1-2021

beamnet

Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

November Februar/März November-Dezember 1/2021 Jg. 12 1/2008

Fachzeitschrift für

Medizin-Technik

meditronicjournal

IB918 – Das Grafikgenie von iBASE

Distec, Seite 65


961-455d-06.20

Dokumentation:

lückenlos

Rückverfolgbarkeit:

100 %

Wenn es um Menschenleben geht,

sind nur 100 % gut genug.

Kistler optimiert komplexe Prozesse in der Herstellung von Medizinprodukten

nahtlos auf 100 % Transparenz und Rückverfolgbarkeit.

www.kistler.com/medical


Editorial

Ein Blick auf die Trends in der Medizintechnik

Autor:

Dr. Thomas Dietrich,

Geschäftsführer

IVAM Fachverband für Mikrotechnik

www.ivam.de

In Zeiten von Corona haben wir gelernt,

wie wichtig die schnelle und effektive Entwicklung

von Diagnose-Verfahren und

-geräten ist und welche Bedeutung die

schnelle Weiterentwicklung der Digitalisierung

auch im Bereich Gesundheit hat.

Das haben wir zum Beispiel im Rahmen

der virtuellen Compamed/Medica im letzten

Herbst gesehen. Grundsätzlich sind

aktuell alle Technologien sehr stark nachgefragt,

die helfen können, diagnostische

Verfahren schneller, einfacher und zuverlässiger

– und nicht zuletzt kostengünstiger

und massenkompatibel zu machen.

Hier sehen wir interessante Entwicklungen

beispielsweise im Bereich mikrofluidischer

Komponenten. In Kombination

mit MEMS, mikro-elektronisch-mechanischen

Systemen, ergeben sich vielversprechende

Möglichkeiten, um z. B. die personalisierte

Medizin in Zukunft maßgeblich

voranzutreiben. In diesem Zusammenhang

fanden auch der Bereich der gedruckten

Elektronik für „Printed Diagnostics“ sowie

innovative 3D-Druckverfahren auf der virtuellen

Messe viel Beachtung.

Personalisierte medizintechnische

Lösungen helfen dabei, im klinischen Alltag

wertvolle Ressourcen wie Medikamente

und Diagnosewerkzeuge deutlich

effizienter einzusetzen. Die gedruckte Diagnostik

bietet zudem eine schnelle und

sichere Methode zur Herstellung von Einweg-Diagnosewerkzeugen,

die für kostengünstige

Massentests verwendet werden

können, sodass Probleme mit Lieferengpässen

verringert werden können. Mit innovativen

3D-Druckverfahren können computergesteuert

Werkzeuge - wie z. B. spezifische

Implantate – hergestellt werden,

die exakt auf einen bestimmten Patienten

abgestimmt sind – zum Teil ist dies dann

sogar direkt vor Ort im Klinikum möglich.

Auch die Miniaturisierung von optoelektronischen

Modulen und Komponenten kann

im Bereich unterschiedlichster medizintechnischer

Geräte einen Anteil zur Verbesserung

von diagnostischen Verfahren

leisten. Mögliche Anwendungen sind hier

z. B. Komponenten für Pipettierungsautomaten

zur Auswertungen der Virusanalyse

oder die momentan viel diskutierte Sequenzierung

von Virusgenomen, die auch dabei

hilft, Virus-Mutationen rechtzeitig zu erkennen

und im Blick zu behalten. Verbesserte

miniaturisierte Detektorkomponenten kommen

in bildgebenden Systemen wie Computertomographen

(CT) zum Einsatz und

helfen bei der Diagnostik.

Vielerorts wird auch diskutiert, welchen

Einfluss die Corona-Pandemie für die bisher

ja eher schleppend verlaufende Digitalisierung

insbesondere in Deutschland

hat. Ich erwarte, dass sich der Trend zum

mobilen Arbeiten in vielen Branchen nachhaltig

durchsetzen wird – eventuell auch im

Bereich von Prozesssteuerung, Wartung

und Qualitätssicherung. Vermehrte Nachfrage

nach smarten und intelligenten und

vernetzten Systemen wird auch die Hersteller

medizintechnischer Geräte weiterhin

beschäftigen.

Ein weiteres Zukunftsthema, welches

durch zunehmende Digitalisierung und vermehrte

Telemedizin-Angebote vorangetrieben

werden kann, ist der Einsatz von künstlicher

Intelligenz. Künstliche Intelligenz wird

ein wichtiger Bestandteil der Telemedizin

sein und bietet die Möglichkeit, Patienten

ohne Personalaufwand rund um die Uhr

zu überwachen und dabei Information zu

sammeln und auszuwerten, sobald mögliche

Anzeichen von Krankheitsaktivität auftreten.

Wearables, tragbare medizintechnische

Geräte, ermöglichen diese kontinuierliche

Kontrolle eines Patienten und

bemerken Änderungen, die für den Menschen

möglicherweise kaum wahrnehmbar

sind. Für diese Technologie sind erneut

miniaturisierte Bauteile und zuverlässige

Sensor-Systeme gefragt.

Dr. Thomas Dietrich

meditronic-journal 1/2021

3


Inhalt/Impressum

3 Editorial

4 Inhalt/Impressum

6 Aktuelles

7 Medical Device Regulation

8 Künstliche Intelligenz

10 Kommunikation

13 3D-Druck

14 Produktion

23 Lasertechnik

28 Qualitätssicherung

38 Sensoren

48 Robotik

50 Medical PC/SBC/Zubehör

57 Software

61 Bedienen und Visualisieren

66 Bildverarbeitung

67 Komponenten

81 Reinigung

82 Antriebe

85 Stromversorgung

88 Verpacken/Kennzeichnen/

Identifizieren

89 Materialien

90 Dienstleistung

November Februar/März November-Dezember 1/2021 Jg. 12 1/2008

Fachzeitschrift für

Medizin-Technik

meditronicjournal

IB918 – Das Grafikgenie von iBASE

Distec, Seite 65

Robustes

Grafikgenie

Perfekt geeignet für den Einsatz

in herausfordernden visuellen

Anwendungen ist der 3,5-Zoll

Single-Board-Computer IB918

von iBASE im Vertrieb der Distec

GmbH. Der kompakte SBC hat

den leistungsstarken AMD Ryzen

V1000 Embedded-Prozessor

oder alternativ den kleinen Bruder

R1000 integriert und steuert bis

zu drei TFTDisplays an. 65

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

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.

