzepterstellung

• Entwicklung und Konstruktion

• Re-Design

• Erstellung von Prototypen

• Serienfertigung und Prüfung

• Logistik und After Sales Service

meditronic-journal 2/2020

23


Dienstleister

Kleiner, intelligenter, gesünder

Wie die Miniaturisierung und die

Informationstechnologie die Medizintechnik

revolutionieren

Das Internet of Medical Things (IoMT) profitiert von den Quantensprüngen in der Halbleitertechnologie und den

heutigen Möglichkeiten der Informations- und Kommunikationstechnik

Autoren:

Dr. Anke Hedfeld,

Online Marketing Managerin,

Turck duotec Halver und

Daniel Saffer,

Software-Entwickler,

Medtech Ingenieur Erlangen

Turck duotec GmbH

www.turck-duotec.com

Minimalinvasive Schlüsselloch-

OPs, individualisierte Therapien, verbesserte

Behandlungen chronisch

Kranker, ortsunabhängige Patientenüberwachung

– die heutige Medizin

nutzt die Möglichkeiten, die durch

das Zusammenwachsen von Gesundheitstechnik

und Informationstechnologie

entstehen. Die dadurch entstehenden

Ideen schnell und so preisgünstig

wie möglich in reale Produkte

umzusetzen, beraten und unterstützen

Dienstleister ihre Kunden mit Erfahrung,

modernsten Produktionsanlagen

und einem breiten Netzwerk.

Medizintechnik goes IoT

Noch nie war die Medizintechnik

so leistungsfähig und dabei gleichzeitig

so klein und „intelligent“ wie

heute. Und der Trend zur weiteren

Miniaturisierung hält an. Allein der

Herzschrittmacher hat in den vergangenen

Jahrzehnten eine erstaunliche

Entwicklung durchlaufen.

1958 im Krankenhaus von Solna

(Schweden): Der Arzt und Ingenieur

Dr. Rune Elmqvist und der

Chirurg Åke Senning implantieren

den ersten elektronischen Impulsgeber.

Er besteht aus zwei Transistoren,

einem Nickel-Kadmium-

Akkumulator und einer extern aufzuladenden

Spule. Die Kapazität des

Akkus beträgt 24 Stunden. Gerade

einmal die Größe einer Vitaminkapsel

weist im Jahr 2020 nach Herstellerangaben

ein Herz schrittmacher der

neuesten Generation auf (Quelle:

Medtronic). Er lässt sich minimalinvasiv

über eine Vene des Beins ins

Herz schieben, seine integrierte Batterie

hält etwa zehn Jahre.

Innovationstreiber

Als Innovationstreiber für die fortschreitende

Miniaturisierung medizinischer

Geräte ist vor allem die

rapide Verkleinerung von Halbleitern

anzusehen. Computerisierte

Vorgänge nutzen Energie außerdem

immer effizienter, alternative

Stromerzeugungsquellen sind heute

kleiner als herkömmliche Batterien.

Die zunehmende Digitalisierung, der

Einsatz von Sensoren und die immer

stärkere Vernetzung schließlich

machen die Medizintechnik „intelligent“,

verbessern nicht nur ihre

funktionalen Eigenschaften, sondern

ermöglichen ein selbstständiges

Reagieren auf bestimmte Szenarien.

Das Zusammenwachsen der

Medizintechnik mit der Informationstechnologie

begründet eine smarte

Medizintechnik oder das Internet of

Medical Things (IoMT).

Anforderungen an

Leiterplattendesign und an

den Elektronikschutz

Mit der Miniaturisierung elektronischer

Geräte steigen auch

die Anforderungen an das Leiterplattendesign.

Um die steigende

Leistungsfähigkeit integrierter

Schaltungen zu nutzen,

sind eine höhere Packungsdichte

und ein entsprechendes Wärmemanagement

erforderlich. Entsprechende

Software spürt elektrisch-thermische

Hotspots auf.

Klassische Multi layer-Platinen mit

einer hohen Anzahl an Bauteilen

und hohen Pin-Zahlen geraten an

ihre physikalischen Grenzen. HDI

(High Density Interconnect)- Leiterplatten

mit feinsten Leitungsstrukturen

und kleineren Durchkontaktierungen

sowie Blind &

Buried Vias stellen eine Alternative

dar. Embedded Components,

im Innern der Leiterplatte in Cavities

eingebettete Bauteile, verringern

den Flächenbedarf. Ein hohes

Miniaturisierungspotenzial weist

die Chip-on-Board (CoB)-Technologie

auf, bei der ungehäuste

Halbleiter, sog. Dies, direkt auf

der Leiterplatte montiert und mittels

Drahtbonden kontaktiert werden.

Trotz der fortschreitenden

Miniaturisierung müssen medizinische

Geräte immer zuverlässig

und ausfallsicher sein. Die zu erfüllenden

Anforderungen hinsichtlich

elektromagnetischer Verträglichkeit

und funktionaler Sicherheit

beschreibt die Produktnorm DIN

EN/IEC 60601-1-2.

Hygiene

Beim Einsatz im medizinischen

und klinischen Umfeld sind außer-

24 meditronic-journal 2/2020


Dienstleister

Ein Elektronikschutz hilft bei der Einhaltung besonderer hygienischer

Anforderungen (Bsp. eines autoklavierbaren Temperatur-Datenloggers von

Turck duotec)

dem bestimmte Hygieneanforderungen

zu erfüllen: Die Geräte sollen

wasch- und sterilisierbar sowie

chemisch und thermisch beständig

sein. Ein Elektronikschutz durch

autoklavierbare Direktumspritzung

mit biokompatiblen Thermoplasten,

Hotmelts oder Duroplasten stellt eine

Lösung dar. Durch geschickte Materialpaarung

werden Kabelmantel

oder -litzen mit dem Gehäuse verschmolzen

und bilden so eine kohäsive

Fügestelle mit einem Schutzgrad

von IP68. Schmelztemperatur

und Schmelzindex sind so auf

die elektronischen Bauteile abzustimmen,

dass diese nicht beschädigt

werden.

Aus der Ferne ganz nah

Ein Beispiel für kleine, am Körper

getragene elektronische Geräte

sind Wearables. Ihre Anwendungsmöglichkeiten

im Gesundheitswesen

sind zahlreich. So lassen sich

in der ortsungebundenen Telemedizin

mittels Sensoren Vitalparameter

von Patienten aufzeichnen

und an eine Cloud übermitteln,

auf die medizinisches Fachpersonal

zugreifen kann. Auch über größere

Distanzen gelingt beim Tele-

Monitoring oder Remote Patient

Monitoring (RPM) eine engmaschige

Patienten überwachung. Der

mobile Einsatz von Medizingeräten

ist ebenfalls denkbar. So können

etwa in einem Krankenwagen installierte

EKG-Monitore oder Defibrillatoren

Vitalparameter von Patienten

kontinuierlich überwachen und die

ermittelten Daten in Echtzeit an ein

Krankenhaus übertragen.

Internet of Medical Things

benötigt leistungsfähige

Netze

Verschiedene Prozesse des

eHealths können große Datenmengen

erzeugen. Für deren Übermittlung

oder auch die Vernetzung

untereinander stellen im IoMT die

medizinischen Geräte eine Verbindung

zum Internet her. Ist dies im

häuslichen Umfeld über eine stabile

Verbindung mittels DSL, Kabel

oder Hybrid-Systemen möglich, existiert

diese Redundanz im mobilen

Einsatz nicht. Eine unzureichende

Netzabdeckung, Funklöcher, Technologiewechsel

und langsame

Datenraten erschweren die Verwendung.

Auch die Übertragungsgeschwindigkeiten

des mobilen

Netzes können limitierend wirken,

wobei die Mobilfunkstandards der

vierten Generation theoretisch über

die be nötigte Performanz verfügen.

So sind mit LTE-A (Long Term Evolution

- Advanced) Datenraten von

mindestens 100 Mbit/s im Downlink

und 50 Mbit/s im Uplink bei geringen

Latenzzeiten von unter 10 ms

(End-to-End) möglich. Die Netzabdeckung

lag im Jahr 2018 bei etwa

66 Prozent (Quelle: Statista).

5G für die Telemedizin

Die hohe Bandbreite und die geringen

Latenzzeiten prädestinieren den

Mobilfunkstandard der fünften Generation,

5G, für den Einsatz in der

Telemedizin. Die deutsche Telekom

testete auf der IFA 2018 ein 5G-Netz

im Livebetrieb und ermittelte eine

Geschwindigkeit von 3 Gbit/s, die

unter Idealbedingungen zukünftig

bis zu 10 Gbit/s betragen soll. In

praxisnahen Testversuchen ermittelte

das Telekommunikationsunternehmen

außerdem nach eigenen

Angaben eine Latenzzeit von 3 ms.

Allerdings wird es nach der Versteigerung

der 2 und 3,6 GHz-Frequenzen

im Jahr 2019 vermutlich noch Jahre

dauern, bis 5G flächendeckend verfügbar

ist. Die Netzbetreiber werden

nun in den Städten damit beginnen,

die bestehende LTE-Infrastruktur als

sogenannte „non-standalone“ Architektur

zu erweitern. Die Endgeräte

kommunizieren dann zwar mit den

Mobilfunkmasten bereits über 5G,

allerdings erfolgt die Kommunikation

zwischen den Masten und den

Servern weiterhin über 4G.

Zigbee und Bluetooth Low

Energy für smarte Geräte

Viele smarte medizinische Anwendungen

kommen allerdings mit einer

niedrigeren Bandbreite aus. Energiesparende

Standards wie ZigBee

oder Bluetooth Low Energy (BLE)

sind hier die Wahl. ZigBee übermittelt

die Daten an ein Gateway und

schließlich auf einem Rechner mit

einer höheren Performanz, einem

höheren Speichervolumen und einer

durchgehenden Energieanbindung.

ZigBee eignet sich zum Einsatz in

drahtlosen Netzwerken mit geringem

Datenaufkommen und einer

sehr niedrigen Leistungsaufnahme.

Vitalparameter wie Blutdruck und

Pulsfrequenz lassen sich so überwachen.

Mit der Funktechnik Bluetooth

Low Energy (BLE) können bei

optimalen Bedingungen Geräte in

einer Umgebung von maximal

200 Metern vernetzt werden. Fast

Frequency Hopping macht BLE

sehr robust. Etwa 8,5 Milliarden

Bluetooth-Geräte gibt es weltweit

bereits. Die Verfügbarkeit und die

bereits vorliegenden erforderlichen

Zertifikate für die weltweiten Länderzulassungen

prädestiniert BLE

für den Einsatz in Medizingeräten.

Die Chip-on-Board-Technologie unterstützt mit der direkten Montage von ungehäusten Halbeitern auf Leiterplatten

die Miniaturisierung der Medizintechnik

meditronic-journal 2/2020

25


Dienstleister

Der Mobilfunkstandard der fünften Generation 5G ist prädestiniert für die Übermittlung großer Datenmengen im

elektronischen Gesundheitswesen (Bildquelle: Adobe Stock)

Cybersicherheit hat Priorität

Naturgemäß kommt der Sicherheit

im IoMT eine besondere

Bedeutung zu, denn ein Hackerangriff

im medizinischen Umfeld

kann unter Umständen nicht nur

ein einzelnes Gerät, sondern ganze

Krankenhäuser lahmlegen. Alle

Systeme müssen so ausgelegt

sein, dass die Patientendaten vor

Angreifern geschützt sind und aufgezeichnete

Daten nicht manipuliert

werden können. Gegenwärtig

sind IoT-Geräte jedoch allgemein

schlecht gegen Angriffe von

außen geschützt. Probleme stellen

veraltete Softwarelösungen, nicht

mehr zeitgemäße Übertragungsprotokolle

oder obsolete kryptografische

Bibliotheken dar. Auch

Bugs in der Datenverarbeitungskette

können Folgen haben. Ein

unnötiger Notarzt-Einsatz durch

eine fehlerhafte Sensor-Messung

ist dabei noch von eher harmloser

Natur.

Das IoMT ist ein komplexes

System, dessen einzelne Glieder

fehlerfrei und ausfallsicher arbeiten

müssen. Zur Gewährleistung der

Cybersicherheit werden nach

dem Medizinproduktgesetz vernetzte

Medizingeräte besonders

hohe Sicherheits- und Qualitätsauflagen

gestellt. In Deutschland

hat das Bundesamt für Sicherheit

in der Informationstechnik (BSI) im

Jahre 2019 dazu einen Leit faden

zur Cybersicherheit von Medizinprodukten

erarbeitet. Der ZVEI

(Zentralverband Elektrotechnik und

Elektronikindustrie) steht mit dem

BSI sowie weiteren Industrie- und

Betreiberverbänden in Verbindung,

um neue Normen für die Datensicherheit

zu etablieren. ◄

Internationale Fachmesse und Konferenz

für Leistungselektronik, Intelligente Antriebstechnik,

Erneuerbare Energie und Energiemanagement

Seien Sie dabei: die internationale Branchenplattform für

LEISTUNGSELEKTRONIK!

Jetzt registrieren: pcim-europe.com/tickets

Nürnberg, 28. – 30.07.2020

Ihr 30%

Rabattcode:

PCIBEFP41

26 meditronic-journal 2/2020

# pcimeurope


Alles andere als oversized

Dienstleister

NanoOne, ein ultraschneller hochauflösender

3D-Drucker, ermöglicht

die Serienfertigung von Mikrobauteilen

auf höchstem Niveau. Wild

unterstützte in der Gehäusekonstruktion

und mit Optik-Know-how.

Moderne Forschung benötigt

immer kleinere und präzisere

Bauteile. Auch in der Medizintechnik

steigt die Bedeutung von

Patienten-Spezifität, einem der

Hauptargumente für additive Fertigung.

Doch die Produktion von

leistungsstarken Komponenten in

Mikro- bis Mesogröße ist äußerst

anspruchsvoll und lässt herkömmliche

3D-Druckverfahren schnell

an ihre Grenzen stoßen. Genau

das wollte das Gründerteam des

Wiener Hightech- Unternehmens

UpNano ändern. Das Ergebnis: Der

NanoOne, ein ultraschneller hochauflösender

3D-Drucker, der nun

eine neue Ära der additiven Mikrofertigung

einläutet und selbst die

Verarbeitung von lebenden Zellen

ermöglicht. Der patentierte Prozess

ist bis zu 100-mal schneller als der

bisherige Marktstandard. Das ist ein

entscheidender Aspekt, wenn es

um biologische Anwendungen geht.

Klein, schnell und präzise

Um höchste Präzision zu erreichen,

setzt die UpNano GmbH, die

im vergangenen Jahr mit zahlreichen

Forschungs- und Wirtschaftspreisen

ausgezeichnet wurde, auf das Prinzip

der 2-Photonen-Polymerisation

(2PP). Dabei härtet ein Ultrakurzpuls-Laser

Photopolymere direkt

im Materialvolumen aus. Allerdings

nur im Fokuspunkt – überall sonst

bleibt es flüssig. Auf diese Weise

lassen sich feinste Strukturdetails

unterschiedlichster Formen in der

Größenordnung von 100 Nanometer

drucken.

Die Druckgeschwindigkeit konnte

auf bis zu 20 mm 3 /h erhöht und damit

die Herstellung von Mikrobauteilen

erstmals auf eine wirtschaftliche

Basis gestellt werden. Gleichzeitig

wurde der NanoOne mit Unterstützung

der Wild Gruppe und deren

WIN-Netzwerkpartnern so optimiert,

dass er als Desktopgerät selbst im

kleinsten Labor eingesetzt werden

kann. Dafür musste der optische

Pfad überarbeitet werden, was eine

Kettenreaktion an Änderungen mit

sich brachte. Dieser Herausforderung

stellte man sich in wöchentlichen

Meetings, in denen die Entwicklungsschritte

abgestimmt sowie

neue Lösungsansätze geboren

und umgesetzt wurden. „ Aktuell

besprechen wir die Serienüberleitung

des Gerätes“, so Wild Business

Developer Markus Woschitz.

Biokompatibles Drucken

Neben der Druckgeschwindigkeit

ist das Anschließen eines Inkubators,

ein essenzieller Punkt,

der es erlaubt, mit dem

NanoOne auch Biomaterialien

sowie Mischungen

aus Polymeren und lebenden

Zellen zu verdrucken.

Der Inkubator sorgt dafür,

dass die Zellen optimale

Bedingungen vorfinden,

um sich normal zu entwickeln:

37 °C, einen

Kohlen stoffdioxidgehalt

von 5 % und eine konstante

Luftfeuchte. Die speziellen

Bio-Tinten entwickelte

UpNano in Zusammenarbeit

mit einer belgischen

Forschungsgruppe.

Alles biokompatibel

Damit sind der Druckprozess

und die verwendeten

Photopolymere biokompatibel.

Lebende Zellen können

also in das Material eingemischt

und direkt verdruckt oder

auf vorgefertigten, sterilen Strukturen

angesiedelt werden. Etwa

für dreidimensionale in-vitro Zelltests,

die in der Zellforschung, in

der Geweberegeneration sowie in

der pharmazeutischen Industrie an

Bedeutung gewinnen. „Denn in einer

dreidimensionalen Umgebung, die

die natürliche Mikroumgebung der

Zellen besser widerspiegelt, lässt

sich ihr Verhalten viel besser studieren“,

erklärt Denise Mandt, Mitgründerin

von UpNano. „Außerdem

können diese Strukturen direkt

in einem Mikrofluidikchip gefertigt

werden, was völlig neue Ansätze in

der in-vitro Forschung ermöglicht.“

Erfolgreich im Einsatz ist der

NanoOne seit 2019 beispielsweise

an der Medizinischen Universität

Wien. Hier beliefert der 3D-Drucker

forschende Abteilungen mit Bauteilen

im Mikro- und Mesomaßstab.

Ein Projekt etwa befasst sich

mit Oberflächen, die eine Besiedelung

mit Bakterien verhindern und

somit den Einsatz von Antibiotika

reduzieren sollen.

WILD

www.wild.at

Beeindruckendes Beispiel aus dem NanoOne: Ein komplex modelliertes

Schloss mit einer Gesamtgröße von nur 0,2 Millimetern wurde in weniger

als sechs Minuten auf die Spitze eines Bleistifts gedruckt. Das Schloss

enthält alle strukturellen Details, bis hin zu tragenden Säulen mit einem

Durchmesser von weniger als einem Tausendstelmillimeter.

(Bilder: UpNano GmbH)

meditronic-journal 2/2020

27


Produktion

Smart Supply: Die Supply Chain der Zukunft

Die vierte industrielle Revolution

hat längst begonnen und macht auch

vor der Medizintechnikbranche keinen

Halt. Begriffe wie Industrie 4.0,

Internet of Things, Digitalisierung

und Dezentralisierung dominieren

dabei den aktuellen Diskurs. Und

nicht nur das Bundesministeriums

für Bildung und Forschung priorisiert

diese Entwicklung mit einem Förderschwerpunkt,

auch auf der diesjährigen

MedtecLIVE sollen Antworten

auf die vielen Fragen gegeben

werden, die Medizintechnikproduzenten

und -zulieferer haben. Welche

Chancen bietet die vernetzte,

intelligente Fertigung für die Medizin?

Wie ist der Reifegrad dieser

neuen technologischen Möglichkeiten?

Und: Werden die Möglichkeiten

von Produzenten und Zulieferern

genutzt?

Alles smart

Die Smarte Produktion, die

Smarte Zulieferung und die entstehenden

Smarten Produkte sind

drei Themen, die sich wie ein roter

Faden durch die Messe und den

Fachkongress ziehen. Die Akteure

sind sich einig: KI und Vernetzung

sind die Schlüssel für eine intelligente

und wirtschaftliche Produktion.

Doch nicht nur die Produktion,

auch die Zulieferer sollen laut

Messe teilnehmern von Smart Manufacturing

profitieren. Das Netzwerk

aus Zulieferern und Produzenten

kann durch eine smarte Verknüpfung

von enormen wirtschaftlichen

Vorteilen Gebrauch machen. Die

Vorgaben der Medizinprodukteverordnung

(MDR) begünstigen diesen

Trend, wie u. a. Hans-Peter Bursig

der Geschäftsführer des Fachverbands

für Elektromedizinische

Technik vom Zentralverband Elektrotechnik-

und Elektronikindustrie

(ZVEI) erklärt.

Potenziale nutzen

Aber bei den Produktionsprozessen

der mittelständisch geprägten

deutschen Medizintechnik-Industrie

steckt die Vernetzung von Maschi-

MedtecLIVE

www.medteclive.de

28 meditronic-journal 2/2020


Produktion

nen, das Internet of Things noch in

den Kinderschuhen. Und auch in der

Logistik, wird noch nicht das volle

Potenzial ausgeschöpft. Und das

obwohl Smart Manufacturing umfassende

Verbesserungen aller internen

wie externen Prozesse möglich

macht.

Das weiß auch Jim Thompson,

Senior Director Industry Strategy

für die Medizintechnik und Pharmazeutik

bei Siemens Digital Industries

Software: „Intelligente Fertigung für

die Medizinproduktebranche bietet

Vorteile sowohl für Geschäftsziele

wie Qualität und Effizienz, als auch

für die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften“.

Gerade die Zulieferer

könnten von einer intelligenten Vernetzung

profitieren. Klar ist mittlerweile,

von den traditionellen Modellen

der Zulieferung muss man sich

früher oder später verabschieden,

um den Bedürfnissen der Kunden

sowie Produzenten gerecht

zu werden.

Smart Warehouses -

Logistik der Zukunft

Die Beziehung zwischen Zulieferern

und Produzenten wird durch

Smart Manufacturing erheblichen

Veränderungen ausgesetzt sein.

Immer mehr etablieren sich sogenannte

Smart Warehouses – deren

Vorteil liegt vor allem in der autonomen

Intralogistik. Roboter wissen

dank der Software genau, wo

welches Produkt liegt und können

ohne Umwege die Güter einsammeln.

Durch den Einsatz von Künstlicher

Intelligenz wird so Zeit gespart

und mehr Lagerfläche kann generiert

werden. Hybride Geschäftsmodelle

profitieren ganz besonders

von den Smart Warehouses und

konnten sich durch diese erst richtig

etablieren. Hybride Wertschöpfung

zeichnet besonders die Flexibilität

aus: Aus früher steifen und

voneinander getrennten Prozessen

werden agile, ineinandergreifende

Abläufe, die auf die Bedürfnisse

des Kunden angepasst werden

können. So ist auch eine Individualisierung

bestimmter Produkte

bereits beim Logistiker denkbar –

ohne weitere Produktionsanlagen.

Das Dream-Team der

Zukunft: Logistik und IT

Es findet eine Dynamisierung

von Produktions- und Logistikprozessen

statt, ausgelöst durch

digitale Datenkommunikation via

Cloud Computing und dezentralen

Steuerungsmechanismen. Wichtige

Voraussetzung für diese Entwicklung

sind die allgegenwärtigen

Trendbegriffe Globalisierung, Digitalisierung,

Individualisierung und

Tertiarisierung. Um diesem Wandel

und dem Bedarf nach Smart

Warehouses gerecht zu werden,

müssen gerade Zulieferer heute in

neuen Mustern denken. Demand und

Supply rücken zeitlich immer näher

zusammen, IT und Logistik müssen

deshalb gemeinsam arbeiten. Denn

je lauter die Forderung nach mehr

Individualisierung von Produkten,

desto höher der Informations- und

Material fluss, den es zu bewältigen

gilt. Ohne langfristige und durchdachte

Kooperationen dieser zwei

Bereiche wird es schwierig sein,

dem Bedarf gerecht zu werden.

Digitalisierung ist notwendig

Zulieferer müssen sich bewusstwerden,

dass ein langfristiges

Wachstum ohne technologischen

Fortschritt nicht möglich ist. Die Digitalisierung

aller internen Prozesse

ist eine der wichtigsten Vorrausetzungen

dafür. Die digitale Infrastruktur

muss zudem vereinheitlicht werden,

um eine effiziente Zusammenarbeit

zu ermöglichen. Oftmals findet

man noch viele Inselsysteme in

einem Unternehmen, doch für die

Zukunft und eine erfolgreiche Prozessautomatisierung

müssen alle

am gleichen Strang ziehen. Denn

längst wünschen sich Kunden nicht

nur die Lieferung eines Produktes,

sondern wollen ihre Supply Chain

optimieren. Dafür braucht es eine

reibungslose Datenkommunikation

und eine einfache Integration

in Kundensysteme. Hersteller wie

Lithoz aus Wien benötigen eine

solche Infrastruktur für ihre Produktion:

„Unsere Produktion basiert auf

Patientendokumenten. Jeder Schritt

kann einzeln dokumentiert werden

und die Patientendaten werden für

ein optimales und individuell angepasstes

Produkt genutzt.“

Kodesign - Individualisierung

per 3D-Druck

Eine Facette der Herstellung

von personalisierten Produkten

nennt sich Kodesign. Gerade für

die Medizintechnik kann dies einen

großen Fortschritt bedeuten, denn

das Kodesign nutzt 3D-Druck, um

dezentral beispielsweise Ersatzteile,

personalisierte Prothesen oder dentalmedizinische

Komponenten herzustellen.

Einigkeit besteht über den

großen Nutzen des 3D-Drucks in

der Medizintechnik: Es gibt im Idealfall

kein wochenlanges Warten

mehr auf die ersehnten Hilfsmittel

für Mediziner und Patienten, sondern

individuelle, schnelle und flexible

Lösungen.

Das 3D-Druckverfahren ist schon

längst über den Punkt hinaus, nur

Muster oder Prototypen anfertigen

zu können. Im Gegensatz zum

klassischen Produktionsverfahren,

in dem normalerweise ein Teil aus

einem Rohling herausgefräst wird,

handelt es sich beim 3D-Druck um

ein additives Verfahren, dass zum

einen deutlich weniger Abfall hinterlässt

und zum anderen einen hohen

Individualisierungsgrad und eine

Integration mehrerer Funktionen

in einem Produkt möglich macht.

Die Herstellung folgt in Zukunft den

Bedürfnissen des Marktes und nicht

mehr, wie vorher üblich, andersherum.

Auch Jim Thompson betont

die Vorteile der Kombination von

3D-Druck und Smart Manufacturing:

„Eines der am häufigsten verwendeten

personalisierten medizinischen

Geräte sind patientenspezifische,

3D-gedruckte, chirurgische

Schneidführungen, die für

eine Vielzahl von chirurgischen

Eingriffen verwendet werden. Die

Oberfläche der Schneidführungen,

die an der Anatomie des Patienten

angepasst ist, wird mithilfe von CToder

MRT-Scans geformt, die analysiert

werden, um auf die einzigartige

organische Oberflächenkontur

eines jeden Patienten einzugehen.“

Vom CT-Scan zum

personalisierten Implantat

Während in der Zahnheilkunde

auch früher schon vom Zahntechniker

individuelle Brücken oder

Kronen angefertigt wurden, überwiegt

in der Mehrzahl der Medizinprodukte

der Standard. Große

Modell- und Größenvielfalt sorgen

heute dafür, dass ein Medizinprodukt

annähernd zum Patienten

passt. Ob künstliches Hüftgelenk

oder Fußprothese – Standardprodukte

decken viele Bereiche ab, die

Herstellung von individuellen Prothesen

ist jedoch aufwändig und teuer.

Eine Lösung dieses Zielkonflikts von

Passgenauigkeit und Kosten kann

Smart Manufacturing bieten.

Bewährte Lösungen in der

Zahnheilkunde

In der Zahnheilkunde sind smarte

Produktionsverfahren wie bereits

erwähnt schon seit Jahren im Einsatz:

Der Zahnarzt stellt Bilddaten

zur Verfügung, im Laserschmelzverfahren

wird dann ein Kronengerüst

in wenigen Minuten gefertigt.

Die Arbeit des Zahntechnikers wird

deutlich erleichtert. „Die große Individualität

bei den Produkten stellt

dank Smart Manufacturing kein

Problem für Produktion oder Logistik

dar. Die Daten werden digital

verschickt. Wir konzentrieren uns

auf die Arbeit mit größeren Lieferanten,

sodass wir klare Beschaffungsprozesse

haben“, berichtet

Alexandros Lagaris, Geschäftsführer

der LAC Laser Add Center

GmbH. Im Gegensatz zum Standard-Implantat,

bei dem der Knochen

an das Implantat angepasst

werden muss, passt das personalisierte

Implantat perfekt zur Anatomie

des Patienten. PLM-Systeme

– als zentrale Plattform der smarten

Fertigung – unterstützen den

Hersteller auch dabei, die regulatorischen

Vorschriften einzuhalten

und ihre Einhaltung zu dokumentieren.

Wie Smart Manufacturing die

Medizintechnik-Entwicklung und

Produktion voranbringen kann,

ist auch Thema des vom 30.06. -

02.07.2020 stattfindenden MedTech

Summit Congress & Partnering,

parallel zur MedtecLIVE. Smarte

Fertigungsprozesse sorgen nicht

nur für mehr Effizienz in Bezug auf

finanzielle, materielle oder menschliche

Ressourcen. Sie tragen auch

zu einer nachhaltigeren Produktion

und damit zu den Nachhaltigkeitszielen

eines Unternehmens bei. ◄

meditronic-journal 2/2020

29


Produktion

Manuelle Löttechnik für das IoT-Zeitalter und

Industrie 4.0

Wie sehen die Ansprüche des sogenannten IoT-Zeitalters und die Erwartungen einer 4.0-Umgebung in der

Fertigung aus, wenn es um manuelle Technik wie das Handlöten geht?

Technisches Büro Kullik GmbH

tbk@kullik.com

www.kullik.com

www.hakko-iot.eu

Nachverfolgbarkeit von

Prozessen

Zum einen muss die Traceability

– also die Nachverfolgbarkeit

von Prozessen – gewährleistet sein

und damit die Informationen darüber,

unter welchen genauen Bedingungen

diese Prozesse durchgeführt

wurden. Die Herausforderung ist,

die dafür relevanten Prozessdaten

in Echtzeit zu erfassen und einem

zentralen Datenbank system zuführen

zu können.

Zum anderen muss eine Schnittstelle

geschaffen werden, durch die

sich sowohl die einzelne Lötstation

als auch ganze Bulks von mehreren

Stationen zentral mit Informationen

oder Profilen/Parametern beschicken

lassen, die für die Durchführung

eines bestimmten Prozesses

bestimmt sind.

Lötsystem für die Zukunft

Hakko stellte mit der FN-1010

ein Lötsystem vor, welches genau

diesen Erwartungen entspricht

und liefert somit IoT-Löttechnik für

die Zukunft.

Alle Informationen aus dem manuellen

Lötprozess werden in Echtzeit

gesammelt, gespeichert und

visualisiert. Und alle relevanten Prozessdaten,

wie Format und Seriennummer

der Lötspitze, Anzahl der

Aufheizvorgänge und die gesamte

geleistete Betriebszeit der individuellen

Spitze, werden erfasst.

Flexible Interface-Optionen

gewährleisten die einfache Integration

in jede Umgebung und in

jede Ausbaustufe. Wahlweise stehen

zur Verfügung: RS232, USB

3.0 oder LAN.

Aber was steckt eigentlich

dahinter?

Ziel von Industrie 4.0 ist es, alle

Teilnehmer einer Wertschöpfungskette

digital so zu verknüpfen, dass

alle Beteiligten miteinander in einem

Netzwerk (Internet oder Intranet)

verbunden sind: Menschen, Maschinen,

Anlagen, Logistik, Produktion

und Finanzen. Grundlagen sind

intelligente, digital vernetzte und

sichere Systeme – mit deren Hilfe

soll eine weitgehend selbstorganisierte

Produktion möglich werden.

Ähnliche Bestrebungen finden in

allen Industrieländern statt: in Japan

unter „Industrial Value-Chain Initiativ“

IVI, in Frankreich unter „Industrie

du futur“, in den USA „Industrial

Internet Consortium“ IIC, in Südkorea

„Smart Factories“. Grundstock

sind aber immer digitale Systeme,

die miteinander und einer digitalen

Umgebung kommunizieren können.

Gerade in sensiblen Produktionsumfeldern

für Hightech-Elektronik

für Militär, Medizin, Automotive,

Luft und Raumfahrt. Dort kann

eine einzelne, misslungene Lötstelle

zum Totalausfall, zur Katastrophe

führen. Es ist von höchster Wichtigkeit

für jede einzelne Lötstelle, die

Sicherheit über die präzise Ausführung

zu erlangen und ein Protokoll

live online, aber auch abrufbar

zu führen.

Lötspitzen, die „mitdenken“

Ermöglicht wird das mit Lötspitzen,

die „mitdenken“, sozusagen

mit einem Gedächtnis, das ausgelesen

werden kann, und einem Zähler

der Lebensereignisse.

Seit der Erfindung der Kompakt/

Komposit-Lötspitze, bei der das

Heizelement, der Temperatur-Sensor,

der Anschlusskontakt und der

Metallkern der Lötspitze eine thermische

Einheit bilden ist bei dem

Prinzip nicht mehr viel geschehen.

Bei den bisherigen Lötstationen

ist nicht gewährleistet, dass die

Wahl der Löttemperatur in Hinblick

auf die maximal erlaubte Höhe wirklich

über die gesamte Prozessdauer

eingehalten wird. Die Auswahl der

Lötspitzenform ist dem Anwender

genauso überlassen wie die Einstellung

der Ruhefunktionen und

Pflege der Lötspitze.

Die Messung der Temperatur in

und die Gegenmessung an der äußeren

Spitze der Lötspitze, zur Ermittlung

einer eventuell unzu lässigen Differenz

und deren Korrektur durch die

Verwendung einer Offset-Funktion,

neigt zu Ungenauigkeiten.

Die schriftlichen Protokolle unterliegen

dem Risiko des menschlichen

Irrtums und einfachen Übernahmefehlern.

Die automatisierte, gesteuerte

Übertragung in ein IoT-System

ist bisher nicht möglich.

In der Vergangenheit wurde der

Bereich der manuellen Löttechnik

den Ansprüchen der Anwender und

der Industrie entsprechend weiterentwickelt.

Die übertragbare Energie

auf eine Lötstelle ist auf bis zu

300 W gesteigert worden. Die Lötspitzenformen

sind praktisch für jede,

auch noch so komplizierte Lötaufgabe

angepasst worden. Die Anwen-

30 meditronic-journal 2/2020


Produktion

dung von Stickstoff, der die Lötstelle

zusätzlich erwärmt, vor Oxidation

schützt, damit das Flussmittel deutlich

länger aktiv hält und die Standzeit

der Lötspitze verdoppelt, ist ein

weiterer Meilenstein, Lötstellen perfekt

und zuverlässig herzustellen.

Nun ist es an der Zeit,

auch die Welt der

manuellen Löttechnik

in das IoT-Zeitalter zu

transportieren!

Hakko bietet nun mit der FN-1010

ein neues Gesamtlötsystem an, das

von der intelligenten Lötspitze bis

zur Überwachung und Auswertung

der Lötvorgänge, die notwendigen

Features bietet. Die neuen Lötspitzen

sind mit einem „Gedächtnis“

ausgerüstet. Der pro Spitze vorhandene

individuelle Speicher-Chip, der

ausgelesen werden kann, macht es

möglich, jeder Lötspitze dauerhaft,

individuelle Werte und Ereignisse

zuzuordnen. Gespeichert sind das

Format und die Bezeichnung der

Lötspitze, ihre eindeutige Seriennummer,

die Zuordnung zur eingesetzten

Lotlegierung – bleifreies

Lot oder bleihaltiges Lot.

Dieser Eintrag, diese Festlegung

kann, wenn er auf bleihaltig geändert

wird, nicht mehr rückgängig

gemacht werden. Eine Verwendung

im Standardprozess muss

dann speziell frei gegeben werden.

Die Temperaturablage, auch Offset

genannt, zwischen der in der

Spitze gemessenen und der extern

ermittelten Löttemperatur wird drahtlos

vom Thermometer an die Lötstation

übertragen. Um die Temperaturunterschiede,

die Ablage, gering

zu halten, ist der interne Temperatursensor

in der Lötspitze weit zur

Spitze hin angeordnet worden.

Gespeichert werden auch die

Anzahl der Aufheizvorgänge und

die gesamte Betriebszeit der Lötspitze.

Durch diese Statistik ist es

möglich, einen Zeitpunkt festzulegen,

zu dem die Lötspitze voraussichtlich

gewechselt werden sollte. Das

Tracking der eigenen Prozessdaten

ermöglicht, den Verschleiß vorher

zu bestimmen und rechtzeitig die

Lötspitze zu wechseln. Die Erfassung

der Energieübertragung pro

Lötstelle lässt auch weiter Rückschlüsse

über evtl. Justierung und

Optimierung des Prozesses zu und

visualisiert und erfasst die entscheidenden

Parameter des manuellen

Lötprozesses.

Ein weiteres Feature für ein sicheres

Arbeiten ist der „erweiterte

Standby“. Ein Bewegungssensor

im Lötkolben leitet in Arbeitspausen

die Standby- oder Ruhefunktion

der Lötstation ein, zusätzlich

kann auch für längere Pausen eine

komplette Abschaltung programmiert

werden. Zusätzliche Sicherheit

ist gegeben, wenn der Lötkolben

vom Arbeitsplatz fallen sollte.

In diesem Fall wird die Energiezuführung

zur Lötspitze ausgeschaltet,

um die Gefahr weiterer Schäden

und Verbrennungen auszuschließen.

Die Lötstation ist mit der effektiven

Heizleistung von 100 W gut

gerüstet, um nahezu alle gängigen

Lötaufgaben erfüllen zu können.

Ein sechszeiliges LC-Display

zeigt die Prozessparameter an. Vier

Tasten sind für die Bedienung übersichtlich

in der Frontseite der Station

angebracht. Für die Kommunikation

bei der Übertragung der Offset-Werte

ist eine Infrarot-Schnittstelle

in Station und Thermometer

eingebaut. Weitere Schnittstellen

erlauben die Übertragung der

Prozessdaten, die Kommunikation

mit einem Computer oder Server.

Drei Schnittstellen-Optionen

Hakko FN-1010 kann wahlweise

mit einem RS232-, USB-3.0- oder

LAN-Interface geliefert werden:

• RS232-Schnittstelle zur Anbindung

von Steuerungen und für die einfache

Kommunikation

• USB-3.0-Schnittstelle für die software-gestützte

Programmierung

der Parameter – zentral, dezentral,

einzeln oder gruppenweise

• LAN-Schnittstelle zur IP-basierten

Kommunikation für den externen

Zugriff in/out ◄

meditronic-journal 2/2020

31


Produktion

Titan effizient und prozesssicher fräsen am

Beispiel eines Knochenimplantats

Für den Anwender liegt der Vorteil einer effizienten Kühlung in einer deutlichen Produktionssteigerung

Mikron Tool SA Agno

www.mikrontool.com

www.youtube.com/mikrongroup

In der Medizintechnik kommt keiner

an der Verwendung von Titan

vorbei, denn dieser Werkstoff ist

biokompatibel, korrosionsbeständig

und leicht. Doch Titan hat noch ein

anderes Gesicht. Verschiedene Faktoren

machen ihn zu einem schwer

zerspanbaren Stoff: Hohe Schnittgeschwindigkeiten

sind schwierig

zu erreichen, denn das zähelastische

Verhalten macht hohe

Schneidkräfte erforderlich. Durch

die schlechte Wärmeleitfähigkeit

überhitzen sich die Schneiden, brechen

ab oder verkleben. So kann

kaum eine gute Prozesssicherheit

erreicht werden. „Nur ein optimales

Werkzeug mit einem optimalen Prozess

kann zu guten Resultaten führen,

vor allem wenn es um kleine

Dimensionen geht“, so Herr Gotti,

Entwicklungsleiter bei Mikron Tool.

Die Kühlung im Zentrum der

Entwicklung

Viele Faktoren mussten berücksichtigt

werden für ein perfektes

Resultat, doch schnell konzentrierten

sich die Entwickler auf das

Thema Kühlung. Ihnen war klar,

dass eine Überhitzung des Werkzeuges

von Anfang an verhindert

werden musste. „Dazu ist nur eine

im Werkzeug integrierte Kühlung

fähig“ sagt Herr Gotti. „Jede Kühlung

von außen wird je nach Fräsposition

immer wieder unterbrochen

und jede Unterbrechung ist für den

Fräser eine riesige Belastung.“

Die Lösung wurde mit einer im

Schaft integrierten Kühlung gefunden.

Eng am Konus treten die möglichst

große Kühlkanäle aus, denn

die Durchflussmenge ist entscheidend

für die Qualität der Kühlung.

Crazy Werkzeuge im Einsatz

Im konkreten Einsatz zeigt sich,

was die theoretischen Überlegungen

wert sind. Gewisse minimale

Anforderungen an die Maschinen

bestehen, vor allem bei kleinen

Werkzeugen. Kein Problem für die

Milltap 700 von DMG Mori, ausgerüstet

mit innengekühlten Spindeln.

Für die „crazy“ Kleinfräser reicht der

maximale Druck von 40 bar und die

Drehzahl von 24.000 U/min.

„Fast und Soft“ Bearbeitung nennt

Herr Gotti die Frässtrategie: eine

hohe Schnittgeschwindigkeit steht

einem gemäßigten Vorschub gegenüber,

eine hohe axiale Zustellung

a p einer moderaten radialen

Zustellung a e . Die intensive Kühlung

erlaubt hohe Schnittgeschwindigkeiten

und die Verwendung der

vollen Schnittlänge des Fräsers für

die axiale Zustellung. In 14 einzelnen

Prozessschritten wurden insgesamt

12 Werkzeuge eingesetzt.

Schnell und prozesssicher

Mit einer gesamten Bearbeitungszeit

von wenig mehr als 35 Minuten

war das Team dann zufrieden. Die

Werkzeuge arbeiten gleichzeitig

schnell, prozesssicherer und erreichen

zudem eine hervorragende

Oberflächenqualität. ◄

Herr Gotti (Leiter R&D bei Mikron Tool) im Gespräch mit Mitarbeitern seines

Entwicklungsteams

32 meditronic-journal 2/2020


Lasertechnik

Laserschweißen von Kunststoffen in der

Medizintechnik

Der Laser ist heute in vielen Bereichen der Produktion ein etabliertes Werkzeug. Durch die hohe

Präzision, die lokal gut dosierbare Energieeinbringung und nicht zuletzt die Sauberkeit hat sich dieses

Werkzeug in der Fertigung einen festen Platz gesichert.

Die EVO 2800 der Evosys Laser GmbH. Neueste Technologie für die schnelle

und unkomplizierte Umsetzung von Laserschweißanwendungen in der

Medizintechnik

Für die Produktion im

Reinraum prädestiniert

Das Verfahren arbeitet partikelfrei

und ist für die Produktion im

Reinraum prädestiniert. Es ist

somit der Schlüssel für die Produktion

in der Medtech-Branche.

EVOSYS ist Spezialist für das

Laserschweißen von Kunststoffen

und stellt maßgeschneiderte

Maschinen in diesem Bereich her.

Besonders hygienisch

Medizintechnische Geräte

und Verbrauchsartikel können

per Laser besonders hygienisch

hergestellt werden. Wir

sehen vor allem im Bereich der

Point-of-care und drug-delivery

Systeme den Trend zu smarten

Lösungen für den Endkunden.

Diese Lösungen benötigen

eine hohe Packungsdichte bei

der erforderlichen und empfindlichen

Elektronik und Mechatronik.

Für die finale Montage solcher

Systeme kommt meistens

nur Kleben oder Laserschweißen

in Frage. Da Laserschweißen

partikelfrei, sauber und frei

von Zusatzstoffen ist, ist es die

erste Wahl im diesem Sektor.

Sehr spannend für Medizinprodukte

ist das Laserschweißen mit

2 µm Wellenlänge, denn hier ist

kein Zusatzstoff erforderlich. Das

sogenannte Klar-Klar Schweißen

kann bei vielen gängigen Materialien

(PP, MABS, COC) eingesetzt

werden und ist geeignet zur

Herstellung von Mikrofluidiken.

Auch durch die stetige Entwicklung

neuer Behandlungsmethoden

nimmt die Bedeutung zuverlässiger

Produktionsprozesse im

Bereich Healthcare rasant zu.

Eine Herstellung nach GMP-

Standards ist mit den Anlagen

von EVOSYS leicht sicherzustellen,

sie bieten ideale Voraussetzungen

um auch anspruchsvolle

Aufgaben zu bewältigen.

Einsatz in der

Medizintechnik

Für den Einsatz in der Medizintechnik

und Pharmaindustrie ist

z.B. die EVO 2800 besonders

geeignet mit der sich sterile Verpackungen,

Mikrofluidik-Komponenten

sowie Lab-on-a-Chip Systeme

herstellen lassen. Sowohl

die manuelle Bestückung durch

einen Bediener, als auch eine

automatische Bestückung durch

ein Handling- oder Robotersystem

sind möglich. Das Laserschweißsystem

erlaubt zudem

eine umfassende Dokumentation

und zeichnet sich durch Zuverlässigkeit

aus. ◄

Evosys Laser GmbH

www.evosys-group.com

Links: Lasergeschweißte nadellose Spritze, rechts: klar-klar-Baugruppe

meditronic-journal 2/2020

33


Lasertechnik

Einweg- Lichtwellenleiter

Ein Schlüsselprodukt für Minimal-invasive Medizinanwendungen

sein. Dabei ist neben der Betriebssicherheit

auch der Kostenfaktor zu

berücksichtigen.

Drei unterschiedliche Anwendungen

unterstreichen die bedeutende

Rolle von fiberoptischen

Systemen in verschiedenen medizinischen

Bereichen.

Autoren:

Amol Raul, Matthias Schulze,

Coherent Inc.

www.coherent.de

Eine wachsende Anzahl von

Laser- und LED-Anwendungen in

der Medizin erfordern eine effiziente

Übertragung von Licht durch

einen Lichtwellenleiter. Dabei entsteht

eine steigende Nachfrage

nach ökonomischen Einweg-Lichtwellenleitern

mit präzise gefertigten

und vormontierten optischen Komponenten.

Faseroptische

Komponenten ermöglichen

neue minimalinvasive

Anwendungen

Hochentwickelte Lichtquellen

wie Laser, LEDs und Superkontinuum-Strahlungsquellen

werden

immer häufiger in medizinischen

therapeutischen Anwendungen

eingesetzt. Das betrifft Vorgänge,

bei denen Licht als Werkzeug für

einen medizinischen Eingriff oder

zur Bildgebung in einer Remote-

Anwendung verwendet wird. Wo

Licht in einen Körper eingebracht

werden muss, sind Lichtleiter zunehmend

das Mittel der Wahl. Sie sind

sehr gut geeignet für minimalinvasive

Anwendungen durch Laparoskop

oder Katheter. Die Vorteile im

Vergleich zur konventionellen Chirurgie

sind gute Verträglichkeit bei

den Patienten, geringeres Risiko

und geringere Kosten.

Die effiziente Einkopplung

von Licht

in einen Lichtwellenleiter ist eine

anspruchsvolle optomechanische

Aufgabe, bei der in der Praxis oft

technische Hürden zu überwinden

sind. Zum Beispiel muss Licht in

eine Glasfaser, deren Durchmesser

oft im µm-Bereich liegt, eingekoppelt

werden und die Kopplung muss

während der Anwendung durch den

Operateur oder den Medizintechniker

perfekt erhalten bleiben. Diese

Arbeiten werden von Medizingeräteherstellern

oftmals durch Outsourcing

an Spezialisten vergeben.

Anstelle der Beschaffung einzelner

Komponenten wie Fokussierungsund

Koppeloptiken, optische Fasern

und Ausgangsoptiken werden die

Anforderungen an das Modul spezifiziert.

Das fertige, getestete und

zertifizierte Modul enthält alle vorgefertigten

und montierten Komponenten.

In der Regel sind die

optischen minimalinvasiven Komponenten

Einwegartikel zur Vermeidung

von Keimübertragungen und

Sterilisationsaufwand. Sie müssen

daher für einen einfachen Anschluss

an das Lasersystem ausgelegt

Laser Lithotripsie

Eine der schon „klassisch“ zu

nennenden faseroptischen Anwendungen

ist die Lithotripsie – das

Zertrümmern von Steinen in Niere,

Blase, im Harntrakt oder der Gallenblase.

Hierbei werden Laserpulse

über einen Lichtwellenleiter in ein

flexibles Anwendungswerkzeug wie

z. B. ein Urethroskop übertragen.

Die kurzen, energiereichen Pulse

im Nanosekundenbereich werden

im zu zerkleinernden Stein absorbiert.

Die entstehende Stoßwelle zerlegt

den Stein in kleine Teilstücke,

die dann problemlos z. B. durch die

Harnröhre abgeführt werden können.

Ursprünglich wurde dazu ein

gepulster Farbstofflaser benutzt,

der jedoch in den letzten 20 Jahren

durch Holmium-YAG-Laser und

neuerdings durch Thulium-Faserlaser

im mittleren IR abgelöst wurde.

Genaue Einkopplung des

Lasers

Diese Anwendungen erfordern

keine extreme Fokussierung,

dadurch genügt die Verwendung

eines Multimode-Lichtwellenleiters.

Da aber hohe Pulsenergien und Spitzenleistungen

weitergeleitet werden

müssen, ist ein verlustarmer Transport

der Strahlung maßgebend. Insbesondere

möchte man einen Leistungsverlust

in den Fasermantel

(cladding) vermeiden. Das erfordert

eine genaue zentrische Einkopplung

des Lasers in die Faser. Coherent

zieht diese Fasern aus einer anwendungsspezifisch

gestalteten Basisform.

Die Lichtwellen leiter sind auf

eine definierte Zerstörschwelle und

einen minimalen Biegeradius getestet

und zertifiziert. Der Leistungsverlust

als Funktion des Biegeradius

wird ebenfalls gemessen. Zwei

unterschiedliche Spitzen am distalen

Ende können zur Optimierung der

34 meditronic-journal 2/2020


Lasertechnik

OEM-Lichtwellenleiter können mit unterschiedlichen Endstücken und

Formen hergestellt werden

Behandlung eingesetzt werden.

Dies sind eine kugelförmige und

eine gerade Spitze, wie in den Bildern

dargestellt. Nach dem Zusammenbau

wird das System nochmals

auf Funktion und Umweltverträglichkeit

getestet, bevor es an den

Systemlieferanten versendet wird.

Ablation von Hirngewebe

Die Nutzung des Lasers zur selektiven

Abtragung von Hirngewebe in

kleinen Mengen – Laser Neuroablation

- ermöglicht die Behandlung

von Krebs (z. B. Glioblastom) und

Epilepsie. Neuroablation ist eine

Alternative zu Operation am offen

Gehirn (Craniotomie) und kryotechnischen

Methoden. Die Durchführung

geschieht oft bei Bewusstsein

unter hochauflösender Magnetresonanztomographie

mit Robotertechnik

zur punktgenauen Abtragung.

Der große Vorteil liegt hierbei in

dem kleinen Operationswerkzeug,

welches das Trauma der Öffnung

der Schädeldecke minimiert und

- weit wichtiger - in der minimalen

Zerstörung des zu durchdringenden

Hirngewebes, welches über der zu

behandelnden Stelle liegt. Das Ziel

ist üblicherweise, das zu entfernende

Hirngewebe thermisch zu denaturieren

oder zu koagulieren. Dafür

wird typischerweise eine CW-Leistung

von


Lasertechnik

Ultrakurzpuls-Laser-Mikrobearbeitung

GHF hat die Laser-Mikrobearbeitungsanlage GL.smart marktreif gemacht.

Die neue GL.smart stellt mit bis zu 16 simultanen Achsen das Allroundtalent

im Bereich der Laser-Mikrobearbeitung dar und kann dabei die Flexibilität,

die der Laser bietet, voll ausschöpfen Bilder: GFH GmbH

GFH GmbH

info@gfh-gmbh.de

www.gfh-gmbh.de

Durch die fortschreitende Miniaturisierung

von Bauteilen und Komponenten

sowie den Einsatz von

Hightech-Materialien stoßen konventionelle

Fertigungsverfahren,

wie beispielsweise das Schleifverfahren,

an ihre Grenzen. Mit abnehmender

Strukturgröße und zugleich

steigenden Anforderungen hinsichtlich

Präzision, Gratfreiheit und Flexibilität

können Ultrakurzpuls-Laser

ihre Stärken ausspielen.

Aufgrund des berührungslosen

Abtrags sowie des sehr geringen

Wärmeeintrags bieten sie die

besten Voraussetzungen für die

geforderte hohe Qualität. Seit Jahren

ist die GFH GmbH einer der globalen

Marktführer und technologischen

Vorreiter in der Konzeption

und Konstruktion von hochpräzisen

Lasermikrobearbeitungsanlagen

mit Ultrakurzpuls-Lasern. Seine

Vorreiterrolle bestätigt das Unternehmen

aktuell mit der Markteinführung

der Laser-Mikrobearbeitungsanlage

GL.smart.

Allround-Talent im Detail

Durch den berührungslosen Abtrag bleibt das Werkstück während der

gesamten Bearbeitungszeit kraft- und verformungsfrei. So kommt es auch

bei sehr dünnen und filigranen Bauteilen nicht zu Genauigkeitsverlusten.

Die neue GL.smart stellt mit bis

zu 16 simultanen Achsen das Allround-Talent

im Bereich der Laser-

Mikrobearbeitung dar und kann

dabei die Flexibilität, die der Laser

bietet, voll ausschöpfen: Ein einziges

Werkzeug dreht, bohrt, schneidet

und graviert in einer Aufspannung

und fertigt damit ohne den

üblichen Genauigkeitsverlust,

der aus den Umspannvorgängen

resultiert.

Als neuste Maschine der

GL-Serie

bietet die GL.smart mit Maßen

von 2212 x 2219 x 1026 mm (L x

H x B) Produktivität auf kleinsten

Raum. Durch den Einsatz von

Hochleistungslasern in Kombination

mit einer Strahlteilung ist die

gleichzeitige Bearbeitung auf zwei

Stationen und damit doppelter Output

möglich. Auf Wunsch kann die

Maschine zudem mit einem Stangenlader

als Beschickungseinheit

ausgerüstet werden, sodass sie sich

in Kombination mit einem integrierten

Bauteil-Handling mittels Roboter

ohne Einschränkung mannlos im

24/7-Betrieb einsetzen lässt.

Die Entwicklung

der GL.smart konzentrierte sich

insbesondere auf die Möglichkeit

der hochpräzisen Laser-Drehbearbeitung.

Dieser von der GFH GmbH

entwickelte Prozess ermöglicht es,

Drehteile mit sehr geringen Durchmessern

herzustellen. Das Herzstück

dieses Verfahrens ist die

Kombination des präzisen Laserabtrags

mittels einer patentierten

Optik und der Werkstückbewegung

auf einer Drehachse mit hochgenauem

Rundlauf.

Durch den berührungslosen

Abtrag bleibt das Werkstück während

der gesamten Bearbeitungszeit

kraft- und verformungsfrei. So

kommt es auch bei sehr dünnen

und filigranen Bauteilen nicht zu

Genauigkeitsverlusten. Des Weiteren

können auf diese Weise auch

Teile mit großer Ausspannlänge einfach

bearbeitet werden.

Die exakte Steuerung

der Laserparameter passt den

Wärmeeintrag ins Material dem

36 meditronic-journal 2/2020


Lasertechnik

Die Einsatzbereiche der neuen GL.smart sind vielfältig und reichen von der Medizintechnik zur Herstellung von Mikrowerkzeugen wie Pinzetten,

Mikroschneiden oder Implantaten bis hin zur Uhrenindustrie zur Fertigung sogenannter Pivots, die in Uhrwerken verbaut werden

jeweiligen Werkstückvolumen an,

sodass keine Wärme akkumulation

und damit thermische Spannungen

und Verformungen auftreten.

Darüber hinaus bleiben die in der

planaren Laserbearbeitung erzielbaren

Oberflächenkennwerte auch

bei dieser Bearbeitungsvariante

vollständig erhalten und können

sogar noch übertroffen werden.

Die Einsatzbereiche der neuen

GL.smart sind vielfältig und reichen

von der Medizintechnik zur

Herstellung von Mikrowerkzeugen

wie Pinzetten, Mikroschneiden

oder Implantaten bis hin zur Uhrenindustrie

zur Fertigung sogenannter

Pivots, die im Uhrwerk verbaut

werden. Die Vorteile der Laserbearbeitung

liegen dabei in den

attraktiven Fertigungszeiten aufgrund

des Schrupp- und Schlichtverfahrens

(Grob- und Feinbearbeitung)

mittels Ultrakurzpuls-

Laser und der berührungs losen,

verschleißfreien Bearbeitungsmöglichkeit

auch kleinster Bauteile

aus nahezu jedem Material.

Das Laserdrehen ermöglicht insbesondere

bei der Herstellung und

Bearbeitung von Präzisionsteilen

eine ungewöhnlich hohe Genauigkeit,

so dass es andere, aufwendigere

Verfahren wie beispielsweise

das konventionelle Schleifen

ersetzen kann. ◄

Modulare Workstation fürs Laserschweißen von Kunststoffen

Seit anfang 2020 ist die modulare Workstation

Turnkey M zum Laserschweißen von mittelgroßen

Kunststoffbauteilen bis rund einem

halben Meter Größe erhältlich. Sie ergänzt die

kleinere kompakte Turnkey S, die vor etwas

über einem Jahr lanciert wurde.