Sicherheit,

höhere Qualität

und Kostensenkung

Die Medizintechnik stellt bei Implantaten und Prothesen höchste Ansprüche an die Qualität

und Oberflächengüte. Erreichbar ist diese bei den schwer zerspanbaren Materialien

meist nur mit werkstoff- und prozessspezifischen Spezialwerkzeugen. Die Hufschmied

Zerspanungssysteme GmbH bietet hier Lösungen. 20

4 meditronic-journal 1/2021


Februar/März 1/2021

Allrounder für das Testen

Als EMS-Dienstleister bietet cms electronics nicht nur

die klassische SMD-Baugruppenfertigung, sondern auch

zahlreiche End-of-Line-Testkonzepte (EOL) mit teils

hohem Automatisierungsgrad. Diese Konzepte beinhalten

aufwändige Mess- und Handling-Systeme zur Bewältigung

sämtlicher Aufgabenstellungen der elektronischen

Bauteilmessung und Prüfung. 35

Leistungsstarke

Kühllösungen für

die Medizintechnik

Kühllösungen für die Medizintechnik

müssen höchsten Ansprüchen

genügen und absolut zuverlässig

sein – schließlich hängen im

Zweifelsfall Menschenleben davon

ab. CTX ist Spezialist für solche

anwendungsspezifischen Kühllösungen

zur effizienten Kühlung

der Hochleistungselektronik in

medizintechnischen Geräten. 67

Von der

Glasröhre zur

fertigen Spritze

Es gibt zahlreiche Formen

und Größen von Spritzen,

je nach Anwendungsgebiet

im medizinischen

Bereich. Zu Beginn des

Herstellungsprozesses

einer Glasspritze wird

ein Glasröhrchen durch

Hitzeeinwirkung in seine

Zielform gebracht. Bereits

hier prüft Neuro Check

Kontur und Größe des

Glaskörpers auf mögliche

Beschädigungen. 32

meditronic-journal 1/2021

Unterbrechungsfreie

DC-Stromversorgung

schützt vor

Anlagenstillstand

Die neue Bicker UPSI-2406DP1 mit

integrierter Lithium-Ionen-Batterie

überbrückt auch längere Stromausfälle,

Spannungseinbrüche und Flicker

in der 24-VDC-Stromversorgung.

Die DC-USV-Module sind geprüft

nach IEC/UL/CSA 61010-1 /

-2-201 und ideal geeignet für den

langjährigen 24/7-Dauerbetrieb in

Schaltschrankanwendungen und

dezentralen autarken Lösungen. 86

5


Aktuelles

25. Technologietag KB Hein – online Chancen nutzen

Das Konstruktionsbüro Hein hätte

gerne das Jubiläum des 25. Technologietages

in dem gewohnten Rahmen

gefeiert. Ein viertel Jahrhundert

Netzwerken und Kontakte knüpfen,

über 270 Fachvorträge und Firmenpräsentationen

sind in den 25 Jahren

gehalten worden.

Dieses Wissen und die langjährige

Erfahrung lassen wir nun

in unseren digitalen Technologietag

einfließen. Wir wollen die aktuelle

Situation nutzen, um ein digitales

Event zu etablieren, was auch

nach der Zeit des Corona-Virus

noch Bestand haben kann. Somit

gehen wir am 25. und 26. Februar

2021 mit unserem digitalen Technologietag

an den Start.

Um die Qualität unserer Präsenzveranstaltung

auch online darstellen

zu können und einen wirklichen

Mehrwert für Firmen und Teilnehmer

zu bieten, liegt der Fokus der

Online-Veranstaltung auf Fachvorträgen,

Firmen- und Produktpräsentationen

sowie Diskussionsrunden

rund um das Thema Kunststoff

und darüber hinaus. Jeder Aussteller

erhält zusätzlich einen Standbereich

in dem sein Portfolio und die

Informationsunterlagen präsentiert

werden können.

Wir freuen uns Ihnen insgesamt

18 Fachvorträge an diesen 2 Tagen

zeigen zu können. Die Agenda finden

Sie immer aktuell auf unserer

Homepage. Berit Bartram vom WIP

– „Wissens- und Innovationsnetzwerk

Polymertechnik“ wird als Moderatorin

zusammen mit uns durch die

beiden Tage führen. Seien Sie dabei,

wenn der 25. Technologietag am

25.02 und 26.02.2021 online geht.

Konstruktionsbüro Hein

GmbH

www.kb-hein.de/

technologietag

Matrix Vision GmbH auf Wachstumskurs

Mit dem Ausbau des Entwicklungsteams eröffnete

Matrix Vision im November 2020 zugleich

einen neuen Standort in der Hamburger Altstadt.

Neben dem Hauptsitz und einem Entwicklungszentrum

in Oppenweiler ist Hamburg nun

ein weiterer Standort innerhalb Deutschlands.

Auch in Zeiten von Corona stehen bei der Matrix

Vision GmbH die Zeichen auf Wachstum. Um

der steigenden Nachfrage an innovativen Bildverarbeitungslösungen

nachzukommen, verstärken

seit November 2020 fünf weitere Entwickler

das Team. Sie bringen mehrjährige Branchenerfahrung

und umfangreiche Expertise in

den Bereichen Bildsensorik, Kamera-Signalverarbeitung,

Host- und Embedded-Software

mit ins Unternehmen. Die verstärkte Manpower

ermöglicht es Matrix Vision die Entwicklungsprojekte

in der Pipeline voranzutreiben und

die Position am Markt weiter auszubauen.

Der Anbieter für Komponenten der industriellen

Bildverarbeitung wurde 1986 gegründet

und ist besonders bekannt für sein breites

und vielfältiges Produktangebot an Industriekameras,

intelligenten Kameras, Embedded-

Lösungen und Software. Für spezielle Anforderungen

entwickelt Matrix Vision auch kundenspezifische

Lösungen von der Einzelkomponente

bis zur kompletten Funktionseinheit.

Die Einsatzbereiche der Lösungen sind vielseitig.

So kann das Unternehmen bereits aus

einem Erfahrungsschatz in der Maschinenbau-,

Elektronik-, Lebensmittel-, Pharmazieund

Druckindustrie schöpfen. In der Fertigung

ermöglichen die Vision-Lösungen von Matrix

Vision eine lückenlose Qualitätskontrolle für

eine ressourceneffiziente Produktion. Aber

auch in der nicht-verarbeitenden Industrie werden

sie bereits in der Verkehrsüber wachung,

Mikroskopie und Medizin eingesetzt.

Seit 2017 ist Matrix Vision Tochter der Balluff

GmbH und ist somit weltweit durch insgesamt

68 Balluff-Vertretungen präsent.

MATRIX VISION GmbH

info@matrix-vision.de

www.matrix-vision.com

6 meditronic-journal 1/2021


Medical Device Regulation

Medical Device Regulation 2021:

Atempause klug nutzen

2020 ist vorbei, 2021 hat gerade begonnen. Das neue Jahr hält für die Medizinprodukte-Industrie neue und alte

Herausforderungen bereit. Auf die richtige Vorbereitung kommt es an. Ein Resümee.