Wiederum basiert die Turnkey M auf einem

modularen Baukastensystem, so dass sie unterschiedlich

konfiguriert werden kann, passend

zu den Bauteilen des Kunden und seinen Anforderungen.

Der Schaltschrank und der Laser

mit unterschiedlichen möglichen Leistungen

befinden sich im Unterbau der Maschine, so

dass der Schweißraum im Oberbau von den

Seiten und hinten durch große Flügeltüren gut

zugänglich ist. Für die Zuführung der Bauteile

kann zwischen Schublade und Rundtakttisch

gewählt werden, der mit einem Durchmesser

von 650 mm auch erlaubt größere Bauteile

aufzunehmen. Kundenspezifisch ist auch die

Integration eines Transferbands durch die

Maschine möglich.

Um die Schweißnaht abzufahren kann das

Turnkey M für den Konturprozess mit Servo-

Achsen ausgerüstet werden oder für quasisimultanes

Schweißen mit einer Scanneroptik,

die bis zu einem Bearbeitungsfeld von 350

x 350 mm abdecken kann.

In der Medizintechnik punktet die Lasertechnik

fürs Kunststoffschweißen vor allem durch

die präzisen und sauberen Verbindungen. Die

zum Anschmelzen der Kunststoffe benötigte

Energie wird nur sehr lokal eingebracht, ohne

Hitzeeinwirkung auf nahegelegene Bereiche

wie z. B. wärmeempfindliche Reagenzien. Im

Vergleich zum Ultraschallschweißen besteht

auch nicht die Gefahr Partikel zu erzeugen

und es entstehen keine Vibrationen, die die

empfindliche Elektronik beschädigen können.

ProByLas

www.probylas.com

meditronic-journal 2/2020

37


Messtechnik/Qualitätssicherung

Qualitätssicherung mit fortschrittlicher Messund

Prüftechnik für Augenlaser-Therapie

Autor:

Alexander Jäger,

Portfolio-Solution Manager

Geschäftsgebiet Elektronik

HEITEC AG

www.heitec.de

Die Qualitätsanforderungen in der

Medizintechnikindustrie sind hoch

und erfordern in der Konsequenz ein

Maximum an Präzision des eingesetzten

Prüfequipments. Ein namhaftes

Medizintechnik-Unternehmen

produziert eine speziell entwickelte

Patientenschnittstelle, welche

bei LASER-Augenoperationen

für die Fixierung des Auges verwendet

wird und somit als Schnittstelle

zwischen dem Patienten und

dem Augen-Lasergerät fungiert.

Da diese im Sinne der Patientensicherheit

absolut genau und verlässlich

funktionieren muss, wurde

zur Sicherstellung eines hohen

Qualitätsstandards die Heitec AG

mit der Entwicklung eines neuen

Vakuum Test Equipments beauftragt,

welches in der Fertigung eingesetzt

werden soll.

Anwendung

Das entwickelte Testsystem dient

der funktionalen Prüfung der Patientenschnittstelle.

Hierbei werden

unterschiedliche Messungen z. B.

des Durchflusses, des Druckabfalls

und der Zugkraft durchgeführt, um

eine tadellose Leistung der Dichtungen

und Zuleitungen des Endproduktes

sicherstellen zu können.

Dieses Testsystem besteht aus

einem eigens dafür ent wickelten und

konstruierten Gehäuse, welches den

Reinraumstandard der ISO-7 Norm

erfüllt, in der die Partikel anzahl je

Kubikmeter definiert wird. Ähnlich

wie in der Halbleiterfertigung ist

auch hier für zuverlässige Ergebnisse

die Konzentration luftgetragener

Teilchen möglichst gering

zu halten. ISO-7 sieht eine maximale

Partikelanzahl von 83.200 pro

1,0 µm vor, viele verbaute Komponenten

entsprechen sogar ISO-5

(832 Partikel pro 1,0 µm, bzw. 100

Partikel von min. 0,5 µm Durchmesser

pro Kubikfuß). Das System ist

sehr komplex, da es Sensorik sowie

mechanische, optische und pneumatische

Bestandteile beinhaltet.

Hochpräzise Funktionstests

Die Funktionstests bewegen sich

im hochpräzisen Bereich und weisen

für die Durchflussmessungen

(250 l/min) Genauigkeiten von

± 0,5 % auf, die Drucksensoren

(0 - 2 bar absolut) sind auf Genauigkeiten

von ± 0,05 % ausgelegt und

die Zug-Druck-Kraft (0 - 20 N) kann

mit ± 0,25 % exakt bestimmt werden.

Um eine exakte Positionierungsgenauigkeit

sicherstellen zu

können, wird für die Positionierung

der Prüflinge vor dem künstlichen

Auge ein komplexes Kamera system

in Verbindung mit einem vollautomatisch

fahrbaren Unterbau verwendet.

Die Prüflinge werden in der Produktion

(Worker/-in) per Hand mit dem

System verbunden. Über eine Lichtschranke

erkennt das System das

Einlegen des Prüflings und schaltet

situativ das Vakuum am Aufsatz

an, um den Prüfling und die Adaptierung

der Schläuche aufzunehmen.

Daraufhin erfolgt mittels Kamerasystem

und dem fahrbaren Unterbau

die passgenaue Kontaktierung

zwischen Prüfling und künstlichem

Auge. Anhand der eingebauten

Durchfluss- und Drucksensoren

kann das System einen Druckabfall

ermitteln und so ein falsches

Aufsetzen oder eine Beschädigung

des Prüflings bzw. der Leitungen

detektieren. Zur weiteren Vermessung

des Prüflings wird ein definierter

Unterdruck erzeugt und die

Haftkraft zwischen Auge und Prüfling

über einen Zug-Druck-Kraftaufnehmer

bestimmt. Während des

gesamten Messvorgangs werden

die Ergebnisse online am Display

des HMIs für den Bediener ausgewertet

dargestellt.

Datenverarbeitung und

Auswertung

Zur Datenverarbeitung sowie zur

Auswertung der Messwerte wurde

aufgrund seiner Kompakt- und

Robustheit ein cRIO-9035 Embedded-Controller

mit dazugehörigen,

speziell für die Anwendung geeigneten

NI-Karten verwendet. Der

cRIO-9035 ist darauf ausgelegt,

über digitale und analoge Ein-/Ausgänge

mit den Baugruppen zu kommunizieren

und Daten auszutauschen.

Mit dem ebenfalls enthaltenen,

auf der Hardware programmierten

FPGA werden die Daten

des Sensors gesammelt und vom

38 meditronic-journal 2/2020


Messtechnik/Qualitätssicherung

Sichere Implantate durch innovative Prüftechnik

Wenn nach einem Unfall, durch

Krankheit oder Abnutzungserscheinungen

das eigene Gewebe

oder Skelett nicht mehr voll intakt

sind, stellen Implantate die Funktionen

im Körper nach. Mit ihrer

Hilfe kann in vielen Fällen die

ursprüngliche Leistungsfähigkeit

wiedergewonnen werden. Elementarer

Bestandteil der Entwicklung

sicherer und langlebiger Implantate

sind Ermüdungsprüfungen.

Die LTM-Prüfmaschinenserie mit

Linearantrieb von ZwickRoell eignet

sich durch ihre Bauweise ideal

für diese Prüfungen.

Die LTM Linearprüfmaschinen

basieren auf einem von ZwickRoell

entwickelten elektrodynamischen

Antriebssystem, das nicht nur im

Bereich der Prüfung medizintechnischer

Produkte große Vorteile

bietet: In dieser Serie treffen

äußerst präzise Messwerte mit

hohen Prüffrequenzen, ölfreier

Funktionsweise und wartungsarmem

Betrieb zusammen. So sind

auch Prüfungen mit hohen Zykluszahlen

energie- und kosteneffizient

möglich, ohne Gefahr zu laufen,

den Prüfling mit Hydrauliköl zu

kontaminieren. Optionen wie das

Temperierbad, erweitern die Prüfmöglichkeiten

zusätzlich.

Mit dessen Hilfe können Prüfungen

unter physiologischen

(in-vivo) Bedingungen durchgeführt

werden – in Kochsalzlösung

und bei Körpertemperatur. Der

korrosionsbeständige Behälter ist

dabei zur Desinfektion im Autoklaven

(bis 120 °C) geeignet, was

auch Prüfungen an Verbindungen

zwischen Implantaten und natürlichen

Knochen erlaubt. Lieferbar

in Versionen von 1 bis 10 kN Prüfkraft

decken die Maschinen der

LTM-Serie einen weiten Bereich

ab, von Prüfungen an Zahnimplantaten

bis hin zu künstlichen

Hüft- oder Kniegelenken.

Zudem lassen sich die Linearprüfmaschinen

nicht nur für dynamische,

sondern auch für statische

Versuche einsetzen und können

so bei Bedarf eine zweite Prüfmaschine

der gleichen Leistungsklasse

ersetzen.

ZwickRoell

www.zwickroell.com

Realtime-Betriebssystem verarbeitet,

das die Protokolle erstellt und die

Signalverläufe sowie die deterministische

Sicherheitslogik umgesetzt.

Zeitkritische Abläufe

Im Verbund mit dem Realtime-

Betriebssystem ist diese Kartenkonstellation

also prädestiniert für

schnelle und zeitkritische Abläufe. Im

Hinblick auf die benötigte Geschwindigkeit,

Kontrollierbarkeit und I/O-

Kapazität wurde die Steuerung des

Messsystems mithilfe von Labview

Realtime (RT) realisiert. Die Positioniergenauigkeit

beträgt hierbei

wenige μ-Meter. Die Messergebnisse

werden anschließend auf dem

Monitor in Echtzeit dargestellt. Im

Gegensatz zu Standard-Betriebssystemen

unterbindet dies Schwankungen

bei jedem Aufruf/Durchlauf

und ermöglicht eine echt parallele

Abarbeitung für applikationsbedingte

Anforderungen.

Automatische

Protokollierung

Alle Daten werden automatisch

als Excel-Tabelle protokolliert und

zur Auswertung aufbereitet. Das

System kontrolliert dabei außerdem

die Bandbreite der CPU und

die Speicherauslastung. Ein weiterer

Vorteil des gewählten Set-ups

ist, dass es sich mit geringen Veränderungen

der Anwendungssoftware

zukunftssicher an potenzielle

Systemerweiterungen anpassen

lässt und dafür ein umfangreiches

Repertoire an Add-ons, Verzeichnissen

und Treibern zur Verfügung

steht. Der Programmcode ist modularisiert,

Fehleranalyse und -behandlung

sowie Validierung werden so

simplifiziert.

Qualitätssicherung

Um der Medizintechniknorm ISO

13485 gerecht zu werden, wurde die

Patientenschnittstelle nach cGMP-

Richtlinien mithilfe des V-Modells

und einem komplett durchlaufenen

Zyklus Risikoanalyse-basiert qualifiziert.

Hierbei wurde im Rahmen

der Qualifizierung ein Validierungsplan,

eine Design-Spezifikation und

eine Auswirkungsanalyse (FMEA)

erstellt. Die erfolgreiche Validierung

einer erreichten Entwicklungsstufe

ist dabei Voraussetzung

für die Qualifizierung der nächsten

Design-Phase. Die Qualifizierungstätigkeiten

DQ (Design-Qualifizierung),

IQ (Installations-Qualifizierung)

und OQ (Funktions-Qualifizierung)

inkl. umfassender Dokumentation

wurden im Rahmen eines

Factory Acceptance Tests (FAT) bei

der Heitec AG durchgeführt.

Zusammenfassung

In diesem Projekt wurde eine

hochkomplexe Messapparatur

zur Funktionsprüfung einer Patientenschnittstelle

für Augenoperationen

entwickelt. Das System

misst die Dichtigkeit und die Haftkraft

des Prüflings mit Genauigkeiten

bis zu ± 0,05 % bei 0 - 2 bar

(Absolut-Druck). Hierbei kommen

unterschiedliche Sensoren sowie

optische, mechanische und pneumatische

Komponenten zum Einsatz.

In Absprache mit dem Kunden

zeichnete Heitec für die Entwicklung

und Konstruktion aller

Gehäuseteile verantwortlich und

entwickelte außerdem das auf

dem System laufende, programmierbare

FPGA. Die Steuerung

des Messsystems wurde erfolgreich

mit Labview Realtime (RT)

realisiert. Aufgrund der Anwendung

im Bereich der Medizintechnik

wurde dieses System qualifiziert

und für Reinraumbedingungen

auf ISO-7 Standard entwickelt.


meditronic-journal 2/2020

39


Messtechnik/Qualitätssicherung

Inspektionssysteme zur Prüfung von

Endprodukten und Systemeinheiten

ATEcare offizieller Vertriebspartner DACH für Kitov Inspektionssysteme zur Prüfung von Endprodukten und

Systemeinheiten

Das Vertriebs- und Beratungsunternehmen

ATEcare Service GmbH & Co. KG erweitert sein

Inspektionsportfolio rund um die Geräteprüfung

mit dem intelligenten Inspektionssystem von

Kitov. Hierbei handelt es sich um ein Robotersystem,

das in Verbindung mit künstlicher Intelligenz

(KI), weitreichende neue Inspektionsmöglichkeiten

von Endprodukten und Systemeinheiten

in allen Industrie- und Fertigungsbereichen,

ermöglicht. Des Weiteren minimiert Kitov

die aufwendige, menschliche Fehleranalyse.

Der Einsatzbereich des Inspektionssystems

von Kitov ist vielseitig. Das System kann überall

dort eingesetzt werden, wo technische Produkte

hergestellt werden. „Wir sehen hier ganz

klar Einsatzmöglichkeiten in der Elektronikproduktion,

der Zulieferindustrie für die Bereiche

Automotiv, Luft- und Raumfahrt oder auch Bahntechnik,

in der Herstellung von medizinischen

Geräten sowie im Maschinenbau und bei der

Fertigung von Automatisierungslösungen. Wir

wissen aber auch, dass beispielsweise Kofferhersteller

dieses System nutzen, und ihre Produkte

wie Hartschalenkoffer abschließend zu

prüfen. Der Einsatz dieses Systems ist also

extrem breit gestreut, denn die Inspektion dieser

Endprodukte zur Qualitätssicherung ist

heute einer der wichtigsten Arbeitsschritte in

der Fertigung. Allerdings wäre bei dieser Prüfung

eine weitere technische Unterstützung

wünschenswert, da diese Inspektionsschritte

oftmals immer noch manuell durchgeführt

werden. Besonders hier könnte die Kombination

mit künstlicher Intelligenz (KI) hilfreich sein“,

so Olaf Römer, Geschäftsführer von ATEcare.

Gerade bei der Prüfung von Teilprodukten oder

Endgeräten, wo viele unterschiedliche Parameter

geprüft werden müssen, wäre die Anwendung

von KI wünschenswert. „Viele Entwickler hatten

sich an diesem Thema die Zähne ausgebissen.

Doch Kunden fragten uns immer wieder, ob so

eine Unterstützung erhältlich sei. Uns beschäftigte

also dieses Thema der Inspektion von Endgeräten

schon sehr lange“, führt Römer weiter

aus. Bis 2019, als Römer auf das israelische

Unternehmen Kitov, die zur deutschen Hahn

Gruppe gehören, stieß.

Kitov setzt sich seit seiner Gründung mit

solchen Software-Lösungen auseinander und

hat den Kitov One, das erste 3D-Universal -

system entwickelt, mit dem praktisch jedes

Produkt effektiv inspiziert werden kann. „Beim

Kitov One geht es vorrangig um die Zwischenoder

Endkontrolle eines Endproduktes“, erklärt

Römer. Der Kitov One nutzt eine fortschrittliche

3D-Bildverarbeitung und Deep-Learning-Algorithmen.

Dadurch erreicht das System ein beispielloses

Erkennungsniveau, wodurch mühsame

Arbeit und inkonsistente Ergebnisse bei

der manuellen Inspektion entfallen. Durch die

Nachahmung menschlicher Lernprozesse bietet

der Kitov One eine intuitive Methode, mit der

das System lernt, fast jedes Produkt optimal zu

prüfen. Das Einrichten des Systems erfordert

keine Programmierkenntnisse oder Kenntnisse

in Robotik oder Optik. Die Software berechnet

und steuert dabei die Prozesse der Bildaufnahme

und Bildverarbeitung mithilfe voreingestellter

Algorithmen. Somit kann die Kitov

One Fehler finden und klassifizieren. Typische

Fehler, wie beschädigte oder falsche Bauteile,

Kratzer, Oberflächenbeschädigungen, fehlerhafte

Schrauben oder falsche Kennzeichnungen

können durch Kitov One erkannt werden.

Der Kitov One besteht aus einem Roboter, der

nicht programmiert werden muss. Der Anwender

gibt lediglich die Außenmaße des zu inspizierenden

Produktes an oder verarbeitet vorhandene

3D CAD Daten. Dadurch kennt das System die

idealen Abstände aus allen seitlichen Ansichten

sowie der Draufsicht. Im Anschluss erstellt

der Kitov One selbstständig ein 3D-Modell mit

allen möglichen Ansichten. Im nächsten Schritt

wird die KI eingesetzt. Aus riesigen Datenmengen

und Bildern bietet das System Inspektionen

an, die automatisch platziert werden können.

Dazu wird an einem Vorgabeprodukt eine

Programmierung durchgeführt, die beschreibt,

welche Bereiche geprüft werden sollen. Danach

erkennt das System vollautomatisch alle Fehler.

„Hierbei muss beispielsweise eine Schraube

nicht angelernt werden. Sie wird einfach automatisch

erkannt“, so Römer.

An allen folgenden Produkten werden nun

Fehler detektiert und aufgezeichnet. Dem Bediener

werden diese Fehler angezeigt und er muss

entscheiden, ob das Gezeigte in Ordnung, vielleicht

akzeptabel oder definitiv ein Fehler ist.

Dieses Vorgehen wird eine Zeitlang parallel

durchgeführt, bis der Kitov One die menschliche

Betrachtungs- und Entscheidungsweise gelernt

und übernommen hat. „Das erste System haben

wir bereits verkauft. In diesem Fall wurden bisher

in einem 4-Augenverfahren die Endprodukte

manuell inspiziert. Dies hat bis zu 2 Stunden je

Produkt gedauert. Diese Zeit haben wir massiv

reduziert, bei einem verbesserten Inspektionsergebnis“,

freut sich Römer. Der Kitov One

steht als Demonstrationseinheit Interessierten

bei ATEcare, am Standort in der Nähe von München,

zur Verfügung und kann live mit Kundenprodukten

evaluiert werden.

ATEcare Service GmbH & Co. KG

www.atecare.de

40 meditronic-journal 2/2020


Messtechnik/Qualitätssicherung

Neue Fasertestgeräte - wahlweise mit Akkubetrieb

Zur Lokalisierung von Faserbrüchen, zur

Durchgangsprüfung oder zum Identifizieren von

gestressten Faserbereichen bietet IMM Photonics

verschiedene Fasertestgeräte inklusive

Adapter und Faserreiniger an. Das bewährte

Fasertestgerät FIBERPOINT ET ist ab sofort

in zwei weiteren Produktvarianten verfügbar.

Neben dem herkömmlichen FIBERPOINT ET

mit rotem Laserlicht und Batteriebetrieb, gibt

es den LWL-Tester nun auch in der Ausführung

mit grünem und rotem Laserlicht sowohl mit

Batterie- als auch mit Akkubetrieb.

Optisch unterscheiden sich die Fasertestgeräte

in ihrer Clip-Farbe, somit ist ein schneller

und leichter Einsatz der Werkzeuge möglich.

Der FIBERPOINT ET G mit grünem Clip

emittiert bei 520 nm (Grünlichtquelle), der

FIBERPOINT ET mit rotem Clip emittiert bei

650 nm (Rotlichtquelle). Die Ausgangsleistung

beträgt < 400 µW.

Im Unterschied zum FIBERPOINT ET mit

blauem Clip – sind die neuen Durchgangsprüfer

mit wiederaufladbaren Akkus ausgestattet.

Ein weiterer Beitrag zur Nachhaltigkeit,

um wichtige Ressourcen einzusparen. Wie bei

allen Fasertestern der FIBERPOINT-Serie ist

eine kundenspezifische Beschriftung z. B. mit

eigenem Firmenlogo möglich.

Alle drei FIBERPOINT ET haben eine Zertifizierung

der Laserklasse 1, somit sind keine

Laserschutzmaßnahmen erforderlich. Die Herstellung

erfolgt ausschließlich in Deutschland.

IMM Photonics GmbH

www.imm-photonics.de

Platin-Dünnfilmthermometer – praktisch und

bewährt

Mit Sicherheit

messen:

Temperaturfühler

bis + 400 ˚C

■ Sehr kurze Ansprechzeiten

■ Hervorragende mechanische

Stabilität

Telemeter Electronic GmbH

info@telemeter.de

www.telemeter.info

Die Pt100 / Pt1000 Dünnfilmthermometer

sind weitverbreitet und das

nicht grundlos. Hohe Messgenauigkeit

über große Temperaturbereiche,

kleine Bauformen, gute Langzeitstabilität

und lineares Widerstands-/

Temperaturverhalten verhelfen den

Dünnfilmthermometern neben anderen

Sensorarten zu großer Beliebtheit.

Dünnfilmthermometer verfügen

üblicherweise über kurze, nichtisolierte

Anschlussdrähte (typisch

10 mm). Bei Telemeter Electronic

sind Modelle mit einem isolierten

Anschlussdraht oder einer Litze

erhältlich. Die typische Anschlussdrahtlänge

beträgt 500 mm. Vorteile

für den Anwender sind keine weitere

Nachbearbeitung, Verlängerung

ohne „sichtbare“ Kontaktierung

(kein Schrumpfschlauch) und

die temperaturstabile Draht-/Litzenisolation

bis zu +200 °C. Typische

Einsatzbereiche für die Dünnfilmthermometer

sind Sonderbau, Medizintechnik,

Heiz-, Kühl- und Klimatechnik.


■ Im Edelstahlröhrchen mit

2 mm Durchmesser

Wir liefern Lösungen...

www.telemeter.info

meditronic-journal 2/2020

41


Design

Design eines Kontrollmoduls für diagnostische

medizinische Bildgebung

Autor:

Alexander Jäger,

Product Manager Business Unit

Electronics

HEITEC AG

www.heitec-elektronik.de

Heitec wurde mit der Entwicklung

eines Controller-Moduls beauftragt,

das die Applikation zur Steuerung

diagnostischer medizinischer Bildgebung

und sicherheitskritischer

Prozesse administrieren sowie alle

benötigten Schnittstellen zu Peripheriegeräten

und einem Graphic

User Interface-Rechner managen

sollte. Die Anforderung hieß also,

umfangreiche Funktionalität auf

kleinem Raum mit großer Effizienz

zu realisieren.

Neben einer Embedded CPU enthält

die Anwendung auch ein FPGA.

Dem technischen Fortschritt folgend,

sollte trotz der erwartbar höheren

Investition deshalb ein Systemon-Chip

eingesetzt werden, das

einen Prozessorkern und FPGA-

Architektur in einem Gehäuse vereint.

In der gewählten Single-Chip-

Lösung haben CPU und FPGA

Zugriff auf den Speicher über dieselbe

Schnittstelle mit DMA (Direct

Memory Access), woraus sich eine

Reihe von Vorteilen ergibt, wie

z. B. die Kopplung von Prozessor

und FPGA, eine hoch performante

interne Bus-Schnittstelle zwischen

CPU und programmierbarer FPGA-

Logik, ein höherer Integrationsfaktor

mit weniger Komponenten, eine

einfacher managebare Lösung und

nicht zuletzt eine größere Design-

Flexibilität.

Schnellere

Datenübertragung

Während der Prozessor gleichzeitig

entlastet wird, führt der

direkte Speicherzugang zu schnellerer

Datenübertragung. Der Zugriff

kann durch das FPGA-Design auch

direkt und ohne lokale Bus-Hardware-Steuerung

erfolgen. SoCs

bieten außerdem die notwendige

Erweiterbarkeit, um die gewünschte

Funktionalität genau auf die jeweilige

Aufgabe zuzuschneiden. Die

Einbindung von spezifischen Software-Algorithmen

in die Hardware

mit Filteralgorithmen sowie

die Möglichkeit zu spezifischen

Berechnungen sind zusätzliche

Vorteile. Mit dem ARM-Prozessoranteil

des gewählten SoC ist darüber

hinaus die Standard-Software

sehr gut nutzbar. Durch die kompakte

Bauweise und die Vermeidung

weiterer Komponenten ist

mehr thermische Kontrolle möglich,

da nur ein Bauteil gekühlt

werden muss. Dem Spannungsbogen

zwischen Leistungsfähigkeit

auf der einen und Energieeffizienz

auf der anderen Seite

entsprach ein SoC am besten. In

der Quintessenz ergab diese Kombination

bei geringerem Energieverbrauch

eine bessere Gesamtleistung

mit mehr Möglichkeiten zur

Miniaturisierung, zu höherer Produktlebensdauer

und Verfügbarkeit

sowie deutlicher Kostensenkung.

42 meditronic-journal 2/2020


Design

Blockdiagramm Arria 10 SoC (© Intel)

Die Entscheidung

Nach Überprüfung der erforderlichen

Eigenschaften entschied man

sich für ein auf 20 nm Prozessortechnologie-basierendes

Intel

(Altera) Arria 10 SoC, einem Standard

ARM Cortex-A9-Prozessor

Dual Core als Hard Macro. Dieses

setzt auf ein „gehärtetes“ Prozessor-Subsystem

mit einem komplett

ausgestatteten ARM Cortex-A9-Prozessor

mit vollständiger Speicherhierarchie

und zugeordneten Peripheriebausteinen,

die wie ein normaler

ARM-Prozessor booten und

funktionieren. Darüber hinaus verfügt

der Baustein über einen ECC

(Error Correcting Code) in den Prozessor-Caches

und im On-Chip-Prozessor

RAM, was schlussendlich

angesichts der besonderen Systemanforderungen

der Anwendung den

Ausschlag für die Auswahl gab. Das

Hard Processor System (kurz HPS)

und der separate FPGA-Part sind

mit einer Bridge für hohen Datendurchsatz

miteinander verbunden

und ermöglichen einen deutlich

schnelleren Zugriff als die übliche

PCI-Latenz sowie eine kombinierte

Hard- und Software-Verarbeitung.

meditronic-journal 2/2020

Die HPS/FPGA-Bridge ist mit einem

intelligenten Scheduler zum DDR-

Interface ausgestattet.

Prozessor mit großem

Funktionsumfang

Der Prozessor verfügt über einen

großen Funktionsumfang für eingebettete

Peripherie, gehärtete Floating-Point-DSP-Blöcke,

eingebettete

Hochgeschwindigkeits-Transceiver,

Hard-Memory-Controller und Protokoll

von (IP)-Controllern. Alle erforderlichen

Schnittstellen sind bereits

vorhanden - kurz, es handelt sich um

ein hochintegriertes Paket, das auf

Design-Produktivität ausgelegt ist,

und eine optimale Kombination für

Applikationen mittlerer Größe und

damit auch für die Anforderungen

der Zielanwendung.

Realisierung

Im schlussendlich realisierten

Konzept ist das SoC FPGA inklusive

Embedded CPU mit dem Steuerboard

der Applikation verbunden

und läuft mit Embedded Linux

Betriebssystem. Das Motherboard

verfügt über eine GiG-E-Schnittstelle

zum GUI PC und Datenschnittstellen

zu allen anderen Systemteilen.

Der vom GUI PC Gigabit Ethernet

Interface erzeugte Musterdurchsatz

enthält die Kontrollinformation in

Form einer Befehlsliste für den lokalen

Pfad, darunter die Settings für

Pulsenergie, Pulsrate, gewünschte

Position und Geschwindigkeit der

Anwendung. Nach Prozessstart per

Fußtaster führt das Steuerboard die

Anweisungen vollständig autonom

aus und überwacht alle Vorgänge

simultan. Darüber hinaus werden

alle Fehlerbedingungen, Temperatur

und Spannung der angeschlossenen

Geräte sowie das Energielevel

kontrolliert. Letzteres geschieht

via Abgleich der gesetzten und tatsächlichen

Werte von Stromversorgung

und Frequenz. Im Falle einer

Fehlermeldung wird das System

abgeschaltet.

Zusammenfassung

Die Entwicklung eines Produktes

mit einer starken Architektur ist der

Schlüssel, um sicherzustellen, dass

das Systemdesign seine Leistungsanforderungen

jetzt und in Zukunft

erfüllt. Mit SoCs für Embedded-

Systeme können Designs auf einem

soliden Fundament stehen. FPGAs

für mittelgroße Anwendungen führen

zu signifikanter Platzersparnis

im Design und weisen

ein gutes Gleichgewicht

zwischen Verlustleistung,

Kosten und Leistung auf.

Mit SoCs kann man die

Boardgröße reduzieren

und gleichzeitig die Leistung

steigern, indem ein

GHz-Klasse-Prozessor,

FPGA-Logik und digitale

Signalverarbeitung (DSP)

in ein einziges benutzerdefinierbares

System auf

einem Chip integriert werden.

Das Arria 10 SoC ist

so ein typischer Vertreter,

der eine breite Auswahl an

FPGA-Logikdichten bietet.

Die gehärtete Floating

Point-DSP-Implementierung

eröffnet ganz neue

Möglichkeiten für Floating-

Point Designs. Die Bausteine

bieten höchste Floating

Point Performance,

Energieeffizienz und Präzision

bei gleichzeitiger

Reduzierung der Entwicklungszeit.

FPGAs mit gehärteten

Floating-Point-DSP-Blöcken

bieten eine Leistung von 160

bis 1.500 GFLOPS in Midrange

Arria 10 Bausteinen. Diese Peak-

GFLOPS-Metriken werden auf der

Grundlage der gleichen transparenten

Methodik berechnet, die

auf CPUs, GPUs und DSPs verwendet

wird. Diese Methodik bietet

Designern eine zuverlässige

Technik für den Basisvergleich

der Peak-Floating-Point-Rechenfähigkeiten

von Bausteinen mit

sehr unterschiedlichen Architekturen.

Mit der gehärteten Floating-

Point-DSP-Implementierung können

FPGAs daher in einem wachsenden

Spektrum von rechnerisch

intensiven Anwendungen wie High

Performance Computing (HPC),

Radar und medizinischer Bildgebung

eingesetzt werden, die damit

in den Genuss von mehr Leistung

bei niedrigeren Systemgesamtkosten

(Total Cost of Ownership) kommen.

Die langjährigen Erfahrungen

im ASIC Design nutzt Heitec konsequent

bei der Entwicklung von

High-Speed FPGA-Lösungen und

kann SoCs mit FPGA-Funktionalität

für nahezu jede Anwendung realisieren

- inkl. aller notwendigen und

geforderten Dokumentationen. ◄

43


Bildverarbeitung

Zukunftsweisende

Hochleistungskameras seit 1992

Ximea entwickelt und vertreibt industrielle und wissenschaftliche Kameras für vielfältige Anwendungen. Mit mehr

als 25 Jahren Erfahrung setzt das Unternehmen stetig neue Standards in den Märkten der industriellen und

wissenschaftlichen Bildverarbeitung.

MX377 und xiMU.indd 1 19.03.2020 14:41:51

Durch einen Mix aus Sonderanfertigungen

und Serienproduktion

ist Ximea als nachhaltiger und sich

kontinuierlich entwickelnder Innovator

bekannt. Das Produktportfolio

erstreckt sich von Hochleistungskameras,

über Multi-Kamera

Systeme bis hin zu Miniatur-Kameras

für anspruchsvolle Herausforderungen

im Bereich „Machine Vision“.

Besonders kompakte

Designs

verglichen zur Sensorgröße,

robuste Gehäuse und extrem

schnelle Kameras gelten als Kernkompetenz.

Die Kombination von

hochwertigen Produkten und einem

persönlichen Serviceansatz unterstützt

Systemintegratoren und Ingenieure

dabei, höchste Effizienz zu

erreichen.

Durch stetig steigende Anforderungen

und Entwicklungen in diesem

technologiegetriebenen Markt

wird das Produktportfolio von Ximea

ständig aktualisiert. Neue Technologien

wie Entwicklungen von

Bildsensoren oder Datentransferlösungen

im Bereich der Bildverarbeitung

werden umgehend implementiert.

Die neue MX377-Kamera ist ein

besonderes Aushängeschild. Das

neue Highlight der XIMEA PCI-

Express-Produktlinie verwendet den

mittelformatigen sCMOS-Sensor

GSENSE6060 (mit Backside- oder

Frontside Illumination) von Gpixel.

Anwendungsbereiche

Wissenschaftliche Anwendungen

werden von der Kombination aus

Hochgeschwindigkeits-CMOS-

Eigenschaften mit einer CCD-Bildqualität

profitieren, die sich durch

einen hohen Dynamikbereich sowie

ein geringes Rauschen auszeichnet.

Das Kameramodell MX377 wurde

für Bereiche der Material- und Biowissenschaften

wie Hochenergiephysik,

Medizin, Biologie, TEM und

andere entwickelt. Aufgrund der

außergewöhnlichen Leistung dieser

Kamera eignet sie sich darüber

hinaus perfekt für Anwendungen in

der Astronomie.

Zu den neuesten

Innovationen

von Ximea gehören des weiteren

Miniatur USB3-Kameras, PCIe-

Streaming-Kameras mit einer Auflösung

von mehr als 8K und einem

hohen Dynamikbereich, 2K- und 4K

Hochgeschwindigkeitskameras und

eine Multi-Kamera-Plattform, die

über hundert Sensoren in einem

einzigen Setup unterstützt. ◄

Ximea GmbH

info@ximea.com

www.ximea.com

44 meditronic-journal 2/2020


3D-Druck

Prothese aus dem 3D-Drucker

10-mal schneller mit neuartigem Rotationsdruckverfahren

JAT - Jenaer Antriebstechnik

GmbH

www.jat-gmbh.de

Prothesen in der Orthopädie

sind teuer. Eine Lösung für ein

preiswerteres aber hochwertiges

Produkt ist der 3D-Druck.

Die Jenaer Antriebstechnik beteiligt

sich an einem laufenden Forschungsprojekt

und trägt dazu

bei, das Druckverfahren zu

beschleunigen und wirtschaftlich

zu gestalten.

Die Herstellung von individuellen

Prothesen und Orthesen zur

orthopädischen Erstversorgung ist

unter konventionellen Methoden

aufwendig, zeitintensiv und dementsprechend

teuer. Der Herausforderung,

diese Situation zu verbessern,

stellt sich das pro-O-light

Netzwerk zusammen mit der Hochschule

Mittweida und mehreren

Partnern aus der Maschinenbauund

Elektrobranche.

Komplettes Antriebssystem

entwickelt

JAT (Jenaer Antriebstechnik

GmbH) entwickelte als Projektpartner

das komplette Antriebssystem.

Entgegen dem aktuellen Stand der

Technik, bei dem die Druckköpfe

nacheinander ihre Arbeitsposition

anfahren und dort den Druckprozess

durchführen, war ein Antriebskonzept

erforderlich, bei dem die

Extruder gleichzeitig und individuell

positioniert werden.

Das Bundesministerium für Wirtschaft

und Energie, das die Innovationskraft

und die Stärkung des

Wirtschaftsstandorts Deutschland

fokussiert, fördert das Projekt. Durch

eine optimale Vernetzung der benötigten

Kompetenzen konnten

meditronic-journal 2/2020

Neuartiges

3D-Druckverfahren

Mit einem neuartigen 3D-Druckverfahren

erhalten Patienten innerhalb

kurzer Zeit, ohne mühsame

Abnahme von Gipsabdrücken oder

langwieriger Vermessung, eine individuelle

Orthese mit einer offenen

und angenehm zu tragenden Struktur.

Die erhebliche Steigerung der

Druckgeschwindigkeit wurde mit

einem innovativen Druckkonzept

realisiert. Ein rotierender Arbeitstisch

und der Einsatz von vier Druckköpfen,

die gleichzeitig Material auftragen,

ermöglichen den Druck einer

Prothese in einer Stunde. Durch die

sich drehende Druckplattform müssen

die Extruder lediglich geringe

Strecken verfahren, um die Bahnen

der Prothese zu erstellen. Zusätzlich

können durch die Verwendung

mehrerer Druckköpfe unterschiedliche

Materialien als Komposittechnik

gleichzeitig verarbeitet werden.

bereits jetzt, ein halbes Jahr vor

Projektende, die gesteckten Zielkriterien

bezüglich Präzision und

Dynamik an Prototypen getestet

werden. Die Projektpartner sind

sich einig, dass dieses Projekt ein

echter Meilenstein in der digitalen

Medizin wird.

Zum Innovationsprojekt

Die Partner des Innovationsnetzwerkes

pro-O-light haben es sich

zum Ziel gesetzt, medizinische Hilfsmittel

wie Prothesen, Orthesen, Sitzschalen

und orthopädische Schuhe

hinsichtlich Qualität, Gewicht, Tragekomfort,

Funktionen oder Herstellung

erheblich zu verbessern. Die

FGMD GmbH verantwortet das

Netzwerkmanagement und die Projektkoordination.


45


Medical-PC/SBC/Zubehör

Mobiler medizinischer 22 Zoll Panel-PC mit

Batteriebetrieb

ICO Innovative Computer

GmbH

www.ico.de

Mit dem Medico 229 setzt ICO

neue Maßstäbe im Bereich der Technik

im Medizin- und Gesundheitswesen.

Zertifiziert nach den strengen

Anforderungen des Medizinproduktgesetzes

arbeitet dieser Panel-

PC batteriebetrieben und benötigt

daher keine dauer hafte Stromverbindung.

Dadurch kann er schnell und

flexibel in verschiedenen Behandlungsräumen,

auf unterschiedlichen

Stationen oder Abteilungen mobil

eingesetzt werden.

Highlights:

• Medizinischer 22 Zoll Panel-PC

• Batteriebetrieb

• Integrierter resistiver Touchscreen

Das antibakterielle Gehäuse mit

IP65 geschützter Front lässt sich

leicht mit Desinfektionsmitteln reinigen

und bietet den notwendigen

Standard für die Hygiene in medizinischen

Umgebungen. Der integrierte

Touchscreen erlaubt eine

schnelle und flüssige Bedienung des

22” großen Displays selbst mit Handschuhen

und macht weitere Peripherie

wie Maus oder Tastatur überflüssig.

Durch die bereits vorhandenen

VESA 100 Bohrungen lässt

er sich leicht befestigen, umfangreiches

Zubehör wie Medizinwagen,

Schwenkarme oder auch Standfüße

sind optional ebenfalls erhältlich

und erlauben einen nahezu unbegrenzten

Einsatzbereich.

Modernste Ausstattung

Auch im Inneren des Medico 229

kommt modernste Technologie zum

Einsatz. Ein Intel Core i5-7200U

mit 2,50 GHz sorgt für die notwendige

Rechenleistung. Unterstützt

wird er durch 8 GB Arbeitsspeicher,

die je nach Kundenwunsch

und Anwendungszweck auf bis zu

32 GB erweitert werden können.

Durch das optimierte Kühl system

benötigt der Medico 229 keine

Lüfter und erzeugt dank des konsequenten

Verzichts auf mechanische

Bauteile keinerlei störende

Geräusche während der Behandlung

und ist zudem wartungs- und

verschleißfrei. Zur weiteren Ausstattung

gehören WLAN, zwei Gbit

LAN Anschlüsse sowie zwei serielle

und vier USB3.0-Schnittstellen.

Zwei zusätzliche Displayports können

weitere Monitore für erweiterte

Diagnostik ansteuern.

Universeller Panel-PC für

die Medizin

Der nach EN60601-1 zertifizierte

Medico 229 aus dem Hause ICO

GmbH ist ein universeller Panel-

PC für medizinische Anwendungen.

Durch seinen Batteriebetrieb lässt

er sich universell mobil einsetzen

und erleichtert den täglichen

Arbeitsablauf in Kliniken oder Praxen.

Aber auch in Gesundheitszentren,

der ambulanten Behandlung

und Pflege oder auch in Tierkliniken

oder Praxen ist er eine flexible

und rentable Investition und

sorgt für eine reibungslosen und

schnellen Ablauf in den jeweiligen

Aufgabenfeldern. ◄

Intelligentes SOM für Machine Learning,

Videoüberwachung und 5G

Unitronic GmbH

www.unitronic.de

Unitronic stellt ein neues System

on Module (SOM) von iWave vor.

Das leistungsstarke SOM verfügt

über sechs heterogene ARM-Prozessorkerne,

einer ARM Mali-400

MP2-GPU sowie einem großen Teil

der neuesten Generation von programmierbaren

UltraScale+ Logikzellen.

„Die neuen SOMs von iWave

sind prädestiniert für Anwendungen

in der Künstlichen Intelligenz oder

Machine Learning und eignen sich

damit hervorragend als Neuzugang

zu unserem Sensor2Cloud-Portfolio“,

so Michael Braun, Marketing

Manager bei Unitronic.

Kompakt und leistungsstark

Das CPU-Modul der SOMs

hat eine kompakte Größe von

110 x 75 mm und ist mit einem

ZU19/17/11 EG MPSoC ausgestattet.

Ferner verfügt es über 64-Bit

4 GB DDR4 für das Processing

System (PS), Dual 4 GB DDR4

64-Bit für die programmable Logic

(PL) und 8 GB eMMC (erweiterbar

auf 128 GB). Das Modul hat

Ethernet- und USB-Physical Layer

(PHY) integriert sowie einen eigenen

Stromkreislauf, um Steuerungsund

Verarbeitungsfunktionen als eingebettetes

System bereitzustellen.

Darüber hinaus sind alle FPGA IOs,

16x PL-GTY @32,75 Gbps, 32x

PL-GTH @16,3 Gbps, 4x PS-GTR

@6 Gbps Transceiver & FPGA IOs

bis zu 48LVDS/96SE + 46SE IOs

an einem Hochgeschwindigkeits-

46 meditronic-journal 2/2020


Spitzenleistung für brillante Grafik

Medical-PC/SBC/Zubehör

Ideal für anspruchsvolle Grafikanwendungen in professionellen Casino Gaming-Systemen, medizinischen

Displays, Thin Clients und Industrie-PCs dank AMD Radeon Vega Graphics

Kontron

www.kontron.de

Kontron präsentierte auf der

diesjährigen embedded world das

Industrie-Motherboard D3713-V/R

mITX auf Basis der AMD Ryzen

Embedded V1000 und R1000 Linie.

Es verfügt über die SoC integrierte

AMD Radeon Vega GPU mit besonders

brillanter Grafik und unterstützt

über DisplayPorts, einen Embedded

DisplayPort und einen Dual-Channel

LVDS (24 bit) bis zu vier unabhängige

Displays in 4K-Auflösung.

Mit fünf verschiedenen AMD-Prozessoren

kann das Board für verschiedene

Grafikanwendungen

angepasst werden, z. B. für Kiosk-,

Infotainment-, Digital-

Signage-, professionelle

Casino Gaming-

Systeme, sowie medizinische

Displays,

Thin Clients und Industrie-PCs.

Made in Germany

Das D3713-V/R

mITX-Motherboard ist

„Designed by Fujitsu“

und wird in Deutschland

gefertigt. Dies

garantiert kurze Lieferzeiten,

höchste

Fertigungs-Qualität,

kompetenten technischen

Support direkt aus Augsburg,

sowie langfristigen Reparatur-Service.

Kontron bietet auch ein „Kitting“

an, bei dem Motherboards ab Werk

mit den gewünschten Prozessoren,

Speicherriegeln und sogar einem

individuellen BIOS bestückt werden.

Für das D3713-V/R mITX-Motherboard

ist auch das Kontron SMART-

CASE S711 in Vorbereitung. Es

bietet eine kundenspezifisch konfigurierte

und zertifizierte Systemlösung,

bestehend aus dem Board,

CPU, Speicher, Erweiterungs karten,

BIOS, Kühlung und Gehäuse.

Das Motherboard bietet optional

verschiedene Prozessoren der

AMD Ryzen Embedded V1000

und R1000 Linie: AMD Embedded

SoC V1202B, V1605B, V1807B,

R1305G oder R1606G. Durch den

Intel i210LM Ethernet Controller mit

10/100/1000 MBit/s unterstützt das

Board Protokolle wie z. B. Ether-

CAT oder TSN. Des Weiteren bietet

es 2x SO DIMM Sockel für bis

zu 32 GB Arbeitsspeicher. Die Verwendung

eines Datenträgers oder

Erweiterungen sind über 2x Serial

ATA III 600 Schnittstellen (bis zu

6 GBit/s), einen Mini PCIe (Halfsize/Fullsize),

einen PCI Express x4

Gen3, einen M.2 PCIe x2 Key-M und

einen M.2 PCIe x4 Key B möglich.

Schnittstellen

Zudem wartet es mit diversen

Schnittstellen auf, wie USB 3.1

Gen1/Gen2, USB 2.0, serial I/O,

GPIO und High Definition Audio

Input/Output über den Codec Realtek

ALC256 Chip. Das Board enthält

ein AMI Aptio 5.x (UEFI) BIOS,

einen HW Watchdog, ein BIOS integrated

HW Diagnostic Tool, AMD

integrated TPM V2.0 onboard, und

einen Sockel für ein optionales TPM-

Modul. ◄

Board-to-Board (B2B)-Steckverbinder

angeschlossen.

Hochgeschwindigkeits-

Multiprozessor-Board

Das MPSoC arbeitet auf Basis

von einem Quad Cortex A53 Prozessor

mit einer Taktfrequenz von

bis zu 1,5 GHz und bis zu 1 Million

programmierbaren LEs. Das SOM

unterstützt Hochgeschwindigkeits-

Konnektivitäts-Peripheriegeräte

wie PCIe, USB3.0, SATA3.1, Display-Port

sowie Gigabit-Ethernet.

Darüber hinaus garantiert es mit

einem 32 GTH-Hochgeschwindigkeits-Transceiver

für bis zu

16,375 Gbps und einem 16 GTY-

Hochgeschwindigkeits-Trans ceiver

für bis zu 32,725 Gbps die Ausführung

anspruchsvollster Anwendungen.

Die SOMs sind bereit für den

Betrieb von Linux-Betriebssystemen

und zielen auf eine Vielzahl

von Anwendungen ab, wie z. B.

Hochgeschwindigkeitsnetzwerke

mit 25G-, 40G- und 100G-Übertragung,

Cloud Computing, 4K-Videoüberwachungssysteme,

tiefe neuronale

AI (Künstliche Intelligenz) /

ML (Machine Learning)-Netzwerke,

Kfz-Bildgebungsradare und intelligente

Datenzentren. Im medizinischen

z. B. in den Bereichen 4K

medizinische Endoskopie, Digitales

optisches Besteckund medizinische

Bildgebung. ◄

meditronic-journal 2/2020

47


Medical-PC/SBC/Zubehör

Single Board Computer im NUC Form-Faktor

HY-LINE präsentiert Single Board

Computer im NUC-Formfaktor des

Herstellers ASRock Industrial. Sie

sind kompakt, performant und energiesparend.

Aufgrund ihres extrem

kleinen Formfaktors von 10 x 10 cm

sind sie die ideale Lösung für ultrakompakte

Embedded-Systeme für

Automatisierung, Digital Signage,

Medizin und IoT.

NUC-Features

• Extrem kleiner Formfaktor

(10 x 10 cm)

• Langzeitverfügbarkeit

• Flexibilität für künftige

Erweiterungen

• High-End Performance

• Geringer Stromverbrauch

• Platzsparend

• Intel 8. Gen (Whiskey Lake-U)

Core MCP Prozessoren

• Unterstützt Dual Channel

DDR4 SO-DIMM 2400 MHz,

bis zu 32 GB

• 1x HDMI, 2x DisplayPort

• Unterstützt Dreifachanzeige

• 3x USB3.1, 2x USB2.0

• 1x Intel LAN, 1x Realtek LAN

• 12 V DC-Eingang

HY-LINE Computer

Components GmbH

www.hyline.de

30.6. - 2.7.2020

CONNECTING THE MEDICAL

TECHNOLOGY SUPPLY CHAIN

Im Verbund mit

INNOVATE

Wegweisende Fortschritte,

Weiterentwicklungen,

neueste Trends

Ideeller Träger

CONNECT

Kongress MedTech Summit,

internationale Pavillons,

Networking-Events

DO BUSINESS

Geschäftskontakte knüpfen,

Know-How nutzen,

Lösungen finden

DAS EUROPÄISCHE

MEDIZINTECHNIK-EVENT

Die MedtecLIVE fokussiert und präsentiert die Wertschöpfungskette

in der Herstellung von Medizintechnik.

Beginnend von der ersten Idee über die Produktion

bis zu nachgelagerten Prozessen.

NUTZEN AUCH SIE DAS POTENZIAL

DER MEDTECLIVE:

• Knüpfen Sie neue und vertiefen Sie bestehende

Geschäftskontakte

• Finden Sie Lösungen für Ihre Herausforderungen

• Networken Sie mit internationalen Medizintechnik-Profis

• Holen Sie sich neue Impulse zu Innovationen

und Branchentrends

• Erleben Sie ein hochkarätiges Begleitprogramm

SICHERN SIE SICH JETZT IHR TICKET!

medteclive.com/besucher-werden

48 meditronic-journal 2/2020

MTL20_210x148_DE_meditronic_journal_BES_NeuesDatum.indd 1 26.03.20 11:44


Medical-PC/SBC/Zubehör

Schutz, Sicherheit und höchster

Bedienkomfort – Multitouch Panel-PC

und LCD in Edelstahl

Neue Produktserie speziell für die Medizintechnik, Lebensmittel-, Pharma- und Chemie-Industrie.

Komfortabel, sicher und geschützt sind Panel-PCs und LCDs aus der neuen

Produktserie von TL Electronic

TL Electronic GmbH

info@tl-electronic.de

www.tl-electronic.de

Die sogenannte B-Serie der neuen Edelstahl-Panel-PCs

von TL Electronic mit integriertem Not-Ausschalter und

Flachtaster.

meditronic-journal 2/2020

Branchen wie beispielsweise die

Medizintechnik-, Lebensmittel-, Chemie-

oder auch die Pharma-Industrie

haben hohe hygienische Anforderungen

und intensive Reinigungsverfahren

– eine Herausforderung

für jede IT-Hardware. Mit der neuen

Panel-PC und LCD-Produktserie

bringt TL Electronic nun Systeme

auf den Markt, die optimalen Schutz

und Sicherheit sowie enormen Bedienkomfort

bieten. Im Edelstahlgehäuse

integrierte Not-Aus- und

Flachtaster sorgen direkt im Arbeitsbereich

für Kontrolle und Signalgebung.

Die PCAP Multitouch-

Screens mit völlig flacher Frontfläche

ohne Schmutzkanten sind

zudem ideal einsetzbar in Umgebungen

mit hohen Reinigungsstandards,

wie beispielsweise in medizinischen

Bereichen.

Gut geschützt

Auffällig im korrosionsgeschützten

Edelstahlgehäuse sind der integrierte

Not-Ausschalter und Flachtaster.

Sie verbessern Abläufe deutlich

und bringen Kontrolle, Sicherheit

und Signalgebung direkt in den

Arbeitsbereich. Unnötige Handgriffe

oder das Navigieren durch HMI-Bildschirme

entfallen. Der griffige Drehschalter

erlaubt einen schnellen und

benutzerfreundlichen Wechsel zwischen

verschiedenen Touch-Modi

für Hand-, Regen- und Handschuh-

Bedienung – optional ist auch eine

andere Belegung möglich.

Verschiedene Displaygrößen von 10,1“ bis 21,5“ stehen

für die IP65 geschützten Panel-PCs oder passiven

Monitore zur Verfügung

Verschiedene Größen

Die neue Produktserie der Panel-

PCs und Industriemonitore von

TL Electronic eignet sich beispielsweise,

um die Verarbeitung von Rohstoffen

zu kontrollieren, in der Endverpackung,

oder um die Qualität

und Sicherheit des Endprodukts zu

gewährleisten. Verschiedene Displaygrößen

der Panel-PCs oder passiven

Monitore von 10,1“ bis 21,5“

bieten auch bei beengten Platzverhältnissen

Flexibilität.

Entspricht den hygienischen

Anforderungen

Der PCAP Multitouch-Bildschirm

mit völlig flacher Frontfläche ohne

Schmutzkanten ist dabei ideal

für Arbeitsplätze, die hohe hygienische

Anforderungen stellen und

oft gereinigt und desinfiziert werden,

wie dies beispielsweise in

Kranken häusern und Laboren der

Fall ist. Die Gehäuse aus Edelstahl

SUS 316 / AISI 316 sind korrosionsund

flüssigkeitsbeständig. Stahl

vom Typ 316 ist ein Chrom-Nickel-

Edelstahl, der zwischen zwei und

drei Prozent Molybdän enthält. Der

Molybdängehalt erhöht die Korrosionsbeständigkeit

– sogar in Chloridlösungen

– und erhöht die Festigkeit

bei hohen Temperaturen.

Vollständig geschützt

Die robusten Gehäuse sind samt

aller Schnittstellen vollständig IP65

geschützt, bieten Schutz gegen

Strahlwasser und sind absolut staubdicht.

Auch Geräte mit höchster

Schutzart IP69K sind im Produktportfolio

des Unternehmens. Die

Schutzart IP69K ermöglicht eine

einfache Reinigung und Sterili sation

mit bis zu 80 °C heißem Wasser und

bis zu 30 bar Druck.

Installationskosten und Verdrahtungszeiten

der neuen Produktserie

sind deutlich reduziert, denn der

Anschluss an die zu steuernden

Anlagen ist denkbar einfach. Alle

Schnittstellen sind über IP65-

geschützte M12-Anschlüsse ausgeführt

– auch der Not-Aus- und die

drei Front-Taster. Passende Kabel

gehören zum Lieferumfang. ◄

49


Antriebe

Die kleinste und leichteste

Linearführungs-Baureihe

Die Dynetics GmbH führt Linearführungen in verschiedenen Bauformen und Größen

von Hersteller NB (Nippon Bearing)

Profilschienen-Führungen sind

die am meisten verwendeten

Linearführungen im Maschinenbau.

Die Linearführungen von NB

sind Linearlager höchster Genauigkeit

und Steifigkeit unter Verwendung

von Wälzkörpern. Sie

bieten zahlreiche Vorteile, beispielsweise

eine reibungsarme

und gleichmäßige Linearbewegung

ohne Stick-Slip-Effekt, selbst

unter großer Belastung. Die hohe

Effizienz und Funktionalität sind

langfristig gewährleistet, wodurch

sie sich für einen weiten Anwendungsbereich

eignen, vom allgemeinen

bis zum Präzisionsmaschinenbau.

Linearlager mit Kugeln

Die Linearführung des Typs SEB

von NB ist ein Linearlager mit Kugeln

in zwei umlaufenden Laufbahnen.

Sie ist die kleinste und leichteste

Linearführungs-Baureihe von NB.

Dank der kompakten Konstruktion

können die Größe und das Gewicht

der Maschinen verringert werden.

Die Linearführungen finden breite

Anwendungen in der Medizin- und

Messtechnik.

Die Linearführung des Typs SEB

besteht aus einer Schiene mit zwei

präzisionsgeschliffenen Kugellaufbahnen

sowie einem oder mehreren

Führungswagen. Die Führungswagen

bestehen aus dem Wagenkörper,

den Kugeln und den Endkappen.

Weitere Modelle

Dank des Kugelkäfigs kann der

Typ SEBS-B von der Führungsschiene

abgezogen werden, was

die Montage vereinfacht und die

Montagekosten reduziert.

Mit Umlenkkappen aus korrosionsbeständigem

Stahl besteht die

Linearführung Typ SEBS-BM komplett

aus korrosionsbeständigem

Stahl. Die Linearführung dieses

Typs eignet sich ideal für Anwendungen

mit hohen Temperaturen,

im Reinraum oder Vakuum.

Die breite Schiene (Typen

WB/WA), der Langwagen (Typen

BY/AY) und der Langwagen auf

breiter Schiene (Typen WBY/WAY)

haben eine extrem hohe Momentenbelastbarkeit.

Diese Typen eignen

sich insbesondere für anspruchsvolle

Anwendungen, in denen nur eine

Schiene eingesetzt werden kann.

Form und Montage

Die Schienen des Typs SEB sind

mit Senkbohrungen (Standard) und

optional mit Gewindebohrungen verfügbar

und ermöglichen verschiedene

Methoden zur Montage. Die

Linearführung des Typs SEB verfügt

über zwei Kugelreihen im Vier-

Punkt-Kontakt. Dieser Aufbau reduziert

die Bauhöhe und ermöglicht

kompakte Konstruktionen mit geringem

Gewicht für Maschinen und

Geräte. Das AD-Profil verteilt die

Deformation des Führungswagens

während der Montage. ◄

Dynetics GmbH

info@dynetics.eu

www.dynetics.eu

50 meditronic-journal 2/2020


Antriebe

Auf sechs Füßen hochpräzise

unterwegs

Neuer HEX150 RC Hexapod von Aerotech besticht durch seine hervorragende Präzisionsmechanik

AEROTECH GMBH

sales@aerotechgmbh.de

www.aerotech.com

Aerotech lanciert einen neuen

Hexapod: Der HEX150 RC mit

150 mm Durchmesser ergänzt als

kleinerer Bruder die bestehende

Produktfamilie mit 500 und 300 mm

Durchmesser. Neben dem Einsatz

für die Qualitätssicherung in der

Mess- und Prüftechnik sieht Aerotech

vor allem auch Anwendungsmöglichkeiten

in den Bereichen

Automotive, Elektronik, Maschinenbau

und Medizintechnik.