Ein schwerer Start

Das Jahr 2020 hat für die Medizinprodukte-Industrie

in Deutschland

und Europa mit Schwierigkeiten

begonnen: Es waren zu

wenig Benannte Stellen für die

neue EU-Verordnung über Medizinprodukte

(MDR) verfügbar, um

die notwendigen Audits durchzuführen,

die nach den Anforderungen

der MDR für Qualitätsmanagementsysteme

(QMS) notwendig

sind. Zudem waren relevante

Dokumente und Leitfäden der

Europäischen Kommission weiterhin

nicht verfügbar. Dennoch

stand und steht immer noch fest:

Alle Medizinprodukte eines Herstellers,

die dieser dauerhaft in

den EU-Ländern in Verkehr bringen

möchte, müssen den Anforderungen

der MDR gerecht werden.

Bestandsprodukte können

zwar für eine gewisse Zeit weiter

mit einer vorhandenen, gültigen

CE-Kennzeichnung unter der alten

EU-Richtlinie über Medizinprodukte

MDD in Verkehr gebracht

Autor:

Hans-Peter Bursig, ZVEI-

Fachverbandsgeschäftsführer

Elektromedizinische Technik

ZVEI

www.zvei.org

werden. Das bietet den Herstellern

eine gewisse Sicherheit. Aber

diese Möglichkeit gilt nur für Produkte,

an denen keine wesentlichen

Änderungen vorgenommen

werden.

Die Verschiebung

Für das Jahr 2020 hatten viele in

der Medizinprodukteindustrie durch

den bevorstehenden Geltungsbeginn

der MDR also bereits große

Herausforderungen erwartet. Und

dann kam Corona – wie es mittlerweile

so schön heißt. Die Pandemie

hat im März eine vollkommen

neue Lage hergestellt. Audits

für die MDR waren durch Reisebeschränkungen

und andere Auswirkungen

der Pandemie nur noch

eingeschränkt möglich. Die Europäische

Union hat gemeinsam mit den

EU-Mitgliedstaaten deshalb im Frühjahr

entschieden, den Geltungsbeginn

auf Mai 2021 zu verschieben.

Diese Entscheidung war sinnvoll.

So wurde verhindert, dass wichtige

Medizinprodukte in der EU plötzlich

nicht mehr zur Ver fügung stehen.

Wirtschaftliche

Herausforderungen

Diese Verschiebung hat den Herstellern

von Medizinprodukten eine

dringend notwendige Atempause

verschafft. Denn, wie alle Branchen,

stand und steht auch die

Medizinprodukte-Industrie durch

die Folgen der Pandemie vor ungeplanten

wirtschaftlichen Herausforderungen.

Lieferketten und Produktionsprozesse

müssen gesichert

oder angepasst werden. Zudem

hat sich die Nachfrage nach Medizinprodukten

durch die Pandemie-

Situation schlagartig verändert – in

beide Extreme. Der nächste Stichtag

für den Geltungsbeginn der MDR

rückt dennoch unaufhaltsam näher.

Also müssen Hersteller weiter parallel

an der Umstellung arbeiten,

um auch nach dem 26. Mai 2021

Medizinprodukte in Verkehr bringen

zu können.

2021: Vorbereitungen weiter

vorantreiben

2021 beginnt in gewisser Weise

wie das Jahr 2020 – zumindest im

Hinblick auf die MDR. Zwar gibt

es inzwischen 18 Benannte Stellen

für die MDR. Aber auch diese

Zahl wird weiterhin nicht ausreichen,

um die QMS aller Hersteller

bis zum 26. Mai 2021 zertifizieren

zu können. Zusätzlich ist in den

ersten Monaten des Jahres weiterhin

mit Einschränkungen durch die

Corona-Pandemie zu rechnen. Die

Probleme bestehen also weiter, weshalb

die erwähnte Atempause klug

genutzt werden muss.

Gerade in dieser Situation macht

es sich bezahlt, wenn Hersteller die

Vorbereitungen sorgfältig betrieben

haben: Zertifikate unter der MDD

wurden dann geprüft und soweit wie

möglich verlängert, um den Vertrieb

der Bestandsprodukte solange wie

möglich zu sichern. Deren Weiterentwicklung

und Produktpflege wurden

sorgfältig geplant und mit der

Planung für die Zertifizierung des

QM-Systems nach der MDR koordiniert.

Gleiches gilt für die Entwicklung

neuer Medizinprodukte. Wenn

konsequent so gehandelt wurde, ist

die Ausgangslage der Unternehmen

stabil. Wenn nicht, sollten sie dies

unbedingt nachholen.

Exportmärkte außerhalb der

MDR

Zusätzlich lohnt es auch, die

Exportmärkte intensiver zu betrachten,

die nicht von der Umstellung

auf die MDR betroffen sind. Im

Bereich der elektromedizinischen

Technik hat die Pandemie die weltweite

Nachfrage nach diesen Produkten

im Jahr 2020 voraussichtlich

stark reduziert. Allerdings erwartet

der ZVEI in einer ersten Prognose

eine Belebung der weltweiten Nachfrage

für das kommende Jahr, die

den Rückgang in diesem Jahr teilweise

ausgleichen könnte.

Das neue Jahr beginnt also mit

denselben Herausforderungen,

die auch das alte Jahr bestimmt

haben. Den Herstellern von Medizinprodukten

bieten sich aber auch

Möglichkeiten, die zur Stabilisierung

genutzt werden können. ◄

meditronic-journal 1/2021

7


Künstliche Intelligenz

Maschinelles Lernen in der Radiologie:

Mit wenig Trainingsdaten doch eine

exakte Diagnose erhalten

In medizinischen Datensätzen

überwiegen in der Regel die Röntgenbilder

gesunder Menschen. Nur

wenige Bilder weisen auf eine Krankheit

hin. Wie können Machine-Learning-Modelle

für die medizinische

Bildanalyse ohne ausbalancierten

Datensatz doch erfolgreich trainiert

werden?

Röntgenaufnahmen des Brustkorbs

helfen Ärzten bei der Diagnose

vieler Erkrankungen, einschließlich

Lungenentzündung und

Lungenkrebs. Um zu verstehen, wie

maschinelles Lernen den Prozess

erleichtern könnte, schauen wir uns

diese Röntgenbilder einmal genauer

an (Bild 1).

Links sieht man ein Röntgenbild

des Brustkorbs eines gesunden Patienten,

rechts das eines Patienten

mit bestätigter Lungenentzündung.

Ärzte, ohne radiologischen Schwerpunkt,

werden geschwollene und

entzündete Bereiche in der Lunge

eines Patienten auf diesen Bildern

kaum erkennen. Selbst zertifizierte

Radiologen können den Verdacht auf

eine Lungenentzündung mit anderen

Erkrankungen verwechseln –

und es dauert etwa 20 Minuten, bis

Ärzte die Krankheit bestätigen oder

ausschließen können.

ML-Modelle können diese Aufgabe

in nur 10 Sekunden erledigen.

Die Zeit ist entscheidend, wenn es

um eine dringend benötigte Behandlung

geht.