Frei in alle Richtungen

Der unverkennbare Vorteil

der mehrachsigen, parallelkinematischen

Hexapoden ist dessen

präzise Positionierung frei in alle

Richtungen. Bei einem mittigen

Verfahr weg von 135 mm kann der

kleine Bewegungskünstler mit seinen

sechs Füßen bis zu 10 kg Nutzlast

quasi vollkommen frei im Raum

bewegen. Die sechs Freiheitsgrade

machen das Mehrachssystem flexibel

einsetzbar für die unterschiedlichsten

Anwendungen.

Höchste Präzision im

Submikrometerbereich

Der neue 150er Hexapod lässt mit

seiner hohen Tragfähigkeit gepaart

mit großen Verfahrwegen und hohen

Positioniergeschwindigkeiten von

50 mm/s kaum Wünsche bei der

Anwendungsspezifikation offen.

Das hochpräzise Positioniersystem

besticht dabei durch seine hervorragende

Mechanik: Extrem steife

Antriebsbeine, mit bürstenlosen,

schlitzlosen AC-Servo motoren

sorgen nicht nur für eine ultimative

Leistung und lange Lebensdauer,

sondern für höchste Präzision

im Submikrometerbereich.

Dabei sind die AC-Servomotoren

direkt mit der Kugelrollspindel verbunden,

was eine hohe Antriebssteifigkeit

garantiert. Laut Hersteller ist

der HEX150 RC derzeit der präziseste

Hexapod am Markt. Schnelle

Einschwingzeiten erlauben hohen

Durchsatz bei Wiederholgenauigkeiten

von weniger als 2 μm, auch

die Schrittweiten von unter 20 nm

in XYZ und 0,2 μrad in Θx Θy Θz

gestatten vielfältige Einsatzgebiete.

Simulation im freien Raum

Aufgrund der komplexen Kinematik

ist der Steuerungsaufwand

eines Hexapoden jedoch nicht

zu unterschätzen. Dem begegnet

Aerotech mit der innovativen

Steuerungsplattform A3200, resultierend

aus jahres langer Erfahrung

mit anspruchsvollen kinematischen

Anwendungen. Die darin

integrierte, intuitive Simulationssoftware

„HexGen Hexapod“ ermöglicht

die einfache Programmierung und

Steuerung der Hexapoden in jedem

benutzerdefinierten Koordinatensystem.

Der Nutzer kann den verfügbaren

Arbeitsraum visualisieren und

simulieren, um mit seinem Hexapod

Kolli sionsbetrachtungen durchzuführen.

Zudem kann er auch bereits vorkonfigurierte

Modelle aus einer hinterlegten

Bibliothek mit Standarddesigns

direkt auswählen.

Plattform

Coppelia Robotics V-REP

Um den kompletten Arbeitsprozess

simulieren zu können, greift

die AS3200 über eine Simulationsschnittstelle

auf die offene Plattform

Coppelia Robotics V-REP zu. Auf

dieser Plattform lassen sich komplette

Automatisierungsprozesse

simulieren, die benötigten Roboteraktuatoren,

Linear- oder Drehtische

wie auch Werkzeuge in einer

3D-Umgebung zusammenbauen.

„Wir unterstützen auch Bildverarbeitung,

Aufspannen und Vakuumaufnahme,

um den gesamten Automationsprozess

zu simulieren und

das Kollisionsrisiko zu minimieren.

Dadurch verkürzt sich die Inbetriebnahme

und Integration merklich“,

resümiert Norbert Ludwig,

Geschäftsführer der Aerotech GmbH

in Fürth. ◄

meditronic-journal 2/2020

51


Software/Tools/Kits

Digitalisierung schafft Sicherheit

B. Braun entscheidet sich für TECHNIA und Dassault Systèmes‘ 3DEXPERIENCE-Plattform, um die Digitalisierung

weltweit voranzutreiben und die Einhaltung der gesetzlichen Vorschriften zu gewährleisten.

Bilder mit freundlicher Genehmigung von B. Braun.

TECHNIA

www.technia.com

TECHNIA, ein weltweit führendes

Unternehmen im Bereich PLM,

gab den Abschluss einer strategischen

Partnerschaft mit B. Braun

bekannt - einem international führenden

Anbieter von medizintechnischen

Produkten, Systemen und

Serviceleistungen für den weltweiten

Gesundheitsmarkt. Diese Partnerschaft

zielt darauf ab, durch

den wirkungsvollen Einsatz digitaler

Anwendungen und Praktiken

B. Braun in die Lage zu versetzen,

sein Produktangebot, Effizienz,

Qualität und die Zusammenarbeit

in seiner Wertschöpfungskette zu

optimieren – und dabei die gesetzlichen

Vorschriften einzuhalten.

Im Rahmen dieser Geschäftsvereinbarung

wird TECHNIA eine

Product Lifecycle Management

Lösung für mehr als 13.000 Anwender

bei B. Braun bereitstellen, die

eine digitale Verknüpfung zwischen

PLM, ERP und CRM ermöglicht. Die

PLM-Lösung verwendet Dassault

Systèmes‘ „License to Cure“ auf

Basis der 3DEXPERIENCE-Plattform.

Diese speziell auf die Medizintechnik

ausgerichtete Branchenlösung

wird durch den Einsatz von

TECHNIA-Software komplettiert

und von unserem weltweit führenden

Life Sciences Consulting-Team

bereitgestellt.

„Es ist eine Ehre, dass B. Braun

uns als globalen PLM-Partner

ausgewählt hat. Er ist ein echter

Marktführer im Gesundheitswesen.

Unsere Partnerschaft wird es

B. Braun ermöglichen, seine Effizienz,

Innovationskraft und die Compliance

mit bestehenden und neuen

Vorschriften weltweit zu steigern. Die

Life Sciences-Teams von TECHNIA

und Dassault Systèmes werden

eng mit den Experten von B. Braun

zusammenarbeiten, um dem Unternehmen

mit Hilfe der 3DEXPE-

RIENCE-Plattform wirtschaftliche

Vorteile innerhalb kurzer Zeit zu verschaffen”,

sagt Jonas Gejer, CEO

von TECHNIA.

„Wir stehen angesichts steigender

regulatorischer und marktbedingter

Anforderungen vor großen Heraus-

52 meditronic-journal 2/2020


Software/Tools/Kits

Über B. Braun

B. Braun ist einer der führenden Hersteller von Medizintechnik- und

Pharma-Produkten und Dienstleistungen weltweit. Mit 64.000 Mitarbeitern

in 64 Ländern entwickelt B. Braun hochwertige Produktsysteme

und Serviceleistungen für Anwender auf der ganzen Welt.

2018 erwirtschaftete der Konzern einen Umsatz von 6,9 Mrd. Euro.

Jede von B. Braun erbrachte Leistung verkörpert die gesamte

Fachkompetenz von B. Braun und das tiefe Verständnis des Unternehmens

für die Bedürfnisse der Anwender. Bei der Entwicklung

seiner Produkte, Produktsysteme und Leistungen agiert B. Braun

wie ein Sparringspartner. Ein Begleiter, der durch konstruktiven

Austausch und die Motivation, Dinge zu verbessern, Entwicklungen

vorantreibt. Mit einem stetig wachsenden Portfolio an wirkungsvollen

Lösungen für die medizinische Versorgung leistet B. Braun einen

wesentlichen Beitrag, um die Gesundheit der Menschen zu schützen

und zu verbessern.

forderungen. Wir glauben, dass PLM

bei der Überwindung dieser Hürden

ein Wegbereiter sein wird. Wir haben

uns für die 3DEXPERIENCE-Plattform

von Dassault Systèmes und

TECHNIA entschieden, um deren

Expertise im Bereich Life Sciences

mit einer strategischen Partnerschaft

für unser breites Produktportfolio zu

nutzen. Wir freuen uns, gemeinsam

diese digitale Reise anzutreten“, sagt

Gerd Niehage, CIO von B. Braun.

Über TECHNIA

Bei TECHNIA machen wir den Weg frei für Ihre Innovation, Kreativität

und Rentabilität. Wir kombinieren branchenführende Product

Lifecycle Management Tools mit Fachwissen, damit Sie den Weg

von der Produktidee bis zur Implementierung entspannt beschreiten

können. Dank unserer Erfahrung können wir die Dinge unkompliziert,

persönlich und verständlich halten, um gemeinsam Ihre

Vision in Wert umzuwandeln.

Mit über 30 Jahren Erfahrung, mehr als 6000 Kunden weltweit

und erstklassigem Wissen im Bereich PLM & Intelligent Engineering

arbeiten wir als echter Partner Hand in Hand mit Ihren Teams

zusammen, um ein außergewöhnliches PLM-Erlebnis zu schaffen.

Unser 680 Mitarbeiter starkes Team arbeitet an 32 Standorten

weltweit in vertikalen Branchen und bietet einen erstklassigen

Service, dank einer globalen Infrastruktur und lokalen Präsenz. Wir

setzen die neueste Technologie und agile Methoden ein, so dass

– selbst wenn sich die Technologie ändert – unsere Beziehungen

ein Leben lang halten.

„Die 3DEXPERIENCE-Plattform

und unsere Industrielösung „License

to Cure“ sind speziell darauf ausgerichtet,

Unternehmen dabei zu

helfen mit einheitlichen Prozessen

und konsistenten Daten zu arbeiten.

Zulassungsvorschriften fließen in

die Lösung ein, um Unternehmen

bei der Verbesserung von Qualität

und Compliance zu unterstützen”,

sagt Claire Biot, Vice President,

Life Sciences Industry bei

Dassault Systèmes. „Unser Ziel ist

es, Patienten und Ärzten innovative

Medizinprodukte schneller zur Verfügung

zu stellen und gleichzeitig

die Kosten zu senken. TECHNIA

ist einer unserer größten Life Sciences-Systemintegratoren

weltweit

und wir werden beim Umbau der

Geschäftsprozesse von B. Braun

eng zusammenarbeiten.”

Weitere Informationen finden Sie

unter: www.technia.com

Am 28. April (10 AM CET) erfahren Sie mehr zum Thema. Fabian Höfer,

Director Engineering Technologies PMT bei B. Braun spricht live auf dem

virtuellen PLM Innovation Forum, Vortragstitel „B.CONNECT – On the Way to

a Successful PLM Implementation“

meditronic-journal 2/2020

53


Software/Tools/Kits

System and Development Kit für Safe and Secure Vehicle Network Processors

NXP stellte auf der diesjährigen

CES-Messe seinen „S32G Safe

and Secure Vehicle Network Processor“

vor. Als einer der ersten

Hersteller bietet MicroSys miriac

MPX-S32G724A System on Modules

und miriac SBC-S32G274A

Systeme und Entwicklungskits

an, die auf dieser CPU-Architektur

basieren.

Das miriac SBC-S32G274A

System enthält ein mirac

MPX-S32G274A SoM, das von

MicroSys entwickelt wurde. Das

System bietet zahlreiche Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Schnittstellen

für die Vernetzung im Fahrzeug

mit Standard-Automobilbussen wie

Flexray (2x), LIN (4x) oder CAN (16x

plus 2x CAN FD). Es ist ein kompaktes

Hochleistungs system als

Basis für innovative Automotiveund

industrielle Kommunikationsanwendungen.

Für die hohe Rechenleistung sind

zwei verschiedene, integrierte Arm-

Architekturen verantwortlich: ein

Vierkern-Arm-Cortex-A53-Komplex

und 3 Arm-Cortex-M7-Kerne.

Die A53-Kerne übernehmen rechenintensive

Aufgaben und die M7-Kerne

eignen sich für sicherheitsrelevante

Prozesse. Das Board enthält 4 GB

gelötetes 64-Bit-LPDDR4-RAM

und 32 GB eMMC- und 512 MB

QuadSPI-Flash. Ein leistungsstarker

Automotive-Ethernet-Switch stellt

10 Ports zur Verfügung. Insgesamt

bietet das System für die Ethernet-

Kommunikation 6x T1-Ports, 1x

100 Mb LAN, 1x 2.5G LAN und 4x

1G LAN. Weitere E/A-Schnittstellen

sind 1x USB 2.0 (miniUSB AB),

12x Analogeingänge zu ADCs,

ein miniPCIe-Steckplatz und eine

M.2-Modul Typ M-Schnittstelle. Für

Debugging-Zwecke sind ein JTAG-

Stecker, ein 40-poliger AURORA-

Stecker und 1x miniUSB zu UART

verfügbar. Das Entwicklungskit ist

ein sehr guter Ausgangspunkt für

Designs, die extremen und rauen

Umgebungen standhalten sollen.

Versionen für erweiterte Temperaturen

von -40 °C bis +85 °C oder für

raue Umgebungen sind auf Anfrage

erhältlich. Die SBCs bieten eine einfache

Möglichkeit, Systemvarianten

zu realisieren und ermöglichen eine

schnelle Realisierung von Serienprodukten.

Das miriac SBC-S32G274A

Development Kit wird im 2. Quartal

2020 erhältlich sein.

MicroSys Electronics GmbH

info@microsys.de

www.microsys.de

Regularien und Prozesse mit weiterer Digitalisierung

Hintergrund:

Die inpac Medizintechnik

GmbH entscheidet sich für die

von oxaion angebotene CAQ-

Lösung des Anbieters SYNCOS.

Schwerpunkte der Einführung sind

die Qualitätskontrolle im Bereich

Wareneingang, die fertigungsbegleitende

Prüfung und die Fertig -

warenprüfung. Dazu gehören auch

die Verwaltung und Analyse von

Prüf- und Messmitteln. Ein weiterer

Fokus liegt auf dem Qualitätsmanagement

für die Abbildung

der regulatorischen Vorgaben im

Bereich Reklamationen, CAPA,

und Maßnahmenmanagement.

oxaion – Ein Unternehmen

der Modula Gruppe

Innerhalb der Modula Gruppe

bietet oxaion mit SYNCOS eine

integrierte CAQ-Lösung, die den

beidseitigen Datenaustausch im

Bereich Stamm- und Bewegungsdaten

ermöglicht. Wareneingänge

lösen z. B. automatisch Prüfaufträge

aus und Qualitätsereignisse

können direkt an SYNCOS

zur Weiterbearbeitung übermittelt

werden. Dabei erleichtert die

Standardintegration auch die Validierung

der Anwendung.

Im Jahr 2003 wurde die inpac

Medizintechnik GmbH als Dienstleistungsunternehmen

zur Lohnverpackung

von Medizinprodukten

gegründet und wird noch heute

von Gründungsmitglied Dr. Ralph

Hermann geführt. Das Unternehmen

ist als Full-Service-Verpackungsdienstleister

seit seiner

Gründung permanent gewachsen

und zählt heute 200 Mitarbeiter.

inpac ist ein Dienstleister für

Reinigung, Montage, Verpackung

und Sterilisation von Medizinprodukten.

Das Unternehmen ist nach

DIN EN 13485 zertifiziert, bei der

FDA und für Japan registriert.

Bilder oxaion gmbh

oxaion gmbh

info@oxaion.de

www.oxaion.de

54 meditronic-journal 2/2020


Cloud-unabhängige

Embedded-Entwicklungslösungen

Software/Tools/Kits

Bei der Entwicklung von IoT-Lösungen können Entwickler über WLAN, Bluetooth und Schmalband-5G schnell,

einfach und sicher eine Verbindung zu jeder Cloud herstellen

Einsatzbereiche

Jede Lösung ist auf Benutzerfreundlichkeit

und die schnelle Entwicklung

intelligenter Anwendungen

in den Bereichen Industrie, Medizintechnik,

Consumer, Landwirtschaft

und Einzelhandel ausgelegt,

wobei Embedded-Security,

also die Datensicherheit, im Vordergrund

steht. Die große Auswahl

an Techniken zur Datenanbindung,

zusammen mit den Leistungsmerkmalen

der angebotenen

Mikrocontroller, Mikroprozessoren

und Peripherie, machen

diese Lösungen für eine Vielzahl

von Märkten attraktiv.

Aufgrund des fragmentierten IoT-

Marktes, der zunehmenden Komplexität

und steigenden Kosten

von Projekten stehen Entwickler

heute bei Designentscheidungen

vor mehr Herausforderungen als

je zuvor. Diese Herausforderungen

führen zu längeren Entwicklungszeiten,

höheren Sicherheitsrisiken

und mehr fehlgeschlagenen Lösungen.

Microchip Technology setzt

seine Strategie fort, intelligente,

vernetzte und sichere Systeme

bereitzustellen, und kündigt eine

Cloud-unabhängige, sofort einsetzbare

und umfassende Embedded-

Entwicklungs lösung an. Von den

kleinsten PIC- und AVR-Mikrocontrollern

(MCUs) für Sensoren und

Aktuatoren bis hin zu den fortschrittlichsten

32-Bit-MCU- und Mikroprozessor-/MPU-Gateway-Lösungen

für Edge-Computing können Entwickler

jetzt jeden größeren Prozessor-Core

an jede Cloud anbinden

– und zwar über WLAN, Bluetooth

oder Schmalband-5G-Mobilfunk.

Umfassende Sicherheit bleibt

dabei durch die Unterstützung der

Microchip-Trust-Plattform für deren

CryptoAuthentication-ICs erhalten.

Viele IoT-Lösungen

Das bereits umfangreiche Angebot

an IoT-Lösungen von Microchip

umfasst jetzt sechs weitere Lösungen.

Durch den einfachen Zugriff auf

den Prozessor-Core, die Datenanbindung,

Sicherheit, Entwicklungsumgebung

und Debug-Funktionen

lassen sich die Projektkosten und

die Komplexität bei der Entwicklung

verringern:

• PIC-IoT WA und AVR-IoT WA

Boards: Zwei neue PIC- und

AVR-MCU-Entwicklungsboards

mit einem zugehörigen, kundenspezifischen

Rapid-Prototyping-

Tool, die zusammen mit Amazon

Web Services (AWS) entwickelt

wurden und eine einfache Anbindung

von IoT-Sensorknoten an die

AWS-IoT-Core-Cloud-Dienste über

WLAN ermöglichen.

• Gateway-Lösungen mit AWS

IoT Greengrass: Basierend

auf dem neuesten funkbasierten

System-On-Module (SOM)

enthält das ATSAMA5D27-

WLSOM1 die SAMA5D2-MPU

sowie das WILC3000-WLANund

Bluetooth-Kombimodul, das

über den Power-Management-IC

(PMIC) MCP16502 versorgt wird.

• SAM-IoT WG: Verbindet den

Google Cloud IoT Core mit

den 32-Bit-Mikrocontrollern

SAM-D21 Arm Cortex M0+ von

Microchip.

• Azure IoT-SAM-MCU-basierte IoT-

Entwicklungsplattform: Umfasst

das Azure IoT Device SDK und

Azure-IoT-Dienste mit Microchips

Entwicklungstool-Öko system

MPLAB X.

• PIC-BLE und AVR BLE Boards:

Zwei neue PIC- und AVR-MCU-

Boards für Sensorknoten, die

über Gateways mit Bluetooth Low

Energy (BLE) eine Verbindung zu

Mobilgeräten für verschiedene Industrie-,

Consumer- und Sicherheitsanwendungen

sowie zur Cloud

herstellen.

• LTE-M/NB-IoT-Entwicklungskit:

Mit Monarch-IC-basierten Modulen

von Sequans, die IoT-Knoten

abdecken und neueste stromsparende

5G-Mobilfunktechnik nutzen.

Großes Tool-Angebot

„Microchip baut auf seinem

umfangreichen Angebot an Tools

Lösungen auf, um eine schnelle

und einfache Entwicklung sicherer

IoT-Anwendungen für das gesamte

Spektrum von Embedded-Steuerungen

und -Architekturen zu ermöglichen“,

so Greg Robinson, Associate

Vice President Marketing der

8-Bit Mikrocontroller Business Unit

bei Microchip. „Unsere jüngsten

Partnerschaften mit Sequans und

deren 5G-Mobilfunktechnik, sowie

mit Microsoft Azure erweitern unser

Engagement bei der Entwicklung

innovativer Lösungen.“

Entwicklungstools

Die neuen IoT-Lösungen von

Microchip bauen auf dem umfassenden

Ökosystem der eigenen Entwicklungstools

auf, das sich auf die

integrierte Entwicklungsumgebung

(IDE) MPLAB X konzentriert. Codegeneratoren

wie der MPLAB X Code

Configurator (MCC) automatisieren

und beschleunigen das Erstellen

und Anpassen des Anwendungscodes

für die kleinsten PIC- und

AVR-Mikrocontroller, während die

Harmony-Softwarebibliotheken alle

32-Bit-Mikrocontroller- und Mikroprozessorlösungen

unterstützen.

Das PKOB Nano bietet In-Circuit-

Programmier- und Debugging-Funktionen,

für die nur ein USB-Kabel

zur Stromversorgung, zum Debuggen

und Kommunizieren erforderlich

ist. Größere Lösungen werden

von universellen Programmierern

und Debuggern, dem MPLAB

PICkit 4 und dem MPLAB ICD 4,

unterstützt. Das ATSAMA5D27-

WLSOM 1 wird mit kostenlosen

Linux-Distributionen bereitgestellt.

Durch das Einspielen von Microchip-Patches

in den Linux-Kernel

erhalten Kunden die volle Unterstützung

des Open-Source-Gemeinde,

um qualitativ hochwertige Lösungen

erstellen zu können.

Microchip Technology

www.microchip.com

meditronic-journal 2/2020

55


Komponenten

Hot Swapping für die Industrieautomatisierung und Medizintechnik

Der One27 im Raster 1,27 mm ist nun auch

mit nacheilenden Kontakten erhältlich. Entwickler

erhalten die gewinkelten 12 bis 80 poligen

Messerleisten ab März 2020. Damit ist ein problemloses

Wechseln eines Moduls im laufenden

Betrieb in industriellen Anwendungen möglich.

Die Elektronik wird hierbei zuverlässig geschützt:

Beim Stecken und Trennen wird eine definierte

Reihenfolge von Signal-, Masse- und Stromkontakten

eingehalten. Dies stellt sicher, dass

im ersten Schritt die Masseverbindung aufgebaut

wird, um Massepotentialunterschiede oder

elektrostatische Aufladungen abzuleiten, bevor

der Aufbau der Datenleitung erfolgt.

Änderungen beim laufenden Betrieb gelingen

somit schnell und problemlos – Module,

die den One27 enthalten, können ausgebaut

und ersetzt werden, ohne dass das Gerät ausgeschaltet

werden muss.

Der zweireihige SMT-Steckverbinder One27

mit abgewinkelter Messerleiste lässt sich individuell

bestücken – nacheilende Kontakte können

an jeder beliebigen Position gesetzt werden.

Die Steckverbinderfamilie bietet vielfältige

Bauformen und Steckvarianten bei kleinem

Rastermaß und größtmöglicher Robustheit. Der

Leiterplattenabstand kann individuell zwischen

8,00 mm bis 13,8 mm realisiert werden. Die

hohe Überstecksicherheit der One27-Steckverbinder

ermöglicht, dass Messer- und Federleiste

in einem Bereich von 1,5 mm variabel gesteckt

werden können. Die Kontaktierung erfolgt bei

den One27-Steckverbindern über einen doppelschenkligen

Federkontakt, der den Kontaktstift

der Messerleiste umschließt.

ept GmbH

www.ept.de/One27

Neue Technologie: Silikonumspritzte Systemlösungen

Anwendungen in der Medizintechnik

müssen besonders hohe

Anforderungen erfüllen und sind

oft großen mechanischen und

chemischen Einflüssen ausgesetzt.

Um diesen Anforderungen

gerecht zu werden, hat ODU

silikon umspritzte Systemlösungen

entwickelt. Die hochwertige Technologie

bietet ein flexibles Komplettsystem

aus Steckverbindern,

Kabel mit passender Konfektionierung

und Umspritzung, sowie einer

optionalen Beschriftung.

Die widerstandsfähige Systemlösung

hält bis zu 500 Autoklavierzyklen

stand, ebenso werden

Wischdesinfektion, chemische

Beständigkeit und Biokompatibilität

gewährleistet. Außerdem

unterliegen die neuen Silikonkabelkonfektionierungen

der medizintechnischen

Prüfung nach ISO

10993-5. Die einzigartige Oberfläche

hat eine angenehme Haptik,

die jegliches Kleben beziehungsweise

den Stick-Slip Effekt

verhindert. Das komplette System

ist einfach zu reinigen und entspricht

absoluten Hygienestandards.

Zudem schützt die Form der

Kabelumspritzung vor Abknicken

jeglicher Art, das Steckverbinder

und Kabel schaden könnte.

Die innovative Technologie ist

für verschiedene ODU Standard-

Produktserien und kundenspezifische

Lösungen geeignet. Dabei

werden Verfahren sowohl mit Flüssig-

als auch Feststoffsilikon angewendet

und gleichzeitig globale

Verfügbarkeit hergestellt. Das

flexible Design und die herausragenden

Oberflächeneigenschaften

garantieren eine sichere

und zuverlässige Verbindung für

medizinische Anwendungen.

ODU GmbH & Co. KG

www.odu.de

56 meditronic-journal 2/2020


Komponenten

Portfolio um smarte Beleuchtungslösungen für Single-Use-Endoskope erweitert

Die Schott Single EZ Produktfamilie bietet glasfaseroptische Beleuchtung

als Plug-&-Play-Konzept für Einweg-Endoskope. Sie vereint hohe

Lichtqualität, leichte Handhabung und wirtschaftliche Attraktivität.

Bild: SCHOTT

Mit der neuen Schott SingleEZ

Produktfamilie bringt der Spezialist

für faseroptische Beleuchtung

smarte und zugleich erschwingliche

Lösungen für Einweg-Endoskope

auf den Markt. Hier werden

die Vorteile von glasfaseroptischer

Beleuchtung mit einem

modularen Plug-&-Play-Konzept

vereint. Somit sind die innovativen

Lösungen auch für Hersteller

medizinischer Geräte problemlos

einsetzbar, die mit der Weiterverarbeitung

von Glasfasern nicht

vertraut sind.

Die Produktfamilie besteht

aus drei Elementen: einem Lichtleiter

(SingleEZ Guide), einer

Lichtleiter-/Kamera-Kombination

(SingleEZ Module) sowie der

Gesamtlösung inklusive Lichtquelle

(SingleEZ Source). Schott

stellte seine neuen Produkte auf

der Photonics West in San Francisco

vor.

Wer einen möglichst unverfälschten

Blick in das Innere des

menschlichen Körpers werfen

möchte, für den ist hochwertiges

Licht unabdingbar. „Unsere Produktfamilie

stellt die Vorteile einer

speziell aus Glasfaseroptik bestehenden

Beleuchtungslösung zur

Verfügung. Dies kombinieren

wir mit einem stark vereinfachten

Handling im Sinne des Plug-

&-Play und ermöglichen so dem

Endoskop-Hersteller eine einfache

Integration“, erklärt Holger Werner,

Business Development Manager

Medical bei Schott Lighting

& Imaging.

Ferner ist es dem Unternehmen

gelungen, sein Technologie-Wissen

aus anderen Bereichen der

Massenfertigung, wie z. B. der

Automobilindustrie, zu übertragen.

So stehen leistungsfähige

und zugleich wirtschaftlich attraktive

Glasfaserkomponenten zur

Verfügung, die die besonderen

Bedürfnisse des Einweg-Endoskopie-Marktes

erfüllen.

SCHOTT

www.schott.com

Netzwerkwiderstände als Hochspannungsteiler

Aufgrund der steigenden Nachfrage

an Elektrofahrzeugen steigt

auch der Bedarf an Spannungsteilern,

die den Anforderungen im

Hochvoltbereich genügen. Susumu

Co., Ltd, Branchenführer im Bereich

der Dünnschicht-Technologie, deckt

mit der RM-Serie genau diesen

Bedarf ab. Die RM-Serie kann als

Netzwerk mehrerer Widerstände

der bewährten RG-Serie betrachtet

werden, was eine große Platzersparnis

mit sich bringt.

Mehrere RG-Widerstände

RM Netzwerke bestehen aus

mehreren RG-Widerständen, die die

Eingangsspannung aufteilen, welche

dabei entsprechend der Widerstandeswerte

aufgeteilt wird. Diese

Präzisions-Hochspannungswiderstände

tolerieren hohe Eingangsspannungen

bis 1000 V. Da immer

mehrere Elemente nebeneinander

und gleichzeitig verarbeitet werden,

und die Widerstände in einem Netzwerk

direkt aufeinander abgestimmt

sind, ist die Toleranz des aus den

Ohm-Werten resultierenden Teilerverhältnisses

sowie Temperaturkoeffizient

(TCR) beispiellos niedrig.

Ausführung RM10280-N11

Die Ausführung RM10280-N11

beispielsweise besteht aus zwei

Widerständen, einem mit 9,9 MOhm

und einem mit 10 kOhm und teilt

eine Eingangsspannung von beispielsweise

100 V in 99 V und

1 V auf. Die relative TCR beträgt

±1 ppm/°C und die relative Widerstandtoleranz

±0,01 % in einem

Temperaturbereich von -40 °C

bis +85 °C. Die Drift ist, wie bei

der RG-Serie, kleiner als ±0,1 %

bei Zuverlässigkeitsprüfung über

10.000 Stunden.

Verschiedene Ausführungen

Die Widerstandsnetzwerke der

RM-Serie sind standardmäßig in

verschiedenen Ausführungen mit

unterschiedlichen Teilungsverhältnissen

und mit bis zu sechs Widerständen

pro Netzwerk verfügbar.

Zusätzlich sind auch kundenspezifische

Schaltungen erhältlich.

Anwendungen

Anwendungen findet die RM-

Serie in Spannungsteiler- und Verstärkerschaltungen,

die eine sehr

genaue relative Widerstandstoleranz

und TCR erfordern sowie in

mehrstufigen Präzisionsverstärkungsschaltungen

für minimale

Signale. Neben der Automobilelektronik

werden die Spannungsteiler

auch in der Präzisions- und Medizinelektronik

eingesetzt.

Susumu Deutschland

GmbH

www.susumu.de

meditronic-journal 2/2020

57


Komponenten

Thermodrucker protokolliert

Sterilisationsprozesse

GeBE-MULDE Mini in S1000 Dampfsterilisatoren

GeBE Elektronik und

Feinwerktechnik GmbH

info@gebe.net

www.gebe.net

GeBE Elektronik und Feinwerktechnik liefert jetzt

die Thermodrucker der Serie GeBE-MULDE Mini an

Antonio Matachana S.A.. Die Matachana Group ist

weltweit agierender Spezialist für Infektionsschutz und

stattet ihre Dampfsterilisatoren der Serie S1000 mit

den platzsparenden Protokolldruckern von GeBE aus.

Die Überwachung der Sterilisatoren geschieht über

die unabhängige Aufzeichnung von Temperatur und

Druck während des Betriebes. Die GeBE Thermodrucker

geben die erfassten Werte in Echtzeit aus.

Als wichtiger Bestandteil des Qualitätsmanagements

sind die Prozessdaten somit schnell bei der

Hand. Wichtig war hier, die Drucker schnell

und unkompliziert in die Gehäusefront der

Sterilisatoren zu integrieren. Die GeBE Minidrucker

können fast überall ohne aufwändige

Konstruktionsarbeit eingesetzt werden.

Ein einfacher Ausschnitt genügt, um

sie frontseitig ganz ohne Verschraubung

einzubauen. Für den Papierwechsel sind die

Druckergehäuse von außen zugänglich. Mit

dem entsprechenden Thermopapier, bleiben

die archivierten Aufzeichnungen bei Bedarf

viele Jahre lesbar.

Lösung auf lange Sicht gesehen

Die extra kleinen Protokolldrucker der

Serie GeBE-MULDE Mini bieten sich für den

Einbau in Gehäusen und Schränken, wie

S1000 Sterilisatoren, an. Dort sparen sie eine

Menge Platz. Für OEM bringen sie außerdem

ganz erheblichen Vorteil mit: Besonders auf

lange Sicht gesehen bleiben GeBE Drucker

für Unternehmen wie Matachana verfügbar.

Die Drucker dieser Serie sind bereits seit 2001 am

Markt. GeBE beliefert viele Kunden für deren langjährige

Projekte damit und bietet ihnen jederzeit zuverlässigen

Support dafür. Die Matachana Group setzt

bereits seit 2004 auf die zuverlässigen GeBE Drucker.

Kundenspezifische Anpassungen der GeBE-MULDE

Mini realisiert GeBE bereits ab kleineren Stückzahlen.

Das Germeringer Unternehmen ist seit gut 50 Jahren

im Geschäft und agiert seit 35 Jahren als anerkannter

Partner der Industrie für Datenein- und -ausgabelösungen.


Gehäuse für mobile Elektronikanwendungen

Die Handgehäusereihe STYLE-CASE von OKW Gehäusesysteme hat sich um eine neue Variante erweitert

OKW Odenwälder Kunststoffwerke

Gehäusesysteme GmbH

info@okw.com

www.okw.com

Bislang waren alle Gehäuse nur

mit einem zugehörigen Batteriefach

erhältlich. Neben den Größen

S und M gibt es nun die Größe L

auch ohne Batteriefach. Dies bietet

noch mehr Platz für die innenliegende

Elektronik.

Designorientierte

Fernbedienungen

Das ergonomische STYLE-CASE

eignet sich besonders für designorientierte

Fernbedienungen aller

Art, speziell für die Medizintechnik

und sozialen Bereich sowie im

Büro, Haushalt und der Industrie.

Die Gehäuse sind durch ihre hochglanzpolierte

Oberfläche ein besonderes

Highlight für moderne Endgeräte.

Die Vertiefung im Oberteil

bietet Dekorfolien oder Folientastaturen

einen perfekten Schutz. Zur

Erhöhung der Schutzart (IP65) ist

ein Dichtungs-Set (als optionales

Zubehör) für Gehäuse und Batteriefach

erhältlich. Die Montage erfolgt

durch Torx-Edelstahlschrauben auf

der Rückseite. Platinen und Einbauteile

lassen sich im Innern an den

vorhandenen Befestigungsdomen

anbringen.

Auswahl

Das STYLE-CASE ist standardmäßig

in drei Größen erhältlich -

S (123 x 48 x 24 mm), M (147 x 56

x 27 mm) und L (166 x 64 x 31 mm).

Es kann zwischen den beiden

58 meditronic-journal 2/2020


Komponenten

Doppelt gefederte Kontaktmodule

US Hersteller bietet jetzt beidseitig gefederte Kontaktemodule in 4-mm-Raster

WDI AG

www.wdi.ag

Die beidseitig gefederten Steckverbinder

verfügen über zwei aktive

Kolben und sind so konzipiert, dass

sie mit Hilfe der Kunststoffkörper

in ihrer Position gehalten werden

können. Da kein Löten erforderlich

ist, erleichtern sie eine einfache

Einstellung und Flexibilität

bei der Montage sowie das Entfernen

und Ersetzen. Die Steckverbinder

858-22-00X-80-XX1101 und

858-22-00X-80-XX2101 sind neue

Versionen der bekannten robusten

Serie von Federkontaktmodulen im

4-mm-Raster. Sie sind die ersten

Mill-Max Steckverbinder mit Federstiften

mit aktiven Kolben an beiden

Seiten. Diese einzigartige Eigenschaft

macht diese Steckverbinder

ideal für Situationen, in denen

eine Lötverbindung nicht erwünscht

ist oder aufgrund von Designeinschränkungen,

wie z. B. bei Temperaturschwankungen,

Stapeltoleranzproblemen

oder wenn eine

einfache Montage und Demontage

erforderlich ist. Mit federnden Kolben

als Schnittstelle an beiden

Enden wird der Steckverbinder mit

Hilfe von Schrauben zwischen zwei

Passflächen montiert, um die Kolben

am Basisende zusammenzudrücken,

wodurch sich das Löten

erübrigt. Der Kontaktstift am entgegengesetzten

Ende wirkt dann wie

jeder andere gefederte Steckverbinder,

der bereit ist, in ein Gegenstück

oder eine Leiterplatte zu kontaktieren.

Leichte Montage

Umgebungen, wie z. B. in der

Medizin oder Forschung, in denen

Geräte und Steckflächen regel mäßig

abgewischt und gereinigt werden

müssen, sind ein ausgezeichneter

Einsatzort für lötfreie, komprimierte

Steckverbinder, da sie sich leicht

montieren und demontieren lassen.

Auch Testvorrichtungen wären eine

gute Lösung, da der Steckverbinder

im Laufe der Zeit ausgetauscht werden

muss und dies leicht und ohne

Entlöten geschieht. Docking-Stationen,

Schnellanschlüsse oder jede

andere Baugruppe, die eine rein

mechanische Befestigung am Dock

oder der Gegenseite bedingt, sind

für diese Steckverbinder zusammen

mit einer Vielzahl von Leiterplatten-Stapelanwendungen

sehr

gut geeignet.

Zwei Varianten

Es sind zwei verschiedene

Kolben hubanordnungen erhältlich

- 0,045“ Hub für beide Kolbenenden

oder 0,030“ am Basisende

und 0,060“ am Geräteende. Beide

sind einreihig und mit oder ohne

Positionierstifte und Gewindeeinsätze

erhältlich. Die Federmodule

sind robust für 9 Ampere ausgelegt

und mit Edelstahlfedern versehen,

die in der Lage sind, die Federkraft

bei erhöhten Temperaturen über die

Zeit aufrechtzuerhalten.

Für Muster, Angebote oder technische

Beratung steht der offizielle

Mill-Max-Distributor WDI AG zur

Verfügung. ◄

Kunststoffen ASA in verkehrsweiß

(RAL 9016) und dem infrarot-durchlässigem

Material PMMA (Plexiglas)

in schwarz gewählt werden.

Beide Materialien sind hinsichtlich

ihrer Entflammbarkeit mit UL 94 HB

bewertet. Jedes Gehäuse besteht

aus einem Ober-, Unterteil inklusive

Batteriefachdeckel und einem

integrierten Batteriefach für 2 x AA

Rundzellen.

Gehäuse Größe L

Die neue Version der Größe L ist

nur in verkehrsweißem ASA verfügbar.

Sie hat als erstes Gehäuse dieser

Reihe kein Batteriefach. Durch

passendes Zubehör, wie der Zugentlastung

und einer flexiblen Knickschutzhülle

(Ø 5,3 mm), ist die

Version ideal für kabelgebundene

Anwendungen geeignet. Ein optionaler

Wandhalter ermöglicht ein

sicheres Aufbewahren der Gehäuse.

Um Untergründe nicht zu beschädigen

lässt sich das Zubehörteil,

anstatt zu bohren, auch mit passender

Klebefolie anbringen.

Anpassbare Gehäuse

Die Standardgehäuse lassen sich

kundenspezifisch modifizieren. Zu

den Leistungen gehören die CNC-

Bearbeitung, Lackierung, Dekorfolien,

EMV-Abschirmung, Druck-/

Laserbeschriftung, Konfektion und

Montage. ◄

meditronic-journal 2/2020

59


Komponenten

Medtec LIVE: Fischer Connectors zeigt smarte

Konnektivität für Medizintechnik

Die Steckverbinder der Fischer Freedom Serie zeichnen sich durch ihre «Plug-anduse»-Technologie

aus. Sie lassen sich blind 360 Grad stecken und daher überall dort

platzieren, wo herkömmliche Steckverbinder ungeeignet sind.

(Copyright: Fischer Connectors)

Halle 10.0, Stand 10.0-521

Fischer Connectors GmbH

www.fischerconnectors.com/

germany/de

Fischer Connectors zeigt auf der

Medtec LIVE seine smarte Verbindungstechnik

für elektronische

Medizingeräte und Wearables.

Diese Steckverbinder eignen sich

dank ihrer Robustheit, Zuverlässigkeit,

einfachen Bedienung und

Reinigung sowie hohen Integrationsfähigkeit

besonders für medizinische

Anwendungen. Sie lassen

sich etwa in Diagnosegeräten,

chirurgischen Instrumenten, therapeutischen

und zahnmedizinischen

Apparaturen, Herzunterstützungssystemen

und Einmalgeräten einbauen

und sichern deren Stromund

Datenversorgung. Auch können

sie in Exoskeletten sowie Patientenüberwachungssystemen

zum

Einsatz kommen. Zu der umfangreichen

Produktpalette gehören

auch komplett sterilisierbare und

wiederverwendbare Steckverbinder

sowie Hybrid-Steckverbinder.

Fischer Freedom Serie

Im Mittelpunkt des Messeauftritts

stehen die Steckverbinder und

aktiven Bauteile der Fischer Freedom

Serie. Diese kleinen und

robusten Komponenten optimieren

durch ihre 360-Grad-Steckmöglichkeiten

das Kabelmanagement. Sie

helfen Entwicklungsingenieuren,

einfach und flexibel mehr Technologie

und Benutzerkomfort in

fest installierte, mobile sowie

am Körper tragbare medizinische

Geräte und Wearables

zu implementieren. „Vernetzung

ist ein wichtiger Trend

in der Medizin, der sämtliche

Bereiche betrifft, vom Operationssaal

bis hin zu kleinen

smarten Überwachungsgeräten

direkt am Patienten“, weiß

Martin Wimmers, Geschäftsführer

der Fischer Connectors

GmbH. „Wenn die

Gesundheit auf dem Spiel

steht, sind eine bewährte

und zuverlässige Verbindungstechnik

und ein hoher

Bedienkomfort unverzichtbar.

Das Unternehmen

arbeitet daher eng mit Entwicklern

und Anbietern von

Medizintechnik zusammen,

um für jede Anwendung eine optimale

Strom- und Datenversorgung

sicherzustellen.“

Das komplette Portfolio

Auf der Medtec LIVE präsentiert

Fischer Connectors sein gesamtes

Portfolio an Steckverbindern für

medizinische Anwendungen:

Fischer Freedom Serie:

Die Steckverbinder der Fischer

Freedom Serie zeichnen sich durch

ihre «Plug-and-use»-Technologie

aus. Sie lassen sich blind 360 Grad

stecken und daher überall dort platzieren,

wo herkömmliche Steckverbinder

ungeeignet sind. Dadurch

kommen sie für zahlreiche Anwendungen

in den Bereichen Interventionen,

Operationen, Diagnostik,

Bildgebung und Überwachung

sowie Therapeutik in Betracht. Auch

gezeigt werden die aktiven Bauteile

der Serie: ein USB 2.0-Adapter,

ein LED-Steckverbinder sowie ein

robustes Flash-Laufwerk.

Fischer Core Serie PLASTIC,

DISPOSABLE und BRASS:

Der Core PLASTIC Steckverbinder

aus Kunststoff ist ultraleicht und

komplett sterilisierbar. Die Core DIS-

POSABLE Steckverbinder eignen

sich für Hersteller medizinischer

Geräte, deren Produkte nach nur

wenigen Einsätzen entsorgt werden

müssen. Das Anwendungsspektrum

reicht vom Katheter bis zu chirurgischen

Handwerkzeugen. Diese

Push-Pull-Rundsteckverbinder

werden direkt an ein Einmal-Handstück

montiert, angespritzt oder an

ein Einwegkabel montiert. Der Core

BRASS Hochleistungs-Push-Pull-

Steckverbinder ist besonders robust

und zuverlässig und kann bis IP69

abgedichtet werden.

Fischer UltiMate Serie:

Die kompakten, leichten und

abgedichteten UltiMate Steckverbinderlösungen

verfügen über eine

äußerst robuste mechanische Kodierung.

Sie bieten eine außergewöhnliche

Schock-, Vibrations- und Korrosionsbeständigkeit.

Zudem können

sie bei Temperaturen von -55 °C bis

135 °C betrieben werden.

Fischer MiniMax Serie:

Diese Steckverbindungslösung

eignet sich ideal für Anwendungen,

bei denen Platzbedarf, Gewicht und

Leistung ausschlaggebend sind.

Sie verfügen über ein einzigartiges,

gehärtetes und wasserdichtes

Gehäuse (IP68), das mit einem von

drei verschiedenen Verriegelungs-

Systemen (Push-Pull-, Schraubund

Schnellverriegelung) ausgestattet

werden kann.

Fischer FibreOptic Serie

Eine einfache Handhabung,

Reinigung und Wartung auch in

anspruchsvollen Umgebungen

machen die Fischer FiberOptic

Serie zu idealen Steckverbindern

für anspruchsvolle medizinische

Anwendungen. Sie verfügen über

eine Hochpräzisionskontaktierung

im Singlemode (UPC/APC) und

Multi mode (UPC).

Cable Assembly Solutions

Abgerundet wird das Portfolio

von umfangreichen Kabelkonfektionierungslösungen,

etwa umspritzte

Kabelsysteme einschließlich Thermoplast

und Silikon, Kabelbaummontagen,

robusten und tauchfesten

Lösungen und vielen mehr. ◄

60 meditronic-journal 2/2020


Komponenten

Superkondensatoren mit extrem hoher Energiedichte

Unitronic stellte die Superkonden satoren-

Produkt familien DMF, DMT und DMH von CAP-XX

in Nürnberg vor. Nachdem das Unternehmen im

Jahr 2020 die Produktions linien des ursprünglichen

Lizenznehmers Murata übernommen hat, werden

die Kondensatoren nun in gleichbleibender Qualität

von CAP-XX gefertigt. Unitronic hat diese für

seine Kunden im Sensor2Cloud-Portfolio. „Als

Alleinstellungsmerkmal zeichnen sich die Kondensatoren

durch eine im Vergleich zu Konkurrenzprodukten

drastisch höhere Energiedichte

und einem sehr niedrigen Innenwiderstand aus“,

so Eduard Schäfer, Produkt Manager bei Unitronic.

Die kompakten Cap-XX-Kondensatoren

können sehr hohe Stromimpulse und große

Leistungsmengen ab geben. Die mit hohen Kapazitäten

zwischen 220 mF und 1 F erhältlichen

Kondensatoren können auf diese Weise Leistungsspitzen

bedienen und die Stromversorgung

eines Gerätes wirksam stützen, sodass

das Powermanagement nicht mehr auf einen

kurzfristigen Maximalverbrauch ausgelegt werden

muss. Ein typischer Anwendungsfall sind

High-Brightness-LEDs für Blitzfunktionen in

Kameras und Foto-Handys oder Funklösungen

mit hohen Leistungsspitzen. Cap-XX-Kondensatoren

sind mit nur wenigen Millimetern Dicke

auch in mobilen Geräten spielend leicht unterzubringen

und mit erweitertem Temperaturbereich

(-40 bis +85 °C) erhältlich.

Superkondensator-Produktfamilien

Im Fokus der Messe standen die kleinen und

dünnen DMF-, DMT- und DMH-Superkondensator-Produktfamilien.

Der DMT ist ein Hochleistungs-Superkondensator

für höhere Temperaturen

mit extrem langer Lebensdauer, der sich

für robuste Anwendungen wie auf SSDs und

für Automobilanwendungen eignet. Aufgrund

seiner geringen Höhe kann er auf Leiterplatten

(PCBs) montiert werden. Der DMF ist hingegen

ein Superkondensator für allgemeine Zwecke,

mit sehr hoher Leistung und langer Lebensdauer,

der einen sehr niedrigen Innenwiderstand (ESR

= equivalent series resistance) und einen größeren

Betriebsspannungsbereich aufweist. Er

eignet sich für LED-Blitzlicht mit hoher Helligkeit,

Hochleistungs-Audioverstärker, intelligente

Messgeräte und vieles mehr. Auch er kann auf

PCBs montiert werden. Der DMH ist ein ultradünner

0,4-mm-Superkondensator, der sich für

Smartphones, smarte Kreditkarten, Wearables,

3V-Knopfzelle-Batterieanwendungen und andere

sehr platzsparende IoT-Anwendungen eignet.

Einsatzbereiche

Die SuperCaps können beispielsweise in

einer am Körper tragbaren automatischen Insulinpumpe

eingesetzt werden. Der SuperCap dient

als Unterstützung bei Powermanagement, um

die Leistungpeaks für die Pumpe abzufangen.

Unitronic GmbH

www.unitronic.de

IR-Detektoren für die medizinische Atemgasanalyse

Wegen der hohen Nachfrage für

die Medizintechnik hat die Laser

Components Detector Group

die Fertigung von IR-Detektoren

auf Mehrschichtbetrieb umgestellt.

Die in Arizona hergestellten

Komponenten sind wichtige

Schlüsselelemente zur Kontrolle

des CO 2 -Wertes bei der Atemgasanalyse.

Wegen der aktuellen

Lage müssen derzeit in der Medizintechnik

die Produktionskapazitäten

deutlich erhöht werden, um

dringend benötigte Geräte bereitzustellen.

Bei der spektroskopischen

Atemgasanalyse können

PbSe-Detektoren auch ohne

zusätzliche Kühlung schnell

kleinste Schwankungen in der

CO 2 -Konzentration erkennen.

Daher lassen sie sich platzsparend

in medizinische Geräte integrieren.

In Beatmungsgeräten wird

der Kohlendioxidgehalt der ausgeatmeten

Luft gemessen, um zu

kontrollieren, ob der Patient den

bereitgestellten Sauerstoff aufgenommen

hat.

Das Portfolio der Laser Components

Detector Group umfasst

alle gängigen IR-Technologien.

Das Werk im US-Bundesstaat

Arizona fertigt in erster Linie

(x-)InGaAs-PIN Photodioden,

pyroelektrische DLaTGS- und

LiTaO 3 -Detektoren sowie PbSund

PbSe-Detektoren. Mit langjähriger

Erfahrung und Mitarbeitern,

die in der Branche als ausgewiesene

Experten bekannt

sind, hat sich das Unternehmen

als weltweiter Marktführer für die

PbSe-Technologie etabliert. In der

EU setzt sich Laser Components

federführend für die Verlängerung

der RoHS-Ausnahmegenehmigungen

ein, damit die Technologie

in wichtigen Branchen wie der

Medizintechnik weiterhin genutzt

werden kann.

IR-Detektoren von Laser Components

werden an namhafte Medizintechnik-Hersteller

geliefert. Die

Abstimmung mit diesen Kunden

bestimmt momentan das internationale

Tagesgeschäft, um eine

zügige Lieferung der kritischen

Komponenten sicherzustellen.

LASER COMPONENTS

GmbH

www.lasercomponents.

com/de

meditronic-journal 2/2020

61


Speichermedien

Industrieller Flash-Speicher für das

Gesundheitswesen

Medizinische Anwendungen erfordern sehr hohe Standards für Sicherheit und Zuverlässigkeit. Sie müssen sich

mit Fragen wie der Privatsphäre der Patienten und strengen gesetzlichen Bestimmungen befassen.

kleine Daten in den DRAM-Chip,

um sofort darauf zu reagieren. Der

DRAM-Chip fungiert als Verzeichnis,

das dem Controller hilft, Daten

den zugewiesenen Positionen zuzuweisen.

Daher verkürzt es die Reaktionszeit

und erhöht die Leistung.

Karl Kruse GmbH & Co KG

info@kruse.de

www.kruse.de

www.kruse24.com

Technologien im medizinischen

Bereich sollten schnell, genau,

zuverlässig und mit angeschlossenen

Geräten kompatibel sein,

um die Qualität der Patientenversorgung

zu verbessern und medizinische

Fehler zu vermeiden oder zu

minimieren. Darüber hinaus erfordern

Anwendungen im Gesundheitswesen

einen sofortigen Zugriff auf

die historischen Krankenakten der

Patienten und deren Abruf, damit

Ärzte die bestmögliche Behandlung

zum günstigsten Zeitpunkt anbieten

können, insbesondere in kritischen

Momenten, in denen sogar Millisekunden

für die Rettung des Lebens

einer Person von Bedeutung sind.

Verschiedene Formfaktor-

Flash-Module

Cervoz, Vertrieb Karl Kruse, verfügt

über verschiedene Formfaktor-

Flash-Module, die überlegene Flash-

ICs wie Ausdauer-MLC, zuverlässigkeitsoptimierte

MLC und Powerguard-Funktionsprodukte

verwenden,

um sicherzustellen, dass die

Daten in Echtzeit korrekt verarbeitet

werden können, um Lebensgefahren

zu vermeiden.

Flash-Module mit

DRAM-Puffer

Der Zweck des Entwurfs eines

zusätzlichen DRAM-Chips im Flash-

Modul besteht darin, sowohl die Leistung

als auch die Lebensdauer zu

erhöhen.

Leistung:

Ein DRAM-Chip in einem Flash-

Modul hat genau die gleiche Funktion

wie ein Cache auf einer Festplatte.

Während das Flash-Modul

in Betrieb ist, wirft der Controller

Ausdauer:

Beim Vergleich von Flash-Speicher

mit DRAM gibt es für DRAM

keine Einschränkung der Programmier-

/ Löschzyklen, während dies

bei Flash-Speicher der Fall ist.

Jedes Mal, wenn der Controller

versucht, einen Datensektor in

Flash Storage zu programmieren,

muss er einen ganzen Flash-Block

löschen, bevor er neu programmiert

wird. Mit dem DRAM-Puffer können

jedoch kleine Daten bis zu einer

bestimmten Menge gesammelt werden,

bevor sie an den Flash-Speicher

geliefert werden. Dies verkürzt

die Programmier- / Löschzeiten für

die Flash-Chips und erhöht daher

die Lebensdauer.

Zuverlässigkeitsoptimierte

MLC (Cervoz Reliance

Series)

„Die Cervoz Reliance-Serie verwendet

ihre Reliability Optimized-

MLC (RO-MLC) -Technologie.

Cervoz verwendet eine spezielle

Firmware zur Steuerung von MLC

NAND-Flash, die nur die starken

Seiten von MLC NAND als Speicher

verwendet. Die Technologie

wird auf Block ebene manipuliert und

die Kapazität jedes Blocks halbiert,

indem er als SLC behandelt wird.

Infolgedessen verbessert

RO-MLC seine Leistung erheblich:

Die Datenaufbewahrung wird

um das Fünffache erhöht, und vor

allem ist die Zuverlässigkeit um das

Zehnfache höher als bei herkömmlichem

MLC-NAND-Flash. RO-MLC

bietet Lösungen mit höherer Dichte

zu geringeren Kosten im Vergleich

zu herkömmlichem SLC NAND

Flash und optimiert gleichzeitig

seine Zuverlässigkeit und Leistung, “

62 meditronic-journal 2/2020


Speichermedien

ragende Leistung und geringen

Stromverbrauch.

Cervoz entwickelt diese Module

speziell für eine Vielzahl von

robusten und industriellen Anwendungen,

z. B. für Anwendungen in

den Bereichen Fabrikautomation,

Transport, Spiele, Medizin und

Außenbeschilderung sowie militärische

Anwendungen.

Einzigartiges Produkt- und

Lösungsportfolio

sagte Klaus Kruse Geschäftsführer

bei der Karl Kruse GmbH & Co KG.

Diese einzigartige

Technologie

von Cervoz hat die Reliance-Serie

(RO-MLC-Technologie) zu einem

extrem hohen Preis-Leistungs-Verhältnis

gemacht, und der Preis ist

nur doppelt so hoch wie der von

MLC. Bei der Rückgabeleistung

sind Datenaufbewahrung und Zuverlässigkeit

mehr als doppelt so hoch

(SLC ist in der Regel etwa vier- bis

sechsmal teurer als MLC). Die Reliance-Serie

ist eine perfekte Lösung

für medizinische, halbindustrielle und

industrielle Anwendungen, die moderate

bis hohe Lese- und Schreibzyklen

erfordern und gleichzeitig

kostengünstige Lösungen erfordern.

Powerguard (Schutz vor

Stromausfall)

Powerguard ist eine von Cervoz

entwickelte PLP-Technologie (Power

Loss Protection). Die Powerguard-

Funktion liefert während eines unerwarteten

Stromausfalls zusätzlichen

Strom, um den aktuellen Flash-

Schreibvorgang abzuschließen und

die Firmware zu schützen und die

Tabellenintegrität abzubilden.

Cervoz entwickelt die Powerguard-Blitzmodule

mit zusätzlichen

Tantalkondensatoren, um diese

zusätzlichen Gebühren zu speichern.

Nehmen wir zum Beispiel

Cervoz Powerguard mSATA. Die

integrierten Tantalkondensatoren

sind permanent mit 12 V aufgeladen

und behalten die Stromversorgung

bei, solange die Datenspeicherung

des mSATA noch läuft.

Cervoz wurde 2006 gegründet

und hat sich auf eingebettete Komponenten

für den anspruchsvollen

Industrie-PC-Markt spezialisiert. Seit

über einem Jahrzehnt baut Cervoz

unsere Branchenerfahrung auf. Sie

kennen diese Branche sehr gut und

sind daher in der Lage, ihre hochwertigen

Embedded-Produkte mit

Legacy- und Mainstream-Technologie,

langfristiger Verfügbarkeit,

Stücklistenkontrolle, hoher Zuverlässigkeit

und höchster Kompatibilität

anzubieten.

Das Portfolio

Cervoz bietet verschiedene Flash-

Module mit RO-MLC-Technologie

an, darunter 2,5-Zoll-SATA-SSD,

CompactFlash-Karte und CFast-

Karte.

Cervoz Wide Temperatur Flash

Module unterstützen Betriebstemperaturen

von -40 °C bis 85 °C.

DRAM-Module mit breitem Temperaturbereich

unterstützen Betriebstemperaturen

von -40 °C bis 95 °C,

die unter extremen Umgebungsbedingungen

einwandfrei funktionieren.