ML-Algorithmen in der

medizinischen Bildgebung:

Herausforderungen

• Zu kleine Datensätze: Um die

neuronalen Netzwerke in smarten

Lösungen zur medizinischen

Bildgebung zu trainieren, benötigt

man Tausende von kommentierten

Röntgenbildern. Aufgrund

der DSGVO-Bestimmungen ist

es jedoch oft schwer, diese Bilder

zu erhalten. Um dieses Problem

zu lösen, können Spezialisten

für maschinelles Lernen vorhandene

Algorithmen zur Bildklassifizierung

wiederverwenden (Transfer-Lernen)

und die Größe eines

Datensatzes künstlich erweitern,

indem sie Röntgenbilder modifizieren

(Datenerweiterung).

• Überlappende Symptome von Lungenkrankheiten:

Ein eigenstän-

Softeq

www.softeq.com

8 meditronic-journal 1/2021


Künstliche Intelligenz

Für unsere Zwecke werden wir

die binäre Kreuzentropie-Funktion

verwenden. Sie misst die Leistung

von Klassifizierungsmodellen,

deren Ausgabe zwischen null

und eins liegt.

Jetzt können wir die Kreuzentropie-Verlustfunktion

modifizieren:

Lcross-entropy(xi) =

-(yi*log(f(xi)) + (1-yi)*log(1-f(xi)))

Hier sind xi und yi die Eingabe

und das Label, und f(xi) ist die Ausgabe

des ML-Modells, in unserem

Fall die Wahrscheinlichkeit, dass

ein Patient tatsächlich eine Lungenentzündung

hat.

Nach der Berechnung der

Gewichtungskoeffizienten ermitteln

wir den endgültigen gewichteten

Verlust für jeden Trainingsfall:

Lcross-entropy(x) = -(wp*y*log(f(x))

+ wn*(1-y)*log(1 -f(x)))

diges ML-Modell zu entwickeln, das

mehrere Krankheiten mit überlappenden

Symptomen unterscheidet,

ist keine triviale Aufgabe. Entwickler

lösen das Problem mithilfe einer

Multi-Task-Verlustfunktion, die die

Genauigkeit von Algorithmen mit

Multi-Task-Learning (MTL)-Fähigkeiten

schätzt. Durch Modifizierung

der Verlustfunktion ist es möglich,

die Leistung von ML-Algorithmen

in Bezug auf eine bestimmte Bildklasse

und auch auf den gesamten

Datensatz gleichzeitig zu bewerten.

• Unbalancierte Datensätze: In

medizinischen Datensätzen

überwiegen in der Regel die

Bilder gesunder Menschen gegenüber

den Röntgenbildern,

die auf eine Krankheit hinweisen.

Dies liegt in der Natur der

Sache. Entwickler benötigen

jedoch eine gleiche Anzahl beider

Bildtypen, um die Genauigkeit

von ML-Algorithmen zu erhöhen.

Wie können die Herausforderungen

beim Training der Algorithmen

für medizinische Bildgebung

bewältigt werden?

Mit weniger mehr erreichen

Intelligente Bildgebungslösungen

mit unausgewogenen Datensätzen:

Um ML-Algorithmen zu trainieren,

eine Lungenentzündung genau zu

diagnostizieren und den Ort und das

Ausmaß der Infektion zu bestimmen,

benötigen Entwickler eine gleiche

Menge an Röntgenbildern mit

positiven sowie negativen Befunden.

Diese stellen zwei verschiedene

Bildklassen dar. Wie schwierig

es ist, diese ausgewogenen

Datensätze zu erhalten, zeigt das

Balkendiagramm in Bild 2, das auf

einem Datensatz des National Institute

of Health (NIH) basiert. Hier ist

das Verhältnis zwischen positiven

und negativen Röntgenbefunden

abgebildet.

Aus der Grafik wird deutlich,

dass es an Röntgenbildern von

gesunden Lungen nicht mangelt,

es aber zu wenige Röntgenbilder

von erkrankten Lungen gibt. Lungenhernien

werden z. B. auf nur

0,2 % der Röntgenbilder beobachtet.

Auch bei Lungeninfiltraten, die

auf eine Lungenentzündung, Nokardiose

oder Tuberkulose hinweisen

können, stehen positive Röntgenbefunde

in einem Verhältnis 1:5 zu

negativen.

Um die Datensätze auszugleichen,

können wir jedes Beispiel

aus jeder Klasse mit dem entsprechenden

Gewichtungskoeffizienten

(Wpos, Wneg) multiplizieren.

Mit folgender Formel können

wir die Gewichtungskoeffizienten

berechnen. Freqp und Freqn stehen

für die Häufigkeit der positiven

und negativen Röntgenergebnisse

im Datensatz:

Wpos × Freqp = Wneg × Freqn

So können wir die Parameter

Freqp und Freqn berechnen:

positive_frequencies =

np.sum(labels, axis=0) / N

negative_frequencies =

1 - positive_frequencies

Diese Methode hilft, das Ungleichgewicht

in den Trainingsdatensätzen

zu beseitigen (Bild 3).

Nun müssen wir die Genauigkeit

des ML-Modells bewerten. Und hier

kommt die Verlustfunktion ins Spiel.

Wenn das Modell Ergebnisse vorhersagt,

die weit vom Zielwert entfernt

sind, „bestrafen“ wir den Algorithmus,

bis er richtige Prognosen stellt.

Binäre Kreuzentropie-

Funktion

Es gibt verschiedene Arten von

Verlustfunktionen, die beim maschinellen

Lernen verwendet werden.

„resampeln“

Eine weitere Möglichkeit, die

Genauigkeit eines ML-Modells zu

er höhen, besteht darin, Datensätze

so lange zu „resampeln“, bis

wir eine gleiche Menge an positiven

und negativen Röntgenbildern erhalten

(Bild 4):

Um ein Ergebnis zu erhalten,

kombinieren wir die Bilder und

wählen die gleiche Menge an

negativen und positiven Röntgenbildern

aus. Nun können wir die

Verlustfunktion verwenden, ohne

den Gewichtungskoeffizienten für

die Bildklassen zu berechnen.

Dieser Ansatz hat jedoch einen

erheblichen Nachteil. Da wir eine

begrenzte Anzahl von Röntgenbildern

aus demselben Datensatz

wiederverwenden, können die

Algorithmen unterdurchschnittlich

abschneiden, wenn sie mit Bildern

aus einem anderen Datensatz konfrontiert

werden. ◄

meditronic-journal 1/2021

9


Kommunikation

Gesundes IT-Netzwerk

Wie Patienten, Ärzte und Kollegen von einem störungsfreien Netzwerk profitieren

Speicherarchitektur der Allegro Network Multimeter

Selten bekommen IT-Leiter und

Netzwerkverantwortliche Beinamen

wie ihre medizinischen

Kollegen. Dabei wäre „Götter fürs

Netz“ eigentlich ein legitimer Titel.

Denn treten trotz aller Redundanz-

und Vorsichtsmaßnahmen in der

IT-Infrastruktur Fehler auf, kann

das erhebliche Auswirkungen in

der Patientenversorgung nach

sich ziehen. Beispiele hierfür sind

Patientenakten, auf die während

der Visite nicht zugegriffen werden

kann oder das MRT-Gerät,

das die Daten viel zu langsam

überträgt.

Moderne Gigabit-Analysatoren

helfen den Netzwerkverantwort-

Vertrieb und technische

Beratung über:

Messkom Vertriebs GmbH

www.messkom.de

Teststellungen sind bei Interesse

möglich!

Allegro Packets

www.allegro-packets.com

Dashboard Allegro Network Multimeter mit der Übersicht über die größten Netzwerk-Nutzer

10 meditronic-journal 1/2021


Kommunikation

IP-Statistiken mit Adressübersichten

lichen, die Ursachen der Fehler

schnell zu finden und zu beheben.

Die marktführenden Appliances in

diesem Segment sind die Allegro

Network Multimeter von Allegro

Packets. Die Geräte sind schon

in vielen Krankenhäusern und Kliniken

zum bewährten Begleiter der

IT geworden. Zu den Kunden zählen

Netzwerkverantwortliche von Unternehmen,

Rechenzentren, IT-Dienstleistern,

Systemhäusern und ISPs

in ganz Europa und darüber hinaus.

Die Appliances sind in mehreren

Größen erhältlich, vom Access-

Modell Allegro 200 (für kleinere

Netzwerke) bis hin zum Allegro 5500

(für 100 G-Umgebungen).

Weit verzweigte heterogene

Netzwerke

Kliniken und Krankenhäuser sind

gute Beispiele für weit verzweigte

heterogene Netzwerke, die meist

historisch gewachsen sind, aber

dennoch den modernen Anforderungen

gerecht werden müssen.

So gehört das obige Beispiel der

mobilen Arztvisite zum Klinikalltag.

Über mehrere Stunden kann das

Personal nicht auf die Kranken akten

zugreifen, weil der Abruf mehrere

Minuten dauert. Mit dem Allegro

Network Multimeter lässt sich das

Problem mit wenigen Klicks einkreisen.

In Echtzeit werden gleich

auf dem Dashboard die wichtigsten

Netzwerkparameter darstellt, z. B.

die TOP-IPs, die größten Verbindungen

oder die wichtigsten Protokolle.

Oft fällt hier auf den ersten

Blick schon ein Fehler ins Auge.

Von hier aus erlaubt das browserbasierte

Webinterface den Zugriff

auf alle Analyse-Module zwischen

L2 und L7. In unserem Beispiel fällt

auf, dass das Programm keine

Daten sendet. In der IP-Adressübersicht

lässt sich dazu durch einfache

Suche die IP-Adresse des

IP-SSL-Server Statistiken vom Allegro Network Multimeter

Servers anwählen. Dann schränkt

man die Zeitansicht auf den ungefähren

Zeitbereich ein, zu dem Fehler

gemeldet worden sind. In der

Liste der auf den Server zugreifenden

IP-Adressen wird sichtbar,

dass Anfragen der Client-Rechner

nicht beantwortet wurden. Somit

konnte der Fehler schnell eingekreist

werden. Am Ende sorgte ein

Sicherheitsupdate auf dem Server

für die Fehlfunktion.

Beispiel: eingeschränkte

Datenübertragung

Ein anderes konkretes Beispiel

betrifft die eingeschränkte Datenübertragung

eines MRT-Geräts.

Immer wieder erhalten die IT-Kollegen

vom Personal die Meldung,

dass die Übertragung zu lange dauere

und das Netzwerk schlecht sei.

Die Analyse mit dem Allegro Network

Multimeter ergab, dass das

Gigabit-Netzwerk jedoch zu keinem

Zeitpunkt überlastet war. Allerdings

ließ sich über das Troubleshooting-Gerät

schnell ablesen, dass

das Gerät selbst die Daten nicht

schneller sendet. Dazu wählt der

Administrator die IP-Adresse des

MRT-Gerätes aus und kann sofort

sehen, dass die Datenübertragung

an den Server mit konstant niedriger

Datenrate abläuft, dabei aber keine

Netzwerkfehler auftreten. Dadurch

konnte eine Programmfunktion zur

Bildkomprimierung der Daten als

Fehlerquelle identifiziert werden,

da das MRT-Gerät die Daten nicht

schnell genug komprimieren konnte.

Durch das Abschalten der Komprimierung

fielen dann zwar größere

Datenmengen an, die aber viel

schneller über das Gigabit-Netzwerk

übertragen wurden. Schnellere

Übertragung bedeutet letztlich

für den Klinikbetrieb schnellere

Diagnosen und die Versorgung von

mehr Patienten.

meditronic-journal 1/2021

11


Kommunikation

Best of 2020

Maximale Flexibilität bei Datenübertragungen bis 16 Gbit/s

Die Colibri SMT-Steckverbinder

im Raster 0,5 mm von ept garantieren

seit Jahren zuverlässige Datenübertragungen

zwischen Leiterplatten

im HighSpeed-Bereich. Neben

der COM-Express-Spezifikation,

gibt es den Colibri-Steckverbinder

seit Februar 2020 nun auch

in den Polzahlen 40, 80, 120 und

160 für Anwendungen bis 16 Gbit/s.

Der Bedarf nach hoher Rechenleistung

ist auch in der Medizintechnik

nicht unbekannt. Die rasante

Performanceentwicklung ermöglicht

immer neue Maßstäbe bei

stationären Hochleistungsanwendungen

wie MRT und CT. COM

Express basierte Recheneinheiten

haben sich im Bereich der

High-End-Anwendungen etabliert.

Die benötigte Rechenleistung für

Bildgebende Diagnostik und intelligente

Bildanalyse fußt dabei auf

zuverlässiger HighSpeed-Verbindungstechnologie.

ept ist marktführender Steckverbinderhersteller

für COM

Express-Baseboards und Module.

Mit einer Datenübertragungsrate

von 16 Gbit/s eignet sich der SMT-

Steckverbinder Colibri im Raster

0,5 mm hervorragend für störungsfreie

Datenübertragungen von

USB 3.1 Gen2 und PCI Express 4.0

Signalen. Doch auch für proprietäre,

innovative Produkt designs

gibt es die bewährten Colibri

Steckverbinder abseits der COM

Express-Spezifikation in den Polzahlen

von 40 bis 160. Entwickler

erhalten somit maximale Flexibilität

beim Hardware-Design: Neben

den Leiterplattenabständen 5 und

8 mm können sie zwischen Polzahlen

von 40 bis 440 Kontakten

sowie zwischen Datenübertragungsraten

bis 10 Gbit/s oder

16 Gbit/s wählen.

Die Polzahlen 220 und 440

haben sich seit Jahren in Performance

und Kontaktdesign in COM

Express-Anwendungen bewährt

und sind mit den gängigen Steckverbinder

auf dem Markt kompatibel.