Cervoz Lösungen kann in

Thermoschocks und Thermozyklen

betrieben werden, wodurch

die Produkte für raue Umgebungen

außergewöhnlich langlebig sind.

Darüber hinaus bietet Cervoz

Breittemperatur produkte hervor-

Auf Basis seiner Kernkompetenz

bietet Karl Kruse im Bereich

der elektronischen Komponenten

seinen Kunden ein weltweit einzigartiges

Produkt- und Lösungsportfolio

von elektronischen Komponenten

und Dienstleistungen.

Durch seinen Zugang zu Technik,

Entwicklung und Wissen kann

das Unternehmen auch Unterstützung

bei jedem der Entwicklungsschritte

und somit einen

direkten Innovationsvorsprung

anbieten. Dazu zählen Beleuchtung,

Medizintechnik & Life Science,

Automatisierung, Luft- &

Raumfahrt, Militär, Automotive,

Schiff- & Bahntechnik, Sicherheit

& Überwachung, Kommunikation

& IT, Consumer & Haushaltsgeräte,

Messtechnik und viele weitere.


meditronic-journal 2/2020

63


Sensoren

Revival der hochpräzisen,

rein analogen Technologie

Verstärkte, rein analoge MEMS-Drucksensoren mit extrem gutem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR)

Bild 1: Verbreitetes Konzept mit digitaler Signalverarbeitung

(AG2/AP2-Serie)

Bild 2: Voll analoges Konzept ohne digitale Signalverarbeitung im

Signalpfad (AG3/AP3-Serie)

Pewatron AG

www.pewatron.com

Die Drucksensoren der Serien

AG3 und AP3 wurden ursprünglich

für die hochgenaue Blutdruckmessung

entwickelt. Nun hat sich

gezeigt: Der Sensor mit dem extrem

rauscharmen analogen Ausgangssignal

bringt auch in anderen Anwendungen

entscheidende Vorteile, zum

Beispiel in Medizintechnik-Applikationen

wie Dialyse oder Thrombosen-Behandlung.

Hohe Auflösung und

schnelle Abtastrate

Die AG3-/AP3-Sensoren von

Fujikura werden in professionellen

Blutdruckmessgeräten bereits in

großen Stückzahlen verbaut. Viele

Kunden haben das ganze Potenzial

dieser Sensoren voll ausgenutzt,

um sie auch in zusätzlichen Applikationen

einzusetzen: Sie konnten

zeigen, dass mit einer fachgerechten

AD-Wandlung bis zu 16 Bit

Auflösung des analogen Signals

möglich sind. Deshalb wird dieser

Sensor heute überall dort verwendet,

wo eine hohe Auflösung

und/oder eine schnelle Abtastrate

gefordert ist – bei günstigen

Kosten, kompakten Baumaßen und

hoher Zuverlässigkeit. Diese Vorteile

verhelfen den AG3-/AP3-Sensoren

zu einer starken Position im

Markt der leiterplattenbasierten

Drucksensoren.

Standard mit Grenzen:

digitale Signalverarbeitung

Die meisten vergleichbaren Produkte

auf dem Markt verwenden

für die Signalkonditionierung einen

ASIC1 eines renommierten Herstellers.

In diesem Konzept wird

das analoge Signal in ein digitales

umgewandelt, bevor es im digitalen

Signalprozessor (DSP) weiterverarbeitet

wird – ein Prinzip, das

unterdessen zu einem Quasi-Standard

bei den MEMS-Drucksensoren

geworden ist und von Fujikura

auch in der AG2/AP2-Sensorfamilie

genutzt wird (Bild 1).

In der analogen Version dieses

Konzepts wird das digitale Signal

dann wieder DA-gewandelt, in der

digitalen Version direkt über eine

SPI- oder I 2 C-Schnittstelle ausgegeben.

Dieses Konzept hat absolut

seine Berechtigung und ist für viele

Anwendungen die richtige Lösung.

Die Signalverarbeitung im DSP-

Block des ASICs eröffnet mächtige

Möglichkeiten, die allerdings wieder

durch die Rechenleistung definiert

bzw. begrenzt werden.

Die ASIC-Hersteller dimensionieren

ihre Produkte so, dass sie

den größten Teil des Marktes und

der Applikationen abdecken können:

eine gute Lösung mit gutem

Preis-Leistungs-Verhältnis. Liegen

die Kundenanforderungen jedoch

über denen dieser Mainstream-

Applikationen, stößt das Konzept an

seine Grenzen. Entweder erfüllt die

Lösung nur einen Teil der Spezifikation

– oder sie wird äußerst kostspielig.

Diese Lücke kann Fujikura

nun mit der AG3/AP3-Serie schließen,

die einen völlig anderen Ansatz

verfolgt als die Produkte der Mitbewerber

im Sensorherstellungsgeschäft

(Bild 2).

64 meditronic-journal 2/2020


Sensoren

Bild 3: Digital verarbeitetes Signal mit der im Markt verbreiteten ASIC-

Lösung

Bild 4: Rein analog verarbeitetes Signal mit der ASIC-Lösung der Serie

AG3/AP3

Back to the Roots: rein

analoge Signalkonditionierung

und Kennlinienkorrektur

meditronic-journal 2/2020

Nicht immer ist die Digitalisierung

besser. Manche altbewährten

Konzepte haben weiterhin ihren

Charme und bieten entscheidende

Vorteile. Bei der AG3/AP3-Serie

heißt das Zauberwort „voll analoge

Signalkonditionierung“: Der ASIC

von Fujikura verzichtet ganz auf die

AD-/DA-Wandlung und somit auf eine

digitale Signalverarbeitung. Nicht nur

der ganze Signalpfad ist rein analog,

sondern auch die Temperaturund

Kennlinienkorrektur. Durch den

Einsatz neuester Analog technik wird

eine herausragende Signalqualität

erreicht. Ein Vergleich der Bilder 3

und 4 zeigt den Unterschied deutlich:

Im Gegensatz zum digital verarbeiteten

Drucksignal (Bild 5) sind

am Ausgang keine Stufen zu sehen

– die volle Auflösung kann weiterverarbeitet

werden.

Freiheit und Preisvorteile

durch externe AD-Wandlung

AG3/AP3-Serie in Kombination

mit einer externen AD-Wandlung bietet

in vielen Applikationen entscheidende

Vorteile. Das extrem rauscharme,

stufenlose Analogsignal bietet

die Grundlage für eine hohe Auflösung

der Ausgangsspannung (bis

zu 16 Bit); es kann aber auch sehr

schnell abgetastet werden (bis zu

120 µs). Natürlich ist die resultierende

Performance auch vom verwendeten

AD-Wandler und somit

vom Kunden-Design abhängig. Mit

diesem Aufbau – Drucksensor mit

Bild 5: Typisches digital verarbeitetes analoges „Treppen-Ausgangssignal“

verstärktem Analog-Ausgang und

externer AD-Wandlung – bestimmt

der Kunde die Kosten der Gesamtlösung

maßgeblich mit (Güte der AD-

Wandlung) bzw. kann diese nach

seinen Anforderungen dimensionieren

und optimieren.

Echte synchrone Abtastung

Einige Kunden von Pewatron

benötigen zudem eine echte synchrone

Abtastung mehrerer (bis zu

fünf) Drucksensoren, was mit den

markttypischen digitalen Drucksensoren

nicht exakt durchführbar

ist. Zwar lässt sich theoretisch ein

quasisynchrones Auslesen über

mehrere I 2 C/SPI-Busse realisieren,

jedoch nicht exakt. Echte äquidistante

und synchrone Abtastwerte

sind nicht möglich. Dafür müssten

die verschiedenen Clocks der digitalen

Drucksensoren bzw. ihrer digitalen

Blöcke miteinander synchronisiert

werden, was bei den genannten

Sensoren nicht machbar ist –

im Unterschied zum voll analogen

Konzept mit der nachfolgenden AD-

Wandlung, die der Kunde definiert

und so nach seinen Anforderungen

konzipieren kann.

Der Markt hat dieses Prinzip der

AG3/AP3-Serie gut aufgenommen:

Der Mut von Fujikura, gegen den

Trend auf ein voll analoges Konzept

zu setzen, hat sich bereits ausgezahlt.

Mit den AG3/AP3-Sensoren

kann sich Fujikura von den anderen

namhaften Sensorherstellern

abheben und bietet für viele

Anwendungen ein äußerst vorteilhaftes

Verhältnis Signal-Rausch-

Abstand (SNR) / Kosten («best

SNR to Cost Ratio on the Pressure

Sensor Market»).

Die großen Stückzahlen und die

hochautomatisierte Produktion in

japanischer Qualität und fast 0 %

Ausschuss verschaffen dem Sensor

auch ein hervorragendes Preis-

Leistungs-Verhältnis. Mit der Auswahl

an SMD- und THT-Gehäusen

(Bild 6) lässt sich auch der Bestückungsprozess

beim Kunden optimieren,

was weiter zur Reduktion

der Gesamtkosten beiträgt.

Applikationsbeispiel:

Hochgenaue

Blutruckmessung

Bei der indirekten arteriellen

Druckmessung (oft mit „NIBP“, noninvasive

blood pressureabgekürzt)

wird der arterielle Druck mit Hilfe

eines Blutdruckmessgerätes an

einer Extremität, meist dem Arm,

gemessen. Dabei wird der obere,

systolische arterielle Druck (z. B.

120 mmHg) und der untere diastolische

Wert (z. B. 80 mmHg) ermittelt.

Bild 7 zeigt eine typische Blutdruckkurve

bei der es den oberen

und unteren Wert zu ermitteln gilt,

bzw. auf die beiden Wendepunkte

(Maxima und Minima) getriggert

werden soll.

65


Sensoren

Bild 6: Gehäuse AG3 (SMD) und AP3 (THT)

Bei dieser Messaufgabe versteht

sich von selbst, dass neben der

eigentlichen Genauigkeit des Sensors

vor allem die Auflösung und die

Abtastrate der A/D-Wandlung entscheiden

für die Gesamtgenauigkeit

und Zuverlässigkeit der Blutdruckmessung

ist. Wie bereits dargelegt

hat die AG3/AP3-Serie genau diese

Eigenschaften und ist somit prädestiniert

diese Messaufgabe besonders

gut zu lösen. Natürlich gibt

es auch viele Low-cost Blutdruckmessgeräte

auf dem Markt die mit

„einfacheren“ Lösungen auskommen.

Jedoch sind die angezeigten

Messwerte eher als Richtwerte zu

betrachten – selbsterklärend, dass

das genaue Treffen des Minima

und Maxima bei tieferer Abtastung

und geringerer Auflösung eher ein

Glücksfall ist. Sicherlich haben diese

Geräte für den Heimbedarf durchaus

ihre Berechtigungen und eigenen

sich für eine grobe Beurteilung

– in professionellen Geräten hat

eine solche rudimentäre Sensorik

jedoch keinen Platz.

Professionelle Anwendung

Ein Beispiel einer solchen professionellen

Anwendung ist ein sogenannter

Patientenmonitor, der in

Krankenhäusern zur Überwachung

und Aufzeichnung der Vitalparameter

der Patienten eingesetzt wird.

Typische Parameter sind: EKG zur

Beurteilung des Rhythmus und der

Herzfrequenz, Blutdruck, Sauerstoffsättigung,

Körper temperatur

und Kapnometrie, die Messung

des Kohlendioxidanteiles an der

Ausatemluft.

Bild 8 zeigt die Elektronik eines

Modules zur Blutdruckmessung

welches Bestandteil eines solchen

Patientenmonitors ist. Gut ersichtlich

sind die zwei AG3-Sensoren.

Wie in so vielen Medizintechnik-Produkten

werden zwei Sensoren als

Redundanz verwendet. Durch diese

doppelte Messwerterfassung wird

sichergestellt, dass jeder vorstellbare

Fehler der Sensorik detektiert

wird - was die Norm EN 60601-1

für Medizinische elektrische Geräte

fordert um die Patientensicherheit

zu garantieren. Weiter auf der Baugruppe

sind die elektronischen Komponenten

zur A/D-Wandlung zu

sehen. In diesem konkreten Fall hat

unser Kunde dafür sehr hochwertige

Komponenten verwendet um

die Performance der rauscharmen

Drucksensoren optimal auszunutzen.

Dies ermöglicht nicht nur eine

bessere Spezifikation der Messung

gegenüber Konkurrenzprodukten,

sondern auch eine zuverlässige

Blutdruckmessung bei Neugeborenen

und Säuglingen, was mit den

meisten Produkten auf dem Markt

nicht möglich ist.

Kombination der Flex-Print-

Technologie

Ein produktionstechnischer

Aspekt ist die flexible Leiterplatte

bzw. die Kombination von Flex-

Print-Technologie mit einem steifen

herkömmlichen Teil (grüne

Bereiche) – was ein optimaler Einbau

bei beschränkten Platzverhältnisse

ermöglicht. Die angewandte

Technologie entspricht hierbei dem

allerneusten Stand. Nicht umsonst

gehört Fujikura zu den Top-Herstellern

im Bereich der flexiblen Leiterplatten

und beliefert unter anderem

einen renommierten Smartphone-

Hersteller. Bestückungstechnisch

sprechen, die bei näherem heranzoomen,

perfekten Lötstellen für

sich. Dank den zwei „Platzierungs

Noppen“ (Bild 9) auf der Sensor

Rückseite, lassen sich die Sensoren

trotz SMD-Technologie so

genau positionieren dass sie perfekt

ins Gehäuse passen.

Vorteile

Ein entscheidender Vorteil für

unsere Kunde ist, dass sowohl

die Herstellung des Sensors als

auch Produktion des Flex-Prints

(FPC) und die Bestückung der

Baugruppe in der gleichen Fabrik

stattfinden. Der Kunde bekommt

somit die komplett getestete, kalibrierte

Sensorbaugruppe von seinem

Sensorhersteller geliefert. Dies

ist wohl neben der unbestrittenen

über ragenden japanischen Quali-

Bild 7: Typische Blutdruckkurve in mmHg

Bild 8: Elektronik Baugruppe (Flex-Print) für Blutdruckmessung

66 meditronic-journal 2/2020


Sensoren

Bild 9: Gehäuse mit (rechts 6-mm-Port) und ohne (links 3-mm-Port)

Platzierungs-Noppen

tät die Grundlage für die 0-Ausfälle

der seit gut 10 Jahren und insgesamt

über 1 Mio. Stück gelieferter

Baugruppe (über alle Versionen).

Diese Fertigungstiefe mit der Kombination

von aller neusten Technologien

(Sensor + Flex) ist nach Herstellerangaben

wohl weltweit einzigartig

unter den Drucksensorik-

Herstellern und zahlt sich schon in

der Entwicklung und Prototypenphase

aus. Der Kunde hat einen

Ansprechpartner für Sensor, Flex-

Print und Bestückung. Dies zahlt

sich vor allem bei dem Endtest

aus, bei dem die Baugruppe unter

anlegen von unterschiedlichen Drücken

fachmännisch getestet wird.

Ein typischer Bestücker stößt beim

Aufbau eines „Druckprüfstands“ oft

an seine Grenzen bzw. ihm fehlt

das Drucksensorik-Know-how –

was häufig unterschätzt wird. Letztendlich

muss der Kunde den Endtest

selber bauen und auch über

die ganze Lebensdauer unterhalten.

Bei einem Drucksensor-Hersteller

fällt dies weg – genau das

schätzen die Kunden sehr.

Technische Details der

Serie AG3 (SMD) / AP3 (THT)

Bei der analogen Serie AG3/AP3

handelt es sich jeweils um ein

Zwei-Chip-System, bestehend

aus einem MEMS-Sensorchip

und einem Signalkonditionierungs-

Chip (ASIC). Der Signalkonditionierungs-IC

hat im Gain-Verstärker

keine A/D- und D/A-Wandlerstufen,

und durch die Verstärkung

wird ein sehr störungsarmes Ausgangssignal

erreicht.

Mit der richtigen Filterung liegen

die Peak-to-Peak-Störsignale

deutlich unter 0,02 mmHg. Die störungsarme

Verstärkung über den

gesamten Messbereich bietet vor

allem große Vorteile für den Einsatz

in High-End-Messgeräten für

die nichtinvasive Blutdruckmessung

(NiBP).

Einpunkt-Druckschwellen-

Erkennung

Eine weitere Funktion, die immer

wichtiger wird, ist die Einpunkt-

Druckschwellen-Erkennung. Das

analoge Ausgangssignal der Druckmessung

und eine Schwellenspannung

werden an einen internen

Komparator geschickt, der die beiden

Spannungen miteinander vergleicht.

Das Resultat dieses Vergleichs

ist das digitale Ausgangssignal.

Dadurch werden sehr kleine

und kostengünstige Druckschalter

möglich, was insbesondere wichtig

ist für Anwendungen in begrenzten

Platzverhältnissen oder für die

Druckmessung in kleinen, leichtgewichtigen

Konstruktionen.

Der Standardmessbereich

der Sensoren liegt zwischen

0…250 mbar bis zu 0…12 bar.

Weitere Messbereiche sind auf

Anfrage möglich. Der Druckmessbereich

kann für positive, negative

oder bidirektionale Messwerte konfiguriert

werden, die Speisespannung

für 3,0, 3,3 oder 5,0 V DC.

Die Drucksensoren werden in den

für Fujikura üblichen hochwertigen

Verpackungen geliefert, je nach

Kundenwunsch in Tray, Tape and

Reel oder Stick.

Zusammenarbeit von

Pewatron mit Fujikura

Pewatron war zusammen mit

einem seiner größten Kunden

im Bereich Medizintechnik maßgeblich

an der Entwicklung der

AG3-/AP3-Serie von Fujikura beteiligt.

Die enge Zusammenarbeit und

Partnerschaft zwischen Fujikura und

Pewatron besteht nun schon seit

über 25 Jahren. Aus der Kombination

des Engineering-Wissens

und des Applikations-Know-hows

bei Pewatron mit der Entwicklungs-

und Fertigungskompetenz

von Fujikura haben über die Jahre

unzählige erfolgreiche Produktinnovationen

resultiert. ◄

Von ISS bis Deep Space - Faszination Weltraumfunk

Aus dem Inhalt:

• Das Dezibel in der

Kommunikationstechnik

• Das Dezibel und die-Antennen

• Antennengewinn, Öffnungswinkel,

Wirkfläche

• EIRP – effektive Strahlungsleistung

• Leistungsflussdichte,

Empfänger- Eingangsleistung und

Streckendämpfung

• Dezibel-Anwendung beim Rauschen

• Rauschbandbreite, Rauschmaß und

Rauschtemperatur

• Thermisches, elektronisches und

kosmisches Rauschen

• Streckenberechnung für

geostationäre Satelliten

• Weltraumfunk über kleine bis

mittlere Entfernungen

• Erde-Mond-Erde-Amateurfunk

• Geostationäre und umlaufende

Wettersatelliten

• Antennen für den Wettersatelliten

• Das „Satellitentelefon“ INMARSAT

• Das Notrufsystem COSPAS-SARSAT

• So kommuniziert die ISS

• Kommunikation mit den Space

Shuttles

• Das Deep Space Network der NASA

• Die Sende- und Empfangstechnik

der Raumsonden u.v.m.

Frank Sichla, 17,5 x 25,3 cm, 92 S., 72 Abb.

ISBN 978-3-88976-169-9, 2018, 14,80 €

meditronic-journal 2/2020

67


Sensoren

Schneller Differenzdrucksensor mit zwei

Ausgängen für mehr Sicherheit

AMSYS erweitert die Serie der einbaufertigen mikromechanischen Silizium-Druckaufnehmer AMS 5812 um

einen Drucksensor für den zusätzlichen Bereich 0,4 psi.

Atemmaske eines CPAP-Gerätes

Bei diesen für die Leiterplattenmontage

entwickelten Sensoren

handelt es sich um kompensierte

und kalibrierte Drucksensoren,

die sowohl einen digitalen als auch

einen analogen Ausgang haben. Der

AMS 5812 ist eine Weiterentwicklung

des SM5812 / SM5852. In einer

Zeit der strikten Trennung zwischen

Analog und Digital kann man sich

fragen, warum ein Drucksensor wie

der AMS 5812 zwei Ausgänge bietet.

Einerseits hat man so die Wahl zwischen

zwei unterschiedlichen Ausgangssignalen,

andererseits bietet

es mehr Sicherheit, denn bei zwei

Ausgängen können die Daten über

den zweiten Ausgang ausgelesen

werden, wenn z. B. ein Bus ausfällt.

Der Sensor liefert so Messdaten

und das System funktioniert weiter.

Diese Eigenschaft ist in sicherheitsrelevanten

Anwendungen und

auch in der Medizintechnik von großer

Bedeutung.

Einsatzmöglichkeiten

Bei einem CPAP-Gerät gibt es

drei Funktionen zu deren Messung

Drucksensoren wie die der

AMS 5812 Serie eingesetzt werden

können:

• Flowmeter – zur Kontrolle und

Regelung des Luftstroms

• Drucksensor – zur Messung des

relativen Drucks im Gerät

• Füllstandsensor – zur Messung

der Füllhöhe im Wassertank

Differenzdruck messen

Um den positiven Luftstrom im

CPAP-Gerät zum Patienten zu messen,

verwendet man einen Drucksensor,

der im Luftkanal den Differenzdruck

über eine Blende messen

kann. Der Differenzdruck hängt

im Wesentlichen von der Blendengeometrie

ab und ist ein Maß für die

Luftmenge (Volumenstrom).

Zur Bestimmung der Luftkanalinnendruckes

wird ein Relativdrucksensor

eingesetzt, der den Innendruck

(leichter Überdruck) relativ

zum Umgebungsdruck bestimmt

(typischerweise < 0,6 psi). Letztlich

kann mit einem Relativdrucksensor

auch der hydrostatische Druck im

Wasserbehälter (< 0,3 psi) gemessen

werden, wodurch der Füllstand

kontrolliert werden kann.

Hohe Abtastrate

All diese Anforderungen erfüllen

die Sensoren der AMS 5812 Serie.

Zudem besticht der Sensor durch

seine Schnelligkeit mit einer Abtastrate

von 1 kHz, bei einer Ansprechzeit

des Sensors von typ. 1 ms und

einem Stromverbrauch von 2 mA.

Der Sensor ist als Dual-In-Line

Version (15 x 15 mm) mit Standard-Druckstutzen,

ohne Druckanschlüsse

zur O-Ring Montage oder

mit kundenspezifischen Druckanschlüssen

erhältlich.

Keine nachträglichen

Einstellungen

Über eine elektronische Kompensationsschaltung

wird werkseitig ein

Gesamtfehler (TEB) ±1,5 %FS im

Abgleichintervall von -25…85 °C eingestellt.

Durch den Abgleich während

der Herstellung entfallen für

den Anwender nachträgliche Einstellungen

oder Zusatzbeschaltungen,

so dass man wirklich von einbaufertigen

Sensoren reden kann.

Und was die beiden Sicherheitsausgänge

betrifft, wird das ratiometrische

Ausgangssignal der Messzelle

durch eine elektronische

Zusatzschaltung auf 0,5 bis 4,5 V

verstärkt. Der digitale Ausgang ist

ein I 2 C-Ausgang, der den Druck und

Temperaturwert in einem 15 bit Wert

liefert. Optional ist der AMS 5812

auch mit geringeren 3-V-Ausgangssignal

verfügbar.

Neuer Druckbereich

Neu bietet AMSYS den Sensor,

neben den verschiedenen Druckbereichen

zwischen 0 - 0,075 psi

und 0 - 300 psi nun auch für den

Druckbereich 0,4 psi an, welcher

dem SM5852-004-SR entspricht,

mit dem er nahezu identisch ist.

Drucksensoren der Serie AMS 5812

Die Sensoren sind in Absolut-, Differenz-

oder Relativdruckversion

erhältlich. Überdies ist eine bidirektionale

Version der Sensoren

zur Messung von Unter- und Überdruck

schon ab kleinen Drucken von

0,075 psi verfügbar.

Anwendungen

Typische Anwendungen für die

Druckaufnehmer AMS 5812-0004-D

finden sich im Bereich der Medizintechnik,

z. B. in CPAP-Geräten, in

Spirometern, Beatmungsgeräten

oder Insuflatoren. Aber auch in der

Haus- und Klimatechnik, in Sicherheitssysteme,

bei Durchflussmessungen,

sowie im Anlagenbau, der

Pneumatik und in der Automatisierungsindustrie

wird der AMS 5812

häufig eingesetzt.

Eigenschaften

• Abtastrate von 1 kHz

• ratiometrisches und I 2 C Ausgangssignal

• individuell linearisiert, kalibriert

und temperaturkompensiert

AMSYS GmbH & Co. KG

info@amsys.de

www.amsys.de

68 meditronic-journal 2/2020


Sensoren

Kleinster Encoder für Anwendungen in der

Medizintechnik und Robotik

Maccon lanciert den nach eigenen Angaben weltweit kleinsten absoluten Encoder mit nur 16 mm

Außendurchmesser.

der weit hinter sich. Noch dazu: die

Rückführung mit BiSS-C oder SSI

ist absolut d. h. beim Einschalten

des Systems ist der Rotor winkel

sofort bekannt.

Kapazitives Messprinzip

Der DS-16 setzt auf das kapazitive

Messprinzip und ist somit unempfindlich

gegenüber EMV-Störungen.

Diese können in der Nähe von Leistungselektronik

auftreten bzw. in

bestimmten medizinischen Anwendungen

wie z. B. MRI-Technik (Kernspintomographie).

Durch das holographische

Messprinzip, dass das

Signal über die volle Wirkfläche des

Gebers ableitet, ist die Genauigkeit

weniger montageempfindlich als bei

optischen Winkelmesssystemen. Der

DS-16 hat keine Glasscheibe und

keine Lichtquelle / Lichtempfänger

und ist daher unempfindlich gegenüber

Staub, Feuchtigkeit, Schock

und Vibration.

MACCON GmbH

www.maccon.de

Der neue kapazitive Encoder

DS-16 des Herstellers Netzer mit

nur 16 mm Außendurchmesser und

mit absoluter Rückführung zielt auf

Anwendungen in der Medizintechnik

und Robotik.

Bislang mussten Ingenieure

für Winkel messsysteme in dieser

Baugröße auf Potentiometer bzw.

auf inkrementelle Encoder zurückgreifen.

Abgesehen von seiner kompakten

Baugröße bietet der DS-16

auch mit 16 Bit eine hohe Auflösung

und mit 0,035° eine hohe Winkelgenauigkeit.

Mit einem Gewicht

von nur 4 g und der genannten

Auflösung/Genauigkeit lässt der

DS-16 konventionelle Lösungen

wie Potentiometer, Hall-Sensor-

Arrays bzw. inkrementelle Enco-

Der Hohlwellenrotor

benötigt keine Eigenlagerung und

kann direkt auf die Achse montiert

werden („schwimmender Rotor“).

Mit der Software „Electric Encoder

Explorer“ der Fa. Netzer kann

der DS-16 Encoder schnell kalibriert

werden. Die Software bestätigt

die Richtigkeit des eingestellten

Abstands zwischen Rotor und Stator

sowie die Konzentrizität. Der Vertrieb

von Netzers kapazitiven Sensoren

im deutschsprachigen Raum

erfolgt über die Fa. Maccon. ◄

meditronic-journal 2/2020

69


Sensoren

Drucksensoren mit I²C-Ausgang für Atemgeräte

Die digitalen Differenzdrucksensoren

AMS 6915 decken Niederdruckbereiche ab

2,5 mbar bis zu Druckbereichen von 1,2 bar

ab und eignen sich für den Einbau in Atemgeräten

und einer Vielzahl anderer Anwendungen.

Die miniaturisiterten Sensoren der

Serie AMS 6915 von Analog Microelectronics

sind für alle Druckarten verfügbar, haben eine

erhöhte Intelligenz, einen geringen Fehler und

eine hohe Auflösung. Die piezoresistive Druckmesszelle

und die gesamte Auswerteelektronik

sind in einem kleinen, robusten DIL-Gehäuse

(Substratfläche 12,9 x 9,9 mm) untergebracht.

Kalibration, Kompensation und Linearisierung

werden während des Herstellungsprozesses

in Deutschland vorgenommen.

Über die integrierte I 2 C-Schnittstelle stehen

die gemessenen Druck- und Temperaturmesswerte

zur Weiterverarbeitung bereit. Der Gesamtfehler

für den Standarddruckbereich liegt bei

± 1% FS. Mit einer Versorgungsspannung von

3,3 V oder 5 V sind die Sensoren für die Anbindung

an Mikrokontroller bestimmt. Die AMS 6915

können von -25 bis 85 °C betrieben werden und

entsprechen der Serie HSC von Honeywell.

Die PCB-montierbaren Sensoren gibt es ganz

ohne Druckanschlüsse oder für die differentielle

Version mit horizontalen und für absolute und

relative Versionen mit vertikalen Druckanschlüssen.