Signalintegritätstests belegen,

dass Colibri-Steckverbinder

sowohl im Vergleich als auch

in Verbindung mit anderen COM

Express-Steckverbindern exzellente

Ergebnisse erzielen. Für

Simulationen eigener Designs sind

bei ept S-Parameter und kostenlose

Muster erhältlich.

Den vollständigen Artikel finden

Sie im meditronic-journal 1-2020,

auf Seite 65

ept GmbH

www.ept.de

Netzwerk-Troubleshooting-Geräte von Allegro Packets (Allegro 200, Allegro 3500, Allegro 1000 v.l.n.r.)

Schutz der Daten

Ein Thema, das in vielen Branchen,

aber insbesondere in medizinischen

Netzen eine große Rolle

spielt, ist zudem der Schutz der

Daten. Das Allegro Network Multimeter

eignet sich für den Einsatz

in solch sicherheitssensiblen

Bereichen, da es die Netzwerkinformationen

nicht dauerhaft speichert.

Die für die Appliances ent wickelte

In-Memory-Datenbank speichert

die Messdaten nur im internen

Hauptspeicher, so dass nach der

Auswertung und dem Ausschalten

des Gerätes die Messdaten

gelöscht werden. Bei Bedarf kann

aber auch der Netzwerkverkehr in

Rohform zur späteren Analyse mit

dem im Gerät integrierten (ab Allegro

500) Paket-Ringpuffer aufgezeichnet

werden. Das ist im Klinikbetrieb

insbesondere dann wichtig,

wenn die Fehlersuche nicht während

der Patientenversorgung möglich

ist, was natürlich häufig der Fall ist.

Schnelles Troubleshooting

Insgesamt sorgen moderne

Netzwerkdebugger wie der Allegro

Network Multimeter für schnelles

Troubleshooting und dauerhafte

Qualitätssicherung des gesamten

Netzwerks. Netzwerkverantwortliche

profitieren von solch pragmatischen

Debuggern ebenso wie

Ärzte, Patienten und das gesamte

Klinik personal. ◄

12 meditronic-journal 1/2021


3D-Druck

Prothese aus dem 3D-Drucker

Die Herstellung von individuellen

Prothesen und Orthesen zur

orthopädischen Erstversorgung ist

unter konventionellen Methoden

aufwendig, zeitintensiv und teuer.

Der Herausforderung, diese Situation

zu verbessern, stellt sich das

pro-O-light Netzwerk zusammen mit

der Hochschule Mittweida und mehreren

Partnern aus der Maschinenbau-

und Elektrobranche.

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.

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.

Durch eine optimale Vernetzung

der benötigten Kompetenzen konnten

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.

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.

Den vollständigen Artikel finden Sie

im meditronic-journal 2-2020, auf

Seite 45. ◄

JAT - Jenaer Antriebstechnik

GmbH

www.jat-gmbh.de

Diesen Fachartikel aus 2020 sollten Sie gelesen haben:

Additive Manufacturing in der Medizintechnik

Additive Manufacturing (AM) wird heute in vielen Anwendungsgebieten

eingesetzt. Als grüne Technologie verändert es bisherige Fertigungsstrategien.

Das formlose Verfahren bietet Geometriefreiheit, ermöglicht

Reengineering, schont Ressourcen und erhöht die Wirtschaftlichkeit

und Verfügbarkeit. Die wesentlichen Vorzüge liegen aber nicht

in der Kopie konventioneller Bauteile, sondern in neuen Designs und

bionischen Konstruktionsansätzen. Vor dem Hintergrund der Diskussion

von langen Lieferketten im Zuge der Globalisierung ist AM auch

ein Ansatz für lokale Produktionen.

HZG Management GmbH, meditronic-journal 3-2020, ab Seite 20

und die Fortsetzung in Ausgabe 4-2020 ab Seite 38.

Online: https://www.beam-verlag.de/fachzeitschriften/meditronic-journal/zeitschriftenarchiv-2020/

meditronic-journal 1/2021

13


Produktion

Hightech-Klebstoffe für moderne

Medizintechnik

UV-Klebstoffe eignen sich speziell zum Verkleben transparenter Werkstoffe (Alle Fotos: © Panacol)

Autor:

Dr. Detlef Heindl,

Leitung Anwendungstechnik

Panacol-Elosol GmbH

www.panacol.de

Wenn in der Medizintechnikproduktion

Einzelteile und Komponenten

zusammengesetzt werden

müssen, stellt sich die Frage nach

einer geeigneten Verbindungstechnik.

Die Anforderungen sind hoch:

einerseits soll schnell und kostengünstig

produziert werden, insbesondere

bei Einwegartikeln, andererseits

sind Material- oder Verbindungsfehler

nicht tolerierbar.

Die moderne Klebstofftechnologie

bietet hier meistens die beste und

kostengünstigste Lösung.

Mit Klebstoffen lassen sich medizinische

Produkte wie Spritzen, Dialysefilter,

Blutbeutel und Schlauchverbindungen,

Endoskope oder

Gehäuse kleben. Diese Produkte

werden zumeist aus unterschiedlichen

Kunststoffen gefertigt, die

untereinander oder in Kombination

mit Glas oder verschiedenen Metallen

verbunden werden sollen. Für

jede spezifische Anwendung und

Materialpaarung stehen die unterschiedlichsten

Spezialklebstoffe zur

Verfügung. Solche Spezialklebstoffe

gewährleisten die hochpräzise Fertigung

und dauerhafte Verbindung,

gleichzeitig sind sie bereits auf ihre

Zytotoxizität sowie auf ihre Beständigkeit

gegenüber verschiedenen

Sterilisationsmethoden getestet.

Gewusst wie – die richtige

Klebstoffauswahl

Für die Medizintechnik gibt es keinen

„Alleskleber“. Je nach Anwendung,

Material, Fertigungsstückzahl

und Aushärtungsprozess stehen

spezielle Klebstoffe zur Auswahl.

Beispielsweise für die Herstellung

von medizinischen Einwegprodukten,

wie Spritzen, Dialysefiltern,

Blutbeuteln und Schlauchverbindungen,

die in großen Stückzahlen

hergestellt werden, eignet

sich der Einsatz von UV-härtenden

Klebstoffen. UV-Klebstoffe härten

bei Bestrahlung mit UV-Licht innerhalb

von Sekunden aus und bieten

somit eine schnelle, kostengünstige

und dauerhafte Verbindungsmöglichkeit

bei hohen Taktzeiten

in der Fertigung. Diese UV-

Klebstoffe bieten eine hohe Haftung

auf Glas, Kunststoffen und Metallen.

Gängige Kunststoffe wie PVC

oder ABS lassen sich sehr gut kleben,

für schwer verklebbare Substrate

wie z. B. PEEK, PE oder PP

müssen entsprechende Spezialklebstoffe

gewählt werden.

Voraussetzung für die

Verklebung

mittels UV-Klebstoffen ist, dass

mindestens eines der Fügeteile

transparent ist. Für UV-geblockte

Kunststoffe besteht auch die Möglichkeit,

lichthärtende Klebstoffe zu

wählen, die bei einer Lichtwellenlänge

im sichtbaren Bereich aushärten.

UV- und lichthärtende Klebstoffe

bestehen hauptsächlich aus einem

Harz, basierend auf Acrylat- oder

Epoxidharz, sowie Photoinitiatoren,

die auf die UV-Bestrahlung reagieren

und die Aushärtereaktion (Polymerisation)

auslösen. Moderne Photoinitiatoren

reagieren auch auf das spezielle

UV-Spektrum von LED-Lichtquellen,

so dass viele UV-Klebstoffe,

je nach enthaltenem Photoinitiator,

sowohl mit UV- als auch UV-LED-

Licht ausgehärtet werden können.

Weitere Anforderungen

Je nach Anwendung gibt es viele

weitere Anforderungen an die Klebstoffe:

so können flexible Klebstoffe

ausgewählt werden um Spannungen

zwischen den Materialien auszugleichen,

oder hitzebeständige Klebstoffe,

oder Klebstoffe mit besonders

hoher Kratzfestigkeit.

Für flexible Schlauchsysteme

werden beispielsweise Klebstoffe

eingesetzt, die eine der Anwendung

angepasste Flexibilität bzw.

Festigkeit voraussetzen. Für die oft

sehr kleinen Spaltmaße zwischen

Schläuchen und deren Anschlüssen

bieten sich gerade kapillar einziehende

Klebstoffsysteme an.

Ein weiteres Hauptanwendungsgebiet

für Klebstoffe in der Medizintechnik

ist das Verkleben von Edelstahlnadeln

oder -kanülen in Glasoder

Kunststoffspritzen, das sogenannte

Needle Bonding. Hohe Auszugskräfte

der eingeklebten Nadeln

werden maßgeblich durch eine präzise

Fertigung (Nadelpositionierung,

Klebstoffdosierung und zuverlässige

Aushärtung des Klebstoffs) sowie

durch die Auswahl des Hubs (verwendeter

Werkstoff, Design) und

14 meditronic-journal 1/2021


Produktion

Panacol-Spezialklebstoffe sind für medizinische Anwendungen zertifiziert

und vielfältig anwendbar

vor allem durch das passende Klebstoffsystem

bestimmt.

Fluoreszierende Klebstoffe

Eine Besonderheit sind fluoreszierende

Klebstoffe, die für eine

schnelle und effiziente Qualitätskontrolle

eingesetzt werden: Durch

die Anregung mit schwachem

Schwarzlicht mit einer Wellenlänge

von 365 nm fluoresziert der Klebstoff.

Unregelmäßigkeiten in der

Klebestelle sind dadurch leicht

sichtbar. Da viele transparente

Kunststoffe bläulich schimmern

bieten einige Klebstoffhersteller

sogar orange fluoreszierende Klebstoffe

für eine gut sichtbare Prozesskontrolle

an.

Biokompatible Klebstoffe

In vielen Anwendungen kommen

die Klebstoffe zudem mit den zu

transportierenden Flüssigkeiten in

Berührung, etwa bei Schlauchverbindungen

oder Nadelverklebungen,

daher müssen bereits die eingesetzten

Klebstoffe gesundheitsverträglich

und gegenüber Flüssig keiten und

den gängigen Sterilisationsverfahren

resistent sein. Um die Gesundheitsverträglichkeit

(Biokompatibilität)

der fertigen Medizinprodukte

zu gewährleisten, ist der Einsatz

von Klebstoffen, die bereits gemäß

USP Class VI und ISO 10993 getestet

wurden, zu empfehlen.

meditronic-journal 1/2021

Sterilisationsbeständige

Klebstoffe

Speziell für wiederverwendbare

medizinische Produkte spielen die

Haltbarkeit und die Beständigkeit

der Verklebung gegenüber häufiger

Sterilisation (Dampf-, Elektronenstrahl-Sterilisation,

Gamma- und

ETO-Bestrahlung) eine entscheidende

Rolle. Um die Funktionsfähigkeit

der Klebstoffe auch nach

mehrfacher Sterilisation zu gewährleisten,

führen viele Klebstoffhersteller

bereits bei der Klebstoffentwicklung

Untersuchungen zur Stabilität

durch. Dafür werden Musterprodukte

verklebt und nach Aushärtung

werden spezifische Haftwerte,

wie Zugscherfestigkeiten

oder Nadelauszugsfestigkeiten,

ermittelt. Im Anschluss werden die

Musterprodukte mehreren Sterilisationszyklen

ausgesetzt und wieder

Haftwerte ermittelt, die dann einen

Vergleich zur Ausgangsverklebung

zulassen. So wird gewährleistet,

dass die Haftwerte der Klebstoffe

auch nach mehrmaliger Sterilisation

stabil bleiben.

Klebstoffaushärtung mit UV-

Gasentladungslampen und

UV-LED

Acrylat- und Epoxidharzklebstoffe

können mit Gasentladungslampen

bestrahlt und ausgehärtet

werden. In den vergangenen Jahren

haben jedoch LED-Aushärtungssysteme

gerade bei Klebanwendungen

zunehmend an Bedeutung gewonnen.

Ein Trend, der sich in den kommenden

Jahren noch stärker durchsetzen

wird, denn die LED-Technologie

hat einiges zu bieten: geringe

Betriebskosten, lange Nutzungsdauer

und geringer Wärme eintrag

machen LED-Technologie für zahlreiche

Anwendungen effektiver und

einfacher.

Gasentladungslampen haben ein

breites Lichtspektrum, im Unterschied

zu LED-Lichtquellen, die über

monochromatisches Licht verfügen.

Für die Aushärtung von UV-Klebstoff

wird bei Gasentladungslampen

der UV-Anteil des Lichtspektrums

bei verschiedenen Wellenlängen

gleichzeitig genutzt, während

sich das Lichtspektrum bei

LEDs auf eine bestimmte Wellenlänge

reduziert. Die Aushärtezeit

ist außerdem abhängig von der

gewählten Lichtintensität und dem

Abstand zur Lichtquelle. Der Vorteil

der LEDs ist, dass eine sehr hohe

Intensität erreicht werden kann, um

den jeweiligen Photoinitiator zielgenau

anzusprechen. Gasentladungslampen

hingegen sprechen mehrere

Photoinitiatorenanteile an. Da

die Klebstoffe mit unterschiedlichen

Photoinitiatoren ausgestattet sind,

die auf jeweils andere Wellenlängen

reagieren um die Polymerisation

(Härtung) der Klebstoffe auszulösen,

ist es empfehlenswert,

sich von Klebstoffproduzent und

Gerätehersteller beraten zu lassen,

um die gewünschten Ergebnisse

zu erzielen.