Kundenspezifische Modelle sind möglich.

Die Differenzdrucksensoren können einseitig

mit feuchten Gasen beaufschlagt werden und

halten einem Systemdruck bis zu 16 bar stand.

Analog Microelectronics GmbH

www.analog-micro.com

Hochleistungsdrucksensor mit horizontalem Anschluss

Mit der Serie AH3 hat Fujikura

neue analoge, temperaturkompensierte

Halbleiterdrucksensoren

entwickelt. Im Vergleich zu

bestehenden Sensormodellen mit

senkrecht angeordneten Druckanschlüssen

bieten die neuen Produkte

mit ihren integrierten horizontalen

Anschlüssen einzigartige

neue Möglichkeiten. So nimmt die

Elektronik noch weniger Platz in

Anspruch, und beim Anbringen von

Teilen auf dem Substrat ist weniger

Höhe nötig, da der Anschlussschlauch

für die Druckeinleitung

horizontal aus dem Gerät herausgeführt

werden kann.

Zudem ermöglicht das Gerät

durch den gewählten Zuleitungstyp

eine feste Verbindung zum Substrat

und nutzt modernste Technologie

für einen stabilen Betrieb,

um Schwankungen der Sensorleistung

aufgrund verschiedenster

externer Einflüsse zu minimieren.

Ferner wartet der Druck sensor mit

einer hohen Genauigkeit auf und

erreicht dank der Kombination aus

Chip und digitalen Signalverarbeitungstechnologien

einen geringen

Stromverbrauch.

Außerdem kommen bei diesem

Produkt die MEMS- und Verpackungstechnologien

von Pewatron

sowie Verbindungslösungen für

integrierte Schaltkreise zum Einsatz.

Die Produkte werden in Medizinprodukten,

Industriemaschinen

und Konsumgütern weite Verbreitung

finden, da sie für eine rauscharme

Ausgabe konzipiert wurden

und über eine Druckschalterfunktion

mit einem festen Grenzwert

bei einer bestimmten Eingangsspannung

verfügen.

Pewatron AG

www.pewatron.com

70 meditronic-journal 2/2020


Bedienen und Visualisieren

3D-Stereo für jede Anforderung in der Medizintechnik

So unterschiedlich die Anwendungen

in der Medizintechnik, so

passend die 3D-Monitor-Lösung:

Die innovative, passive Stereo-

Monitor-Produktfamilie von Schneider

Digital bietet für jede Anforderung,

wie z. B. in der OP-Planung,

der 3D-Computertomographie,

in der anatomischen Bildgebung,

dem 3D-Druck oder der Auswertung

visueller Medizindaten das

richtige Maß. Der 3D PluraView ist

geeignet für alle 3D-Stereo fähigen

Software-Anwendungen im Medizinbereich,

wie z. B. VSP, Stereostaxie,

MOE, Forsina CT-VR, Versalius

3D, Sybyl, VMD syngo.four-

Sight oder syngo.Via. Für die unterschiedlichen

Anforderungen an Auflösung

und v. a. Platzbedarf stehen

in der 3D PluraView Produktfamilie

vier verschiedene Modelle mit

zwei unterschiedlichen Gehäusen

zur Verfügung.

Als Top-Modell der

3D PluraView Baureihe

visualisiert der PluraView

4K mit 10 bit Farbtiefe auf

einer Bildschirmdiagonale

von 28“ 3.840 x 2.160 Pixel

Auflösung. Das 3D PluraView

2,5K Modell bietet auf einer

Bildschirm-Diagonale von

27“ 2.560 x 1.440 Pixel Auflösung.

Beide Modelle sind

im Premium-Gehäuse mit

integrierter DisplayPort 1.2

Spiegelkarte erhältlich.

Für Arbeitsplätze mit

wenig Platzangebot steht

der 3D PluraView FHD mit

22“ bzw. 24“ und einer full

HD Auflösung mit 1.920

x 1.080 Pixeln zur Verfügung.

Durch sein kompaktes

Gehäuse mit geringer Bautiefe

benötigt er äußerst wenig

Platz auf dem Schreibtisch

und ist ideal geeignet für Arbeitsplätze

auf engem Raum.

Schneider Digital

info@schneider-digital.com

www.schneider-digital.com

Miniatur Folientastaturen als Baugruppe

Die N&H Technology GmbH

fertig seit Jahren Folientastaturen

für alle Branche. Dabei kann

das Unternehmen auf alle bewährten

Ausstattungsmerkmale einer

Folientastatur zurückgreifen und

seinen Kunden maßgeschneiderte

Lösungen für den jeweiligen

Anwendungsfall anbieten. Zur Auswahl

steht eine Vielzahl an Konstruktionen

unterschiedlichster

Taktilität und eine große Reihe

von Sichtfenstern, Abschirmungen

und Beleuchtungsoptionen.

Das Ingenieursteam von N&H

Technology begleitet die Kunden

bereits in der Konstruktionsphase

der benötigten Tastatur. So können

alle technischen Anforderungen

vorab besprochen und auf deren

Realisierbarkeit geprüft werden.

Spezialisiert ist N&H dabei auf

Sonderlösungen, wie z. B. sehr

kleine Folientastaturen.

Im gezeigten Beispiel wurde

eine Folientastatur für eine medizinische

Anwendung realisiert, die

neben einer Schutzklasse von

IP65, direkt auf einer Leiterplatte

mit Anschlusskabeln als Baugruppe

geliefert werden sollte. N&H

Technology konnte diese Folientastatur

für den Kunden konstruieren

und fertigen. Trotz der kleinen

Bauweise musste auf eine Tastenprägung

und Metallschnappscheiben

für eine taktile Rückmeldung

nicht verzichtet werden.

N&H Technology GmbH

www.nh-technology.de

meditronic-journal 2/2020

71


Bedienen und Visualisieren

Ausbau des Eildienstservices

Die Richard Wöhr GmbH als Vorreiter für technische Gläser und Toucheingabesysteme

Kundenspezifische technische

Gläser – verbaut in individuellen

Touch-Eingabesystemen inklusive

mechanischer Bearbeitung, Oberflächentechnik

und Konstruktionsleistung

und das alles in 5, 10 oder

15 Arbeitstagen. Dieser Herausforderung

stellt sich die Richard Wöhr

GmbH. Der bereits seit Jahrzehnten

funktionierende Eildienstservice des

Systemlieferanten bildet die Basis

der Erweiterung dieses Angebotes.

Ein eigener

Fertigungsbereich

für technische Gläser (Eltroglas),

inklusive Glasbedruckung sowie die

langjährige Erfahrung als Komplettlieferant

in den Bereichen Mechanik,

Oberflächen- und Systemtechnik

sowie Eingabelösungen ermöglichen

diesen in - dieser Form einmaligen

- Service. Die im Eildienst

gefertigten Produkte werden in der

Regel bereits unter Serienbedingungen

gefertigt und lassen somit

auch schnellen Rückschluss auf

eine eventuell folgende Serie zu.

Sollten Zukaufteile vorgesehen

sein, ist die Möglichkeit eines Eildienstes

abhängig von der Zulieferbzw.

Beistellsituation. Technische

Klarheit ist ebenfalls vorausgesetzt.

Das Angebot beinhaltet unter anderem

die Auswahl an verschiedenen

technischen Gläsern, mit oder ohne

zusätzlicher Funktion (entspiegelt,

antimikrobiell, Anti-Fingerprint und

viele mehr). Eine hohe Lagerhaltung

sowie kurze Wege unter einem Dach

ermöglichen diesen Kundenservice.

Kundenspezifische

Bearbeitung

Die Gläser können kundenspezifisch

bedruckt, zugeschnitten,

geschliffen und gefast werden. Im

hauseigenen Reinraum werden die

Touchsensoren auflaminiert und bei

Bedarf optisch gebondet. Mit Hilfe

der Systemtechnik und der Mechanik

von Wöhr, entstehen Touch-Eingabesysteme

im Kundendesign für

den B2B- oder B2C-Bereich. Ob

attraktiver Point-of-Sale, als Steuersystem

im Bereich der Maschinenbedienung

oder im medizinischen

Umfeld, die vielseitigen optischen

als auch funktionalen Möglichkeiten

treffen verschiedenste Zielgruppen.


Richard Wöhr GmbH

www.woehrgmbh.de

72 meditronic-journal 2/2020


Industrie-Displays von Profis entspiegeln lassen

• Entspiegelung von LCD-, LEDund

Plasma-TV-Geräten

• Laminieren von Spezialfolien

(z. B. Blickschutz-Filter bis 34„)

• Displaytausch bei Notebooks

• LCD- und Touch-Montage in

kundeneigenen Geräten

• Kundenspezifische Dienstleistungen,

Montagen und Entwicklung

• Tauschen des Polarizers bei

älteren Navi-Modellen

TDComponents e.K.

info@tdcomponents.com

www.display-spiegelt.de

Spiegelnde LCD? TDComponents

hat die perfekte Lösung für

Displays bis 82 Zoll. In der Industrie,

der Medizin-, Studio- oder

Gebäudetechnik - oft sind spiegelnde

LCD verbaut. Eine optimal

gestaltete Schnittstelle zwischen

Mensch und Maschine

ist aber unabdingbar für funktionelles

und sicheres Arbeiten.

Entspiegelungsfolien garantieren

eine deutliche Reduzierung

der Spiegelungen. Voraussetzung

hierfür sind zwei Punkte:

Folienqualität:

Es kommen ausschließlich

Qualitätsfolien „Made in Germany“

zum Einsatz, die auch

paßgenau, per Laser, geschnitten

werden können. Für Notebook,

Tablet, PC-Monitor bis hin zum

82“ Monitor. Touch- und Stift-

Funktion bleibt 100 % erhalten.

Professionelles,

staubfreies Anbringen der

Folie im Reinraum:

Je größer der Bildschirm, desto

größer die Herausforderung die

Folie passgenau und vor allem

ohne Einschluss von Staub oder

Luftblasen anzubringen. TDComponents

hat mit der Arbeit im

Reinraum eine lange Erfahrung.

12 Jahren garantieren ein perfektes

Ergebnis. Es spricht also

viel dafür, das Anbringen der

Entspiegelungsfolien Profis zu

überlassen.

Im Vordergrund stehen

folgende Tätigkeiten:

• Laminieren von Antireflexions-Folien

(AR) und Schutzfolien

bis 65„

• Entspiegelungs- und Schutzfolien

auf Tablets, Smartphones

und Navis

meditronic-journal 2/2020

73


Stromversorgung

Kompakt und leistungsstark

Neue Schaltnetzteilserie RPS-500 für Medizinanwendungen

EMTRON electronic GmbH

www.emtron.de

Neu im Vertriebsprogramm der

Emtron electronic GmbH ist die

RPS-500-Serie (500 Watt) von

Mean Well für medizinische Applikationen.

Die Schaltnetzteile in

offener Bauform punkten mit ihrer

kompakten Größe von 5“ x 3“

und einem Universaleingang von

80 - 264 V AC.

RPS-500-Serie mit 500 Watt

Angesichts der rasanten Entwicklung

der Medizinindustrie und der

steigenden Nachfrage nach Standardnetzteilen

hat Mean Well die

neue RPS-500-Serie mit 500 Watt

auf den Markt gebracht, um den

Anforderungen an leistungsstärkere

Open-Frame-Lösungen für

die medizinische Elektronik gerecht

zu werden. Die RPS-500-Serie

bietet Mean Well in unterschiedlichen

Bauformen an: Open-Frame

(RPS-500), mit Abdeckung (Lochblech,

lüfterlos, RPS-500-C) sowie

im Gehäuse mit integrierten Lüftern

(Top-Lüfter: RPS-500-TF, Seitenlüfter:

RPS-500-SF). Mit den verschiedenen

optionalen Bauformen

stehen jetzt neue Standardlösungen

für zahlreiche medizinische Anwendungen

zur Verfügung.

Zertifizierungen

Die RPS-500-Modelle sind alle

nach den neuesten medizinischen

Sicherheitsstandards wie IEC 60601-

1, ANSI/AAMI ES 60601-1 und TÜV

EN 60601-1 zertifiziert. Mit doppelter

Isolationsfähigkeit (2x MOPP; MOPP

= Means of Patient Protection/Patientenschutz)

und extrem niedrigem

Ableitstrom (


Stromversorgung

Emtron bündelt Stromversorgungen unter

einer Dachmarke

Stromversorgungs-Kompetenz unter einem

Dach

Jörg Traum steuert die Kompetenz-

Initiative der Emtron

EMTRON electronic GmbH

www.emtron.de

Um noch schneller, effizienter auf Kundenwünsche

reagieren zu können und um seine Position

als einer der führenden Stromversorgungsspezialisten

aus zu weiten, bündelt die Emtron

electronic GmbH sämtliche Stromversorgungsbereiche

der bisherigen Fortec Elektronik AG

und von Emtron unter seiner Dachmarke. Damit

ist Emtron in Deutschland der Technologiepartner

mit dem breitesten Angebot für Stromversorgungslösungen.

Insgesamt sind nun die Programme von rund 10

führenden, internationalen Herstellern gebündelt. Es

werden sämtliche möglichen Bereiche durch die unterschiedlichen

Programme angesprochen: ob Industrie-,

Medizin- und Lichttechnik, Transport, Bahn oder Luftund

Raumfahrt – alle Stromversorgungslösungen werden

damit abgedeckt. Durch die Bündelung und Lagerung

im neuen Logistikzentrum werden sowohl Kosten

als auch Time-to-Market nachhaltig reduziert. Die

besondere Herausforderung der heutigen Zeit ist es

– je größer und unüberschaubarer die Angebote werden

– für den einzelnen Kunden mit einer professionellen

Beratung oft eine kostengünstige, aber vor allem

immer genau die passende Stromversorgungs lösung

zu finden. Emtron bietet genau diese Beratung an.

Stromversorgungslösungen aus einer Hand

Emtron pachtet seit dem 1. April 2020 den bisherigen

Geschäftsbetrieb des Stromversorgungssegments

der Fortec Elektronik AG um alle Kunden besser,

zeitnah und kompetent beraten zu können. Ein

besonderer Vorteil: für Kunden ändert sich nichts!

Alle bisherigen Ansprechpartner werden in der neuen

Emtron weiterhin für ihre Kunden erreichbar sein. Erst

im Juli vergangenen Jahres hatte der Stromversorgungsspezialist

sein neues Büro- und Logistikzentrum

ins südhessische Riedstadt verlegt, um deutlich

mehr Platz zu gewinnen. Einher ging auch eine deutliche

Ausweitung der Applikationsunterstützung durch

ein großes Applikationszentrum. Ein wesentlicher weiterer

Punkt ist nun auch die zentrale Lage mitten in

Deutschland, um eine schnelle Auslieferung garantieren

zu können. ◄

Stromverbrauch ohne Last (≤ 0,15

W). Die gesamte Serie verfügt über

eine Isolierung der BF-Klasse von

4000 V AC von Primär- zu Sekundärseite

(2x MOPP), 1500 V AC

von Sekundärseite zu Erde und

1500 V AC von Primärseite zu Erde.

Die PM101-Serie erfüllt die neuesten

Sicherheits- und EMV-Normen

IEC60601-1 und IEC62368-1

und erreicht folgende Designziele:

kompakte Größe (2 Zoll x 4 Zoll),

sehr niedriges Gewicht (150 g) und

hohe Effizienz (88 %).

Funktionsmerkmale:

• Weiter Eingangsbereich 80 V

AC bis 264 V AC

• BF-Klasse-Isolierung

• Kriechstrom von weniger als

175 μA

• Betriebshöhe bis zu 5000 m

• EN55011 / EN55032 und Grenzkurve

B der EN55022 wird bei

leitungsgebundenen und abgestrahlten

Störungen eingehalten

• Leistungsaufnahme ohne Last

unter 0,15 W

• Wirkungsgrad ≥88 % bei

Konvektion

• Aktive PFC

• Kurzschlussschutz, Überspannungsschutz

und Übertemperaturschutz

• 100 % Burn-in-Test

Anwendungsbeispiele:

• Chirurgisches Licht

• Medizinischer Scanner

• Okulargeräte ◄

meditronic-journal 2/2020

75


Stromversorgung

Lüfterloses 1000-W modulares Netzteil

Acal BFi präsentiert das CoolX1000 von Advanced Entergy

liefern kann, können die Kunden sehr

leicht maßgeschneiderte Funktionen

integrieren, was zu kürzeren Systementwicklungszeiten,

einer schnelleren

Markteinführung und geringeren

Entwicklungskosten führt.

Zwei Basismodelle

Die Serie bietet zwei Basismodelle.

Der CX10S ist nach

IEC60950 (zweite Auflage) für

industrielle Anwendungen zertifiziert

und wird die kommende

Norm IEC62368-1 erfüllen. Der

CX10M trägt die IEC60601-1

(dritte Ausgabe) und IEC60601-1-2

(vierte Ausgabe, EMC) für medizinische

Anwendungen. Beide

Acal BFi präsentiert mit dem

CoolX1000 die neueste Entwicklung

aus dem Excelsys-Portfolio

von Advanced Energy. Als, nach

eigenen Angaben, weltweit erstes

lüfterloses, modulares und konfigurierbares

1000-W-Netzteil bietet

es bis zu 13 isolierte Ausgänge

in einem kompakten U-Channel

mit den Abmessungen 254 x 165 x

39,1 mm. Das lüfterlose Design, das

keine Grundplattenkühlung erfordert,

ist ideal für Kunden, die akustische

Geräusche in wissenschaftlichen,

medizinischen und vibrationsempfindlichen

Anwendungen vermeiden

möchten.

Zuverlässig und

leistungsfähig

Stromversorgung über analoge oder

digitale Kommunikation (PMBus).

Internationale Zulassung

Da das Gerät die volle internationale

Zulassung der Sicherheitsbehörden

hat und genau die erforderlichen

Volt- und Amperewerte

Modelle können mit bis zu sechs

CoolMods bestückt werden und

bieten bis zu 12 isolierte DC-Ausgänge,

die von 2,5 bis 58 V reichen.

Trotzt der momentan schwierigen

Lage, arbeiten unsere Vertriebsmitarbeiter

ohne Einschränkungen.

Das Team steht wie gewohnt zur

Verfügung. ◄

Acal BFi

www.acalbfi.de

Der lüfterlose CoolX1000 ist die

perfekte Lösung für Kunden, die

nach erhöhter Zuverlässigkeit und

hoher Leistung suchen. Mit einem

branchenweit führenden Wirkungsgrad

von 93 % und einem umfangreichen

Funktionsumfang bietet die

CoolX1000 Systemdesignern die

volle Kontrolle über die Leistung der

76 meditronic-journal 2/2020


Trends bei Stromversorgungen und

USV-Anlagen

Lösungen für Applikationen in Automatisierung und Medizintechnik

Bild 1: Die neuen Primärschaltregler haben sowohl Filter für ASi-5 als auch

für ASi-3, sind also abwärtskompatibel. Am Ausgang stellen sie je nach

Ausführung 0...8 A bzw. 0...4 A zur Verfügung. (Urheber: Frei)

So groß wie die Breite der

Anwendungen ist auch das Spektrum

der benötigten Stromversorgungen

oder USV-Anlagen. Die

passende Lösung zu finden, ist

nicht unbedingt einfach, denn die

Auswahl wird nicht nur bestimmt

von unterschiedlichen Leistungsanforderungen,

sondern auch von

differierenden Wünschen an die

Bauform, notwendigen Zertifizierungen

oder der Applikation verwendeten

Bussysteme. Die SPS

2019 bot eine gute Gelegenheit

sich über den aktuellen Möglichkeiten

und den Stand der Technik

zu informieren. Der Stromversorgungsspezialist

Frei zeigte eine

ganze Reihe interessanter Lösungen,

angefangen von Netzteilen,

die bereits den neuen ASi-5-Standard

unterstützen, über unterbrechungsfreie

Stromversorgungen

mit unterschiedlichen Energiespeichen

und Pufferzeiten bis hin

zu applikationsspezifischen Lösungen,

z. B. für die Medizin technik.

Gebr. Frei GmbH & Co. KG

info@frei.de

www.frei.de

Primärschaltregler für den

neuen Standard ASi-5

Im Hinblick auf Industrie 4.0

war eine Weiterentwicklung des

bewährten ASi-Standards notwendig.

Mit dem neuen Standard

ASi-5 sind jetzt die Weichen für

die nächste Dimension der Digitalisierung

gestellt. Natürlich sind

dafür auch Stromversorgungen notwendig,

die auf seine Anforderungen

abgestimmt sind. Pro Strang

ist ein Netzteil mit 30,5 V DC Ausgangsspannung

und Datenentkopplung

gefordert, um Energie

und modulierte Signale störungsfrei

auf einer Leitung zu übertragen.

Frei hat darauf frühzeitig reagiert

und kann nach eigenen Angaben

als einer der ersten Hersteller

entsprechende Stromversorgungen

anbieten. Die neuen Primärschaltregler

(Bild 1), die auf der SPS zu

sehen waren, haben sowohl Filter

für ASi-5 als auch für ASi-3, sind

also abwärtskompatibel. Am Ausgang

stellen sie je nach Ausführung

0...8 A bzw. 0...4 A zur Verfügung.

Falls gewünscht liefert Frei

als ODM (Original Design Manufaturer)

die Geräte auch mit dem

Marken namen des Kunden.

Unterbrechungsfreie

Stromversorgungen für

jeden Einsatzbereich

Ein entscheidender Faktor für

die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit

von Geräten ist heute

die Qualität der Versorgungsspannung.

Viele Anwendungen

sind daher auf unterbrechungsfreie

Stromversorgungen angewiesen.

Bei einem Ausfall der

Versorgungsspannung können

sie mit internem oder externem

Energiepuffer ausgelegt werden

und lassen sich auch als Kompakt-USV

mit integriertem Netzteil

und Ladefunktion (Batterielader

oder Caplader) ausstatten.

Als Komplettanbieter bietet Frei

das volle Programm: flexibel einsetzbare

Standardkomponenten

ebenso wie individuelle Lösungen,

die in enger Zusammenarbeit

mit dem Anwender entstehen

(Bild 2). Ein gutes Beispiel ist

eine unterbrechungsfreie Stromversorgung

nach Maß für die Medizintechnik.

Sie wurde für sogenannte

Schwestern rufsysteme

Das AS-Interface-System

(ASi) hat sich als einfache und

kostengünstige Verdrahtungstechnik

für Sensoren und Aktoren

in vielen Bereichen durchgesetzt,

vor allem weil Stromversorgung

und Datenkommunikation

über ein einziges Flachkabel

laufen. Bei einigen Anwendungen

stößt der aktuelle Standard

ASi-3 inzwischen jedoch an

seine Grenzen. Neben den 4-Bit

Prozessdaten pro Slave bedeutet

z. B. auch die Zykluszeit von

10 ms bei Vollausbau mit 62 Teilnehmern

oft eine Einschränkung

und pro angeschlossenem Modul

steht für Diagnosemeldungen nur

1 Bit zur Ver fügung. Die Weiterentwicklung

zu ASi-5 war daher

Stromversorgung

Bild 2: Die unterbrechungsfreie

Stromversorgung wurde für

Schwesternrufsysteme in Krankenoder

Pflegehäusern entwickelt.

(Urheber: Frei)

in Kranken- oder Pflegehäusern

entwickelt und wird wahlweise als

6A-oder 9A-Ausführung ausgeliefert.

Bei Ausfall der allgemeinen

Stromversorgung stellt die

USV die Funktion der Rufanlage

sicher. ◄

Buch zum neuen Standard ASi-5

nur konsequent: Es lassen sich

mehr Daten übertragen, mehr

Teilnehmer anschließen und die

Datenbreite vervierfacht sich.

Gleichzeitig sinkt die Zykluszeit

von 5 ms auf 1,2 ms (bei 24 Teilnehmern)

und die Netzwerklänge

pro Strang verdoppelt sich auf

200 m. Zudem bietet ASi-5 eine

deutlich erweiterte Diagnose.

Das heißt, es stehen azyklische

Dienste zur Verfügung sowie ein

zusätz licher Diagnosekanal parallel

zu den Prozessdaten. ASi-5

eignet sich damit bspw. für Predictive-Maintenance

und ist für die

Zukunft bestens gerüstet. Mehr

Informationen liefert das Buch

„Automatisieren ist einfach – mit

AS-Interface“ .

https://www.as-interface.net/organisation/publikationen/buecher/

meditronic-journal 2/2020

77


Stromversorgung

Unerschütterlich

Programmierbare 600-W-Netzteile für Medizin- und Industriebereiche erfüllen MIL-STD-810G

für Schock und Vibration

TDK Corporation

www.emea.lambda.tdk.com/de

Wenn Größe eine Rolle spielt!

Die TDK Corporation ergänzt

ihr programmierbares Einbaunetzteil

GXE-600 um eine Variante

für Bereiche mit erhöhten Anforderungen

an mechanische Stabilität

und Umwelteinflüsse. Die

Modelle mit der Typenbezeichnung

GXE600/HD erfüllen die

Für medizinische (Klasse BF)

und andere Anwendungen wie

ITE und Messgeräte bringt das

kleine MEB-500A24F, 165,3

x 85,2 x 41 mm messende

AC/DC-Netzteil im Aluminiumchassisgehäuse

alle notwendigen

Sicherheitszulassungen

mit. Für Langlebigkeit, auch in

rauen Einsatzumgebungen sorgt

eine beschichtete Leiterplatte.

Die Stromversorgung arbeitet

in einem Temperaturbereich

von -20 °C bis +70 °C mit integriertem

Lüfter geräuscharm,

der last- und temperaturabhängig

die Drehzahl variiert.

Für Systemanpassungen lassen

sich die 24 V am Ausgang

noch mittels Potentiometer im

Bereich 21,6…26,4 V justieren.

Für geräteseitige Komponenten

wie Lüfter oder Stand

By – Elektronik stehen zusätzlich

12 V/0,5 A und 5 V/1 A zur

Verfügung. Ein Eingang für EIN/

AUS- Fernschaltung und ein DC-

Power Good Ausgang runden die

Performance ab.

Neumüller Elektronik

GmbH

www.neumueller.com

Anforderungen des MIL-

STD-810G für Schock

and Vibration. Sicherheitszulassungen

sowohl

nach der IEC 60601-1 für

Medizingeräte als auch

nach der IEC 62368-1 für

Industriebereiche eröffnen

vielfältige Einsatzfelder.

Diese konvektionsgekühlten

Geräte mit gerade einmal

1 HE Bauhöhe bieten als

Besonderheit eine RS-485

Schnittstelle (Modbus RTU

Protokoll) und auch analoge

Eingänge (0 - 6 V) um

Ausgangsspannung und

-strom programmieren zu

können. Damit richtet sich

das Gerät an Anwender, die

spannungs-/stromprogrammierbare

Netzteile ohne störende Lüftergeräusche

für den Einsatz unter rauen

Umgebungsbedingungen suchen.

Die GXE600 sind mit 24 V oder

48 V Nennausgangsspannung

erhältlich und arbeiten als CVCC-

Quelle (Constant Voltage, Constant

Current). Der Programmierbereich

für die Ausgangsspannung reicht von

20 % bis 120 % und für den Ausgangsstrom

von 20 % bis 100 %.

Programmieren

Sicherheitsfunktionen lassen

sich über die Programmierung

ebenso individuell anpassen wie

die Anstiegsgeschwindigkeit des

Ausgangs. Ferner liefert die Kommunikationsschnittstelle

Daten zu

Betriebsstunden und Temperaturen

und kalkuliert daraus eine Prognose

zur verbleibenden Lebenserwartung

der Elektrolytkondensatoren. In Verbindung

mit einem Fehler register

ergeben sich damit neue Möglichkeiten

zur Fernwartung und Fehlerdiagnose

sowie für dynamische Serviceintervalle.

Zum Schutz gegen

Umwelteinflüsse

wie Staub und Schmutz werden

die Leiterplatten selektiv beschichtet.

Optional ist eine Lochblechabdeckung

(Bezeichnung: /HDA)

erhältlich, um ein versehentliches

Berühren spannungsführender Teile

innerhalb des Netzteils zu verhindern.

Die Prüfungen für Schock

und Vibration nach MIL-STD-810G

erfolgten nach der Methode 516.7

Verfahren I, VI und MIL-STD-810G

514.7 Kate gorie 4, 10.

Weitbereichseingang

Die Stromversorgungen arbeiten

mit einem Weitbereichseingang von

85 bis 265 V AC und verfügen über

Geräteschutzsicherungen in L und

N. Der Ableitstrom liegt mit


Die DNA von Metrofunk

behält bei radikalen Reaktionen

die Nerven

Metrofunk Kabel-Union GmbH

Lepsiusstraße 89, D-12165 Berlin, Tel. 030 79 01 86 0

info@metrofunk.de – www.metrofunk.de

Weitere Magazine dieses Users
Ähnliche Magazine