Fazit

Bereits bei der Entwicklung und

beim Design neuer Medizinprodukte

sollte die Verbindung und Verklebung

mit geplant werden. Dies

betrifft insbesondere die Planung

des Klebespaltes als auch die Materialauswahl

der zu verklebenden Einzelteile.

Denn je nach Material und

geforderten Haftfestigkeiten ist die

Klebstoffauswahl zu treffen und das

notwendige Aushärtungsequipment

zu berücksichtigen. Klebstoffhersteller

von zertifizierten Medizintechnikklebstoffen

verfügen über das notwendige

Knowhow und die Erfahrung

und bieten mit einer spezialisierten

Abteilung aus Anwendungsingenieuren

eine individuelle Klebeberatung

an. Auf diese Weise ist Biokompatibilität

sowie eine sichere und

dauerhafte Verbindung auch nach

Sterilisation des fertigen Produktes

gewährleistet. ◄

Durch fluoreszierende Klebstoffe lässt sich in der Qualitätskontrolle schnell

erkennen, ob der Klebstoff richtig aufgetragen wurde.

15


Produktion

Materialangriff durch Desinfektionsmittel

Wie beständig ist mein Medizinprodukt

wirklich?

Bild 1: Ursachen für frühzeitige Alterung bei Polymeren

Autor:

Jana Viehbeck, M. Sc. bei

senetics healthcare group

www.senetics.de

Um ein langlebiges Medizinprodukt

auf den Markt bringen zu können,

sollte ein beständiges Material

eine Grundvoraussetzung darstellen,

denn gerade im medizinischen

Bereich wird ständig mit Desinfektionsmitteln

gearbeitet. Die Materialbeständigkeit

muss während des

gesamten Produktlebenszyklus

gewährleistet sein und dient insbesondere

zur Risikominimierung

gemäß DIN EN ISO 14971.

Um also im medizinischen Bereich

Werkstoffe einsetzen zu können,

ist der Nachweis der Beständigkeit

gegen regelmäßige Reinigungs-,

Desinfektions- und Sterilisationsprozesse

zwangsläufig unabdingbar.

Dies garantiert ein hohes Maß an

Qualität und Hygiene, was sowohl

dem Patienten, als auch dem Personal

zu Gute kommt.

Besonders bei einer langjährigen

Nutzung eines medizinischen Werkstoffes

können aufgrund fortwährender

Tauch- und Wischdesinfektionen

sämtliche chemische und physikalische

Belastungen auf die Produktoberfläche

einwirken, denen

Stand gehalten werden muss.

Auswirkung durch

Desinfektionsmittel

In Deutschland gibt es eine Vielzahl

an Desinfektionsmitteln. Auf

dem internationalen Markt wird diese

bereits große Anzahl an Desinfektionsmitteln

entsprechend umfangreicher.

Viele der national erhältlichen

Desinfektionsmittel basieren

auf Alkohol. Da jedoch nicht jedes

Material beständig gegen Alkohole

ist, gibt es auch diverse Mittel auf

Chlor- oder Aldehydbasis.

Je nach Material können die

Auswirkungen eines inkompatiblen

Desinfektionsmittels unterschiedliche

Veränderungen hervorrufen.

Diese Änderungen können

diverse Schweregrade annehmen.

Von äußerlichen Glanzänderungen

der Oberfläche, bis hin zu

schweren Schäden durch beispielsweise

das Ablösen einer Beschichtung

gibt es verschiedenste Resultate.

Diese können sowohl auf chemische,

als auch auf physikalische

Weise hervorgerufen werden.

Durch Einwirken von Desinfektionsmittel

können vor allem Kunststoffe

in Mitleidenschaft gezogen

werden. Dabei kann das Material

beispielsweise künstliche Alterung

erfahren und brüchig werden. Bei

Metallen besteht die Gefahr von

Korrosion. Diese Gefahren werden

jedoch im Folgenden genauer

erläutert.

Risiken bei Verwendung von

Polymeren

Kunststoffe sind durch ihre Bauweise

besonders anfällig für frühzeitige

Alterungsvorgänge. Diese können

beispielweise durch Strahlung,

chemische Belastung oder Temperatureinflüsse

hervorgerufen werden

(Bild 1):

Die stetige Desinfektion im medizinischen

Bereich ist eine kontinuierliche

chemische Belastung des

Materials, welches grundsätzlich

die Zusammensetzung oder Molekülstruktur

eines Polymers verändert.

Dadurch kann es zu schwerwiegenden

Schäden wie beispielsweise

zur Oxidation, Hydrolyse,

Quellung und Spannungsrissbildung

kommen. Diese Änderungen

sind nicht nur optisch wenig ansprechend,

sondern auch ein immenses

Risiko für den Patienten oder

Anwender.

Risiken bei Verwendung

von Metallen und

Metalllegierungen

Durch Anwendung eines inkompatiblen

Desinfektionsmittels

besteht bei Metallen und Metalllegierungen

das Risiko der Korrosionsbildung.

Diese kann sowohl

äußerlich sein und sich durch einen

Bild 2: Verschiedene Arten von Korrosion, welche durch das Design

des Produkts in Kombination mit einer chemischen Dauerbelastung

hervorgerufen werden können.

16 meditronic-journal 1/2021


Produktion

Bild 3: Simulation einer mehrjährigen Behandlung mit Desinfektionsmittel

führte zur Lösung der Beschichtung (Quelle: senetics)

hohen Flächenanteil auszeichnen,

aber auch in die Tiefe gehen und

im Material inneren immense Schäden

verursachen. Dabei handelt es

sich meist um eine unerwünschte

Reaktion, wodurch unterschiedliche

Arten von Korrosion entstehen können

(Bild 2):

Schäden an Medizinprodukten

aufgrund von Korrosion äußern sich

beispielsweise in Form von:

• Rost

• Bildung von Löchern

• Beschädigung von Schweißnähten

Folgen durch die

Anwendung inkompatibler

Desinfektionsmittel

Durch stetige chemische und physikalische

Belastungen, die auf ein

Bild 4a: Zange vor der Desinfektion, Bild 4b: Mikroskopische Aufnahme zur Bewertung von Beschichtungsschäden

nach einer simulierten Tauchdesinfektion

Material einwirken, können Schäden

hervorgerufen werden, welche

schwerwiegende Folgen für

Patient und Anwender darstellen

können. Wie bereits beschrieben,

besteht insbesondere bei Kunststoffen

die Gefahr einer beschleunigten

Alterung sowie der Einlagerung

von Wasser. Diese Materialveränderung

führt dazu, dass

das Produkt schon frühzeitig nicht

mehr für den angegebenen Zweck

nutzbar ist. Durch Wassereinlagerungen

und Alterung des Materials

wird dieses spröde und kann

um schlimmsten Fall im Patienten

kaputt gehen. Speziell bei Beschichtungen

besteht bei stetiger physikalischer

Krafteinwirkung die Gefahr

einer Ablösung. Bei Beschichtungen,

die gegen Desinfektionsmittel nicht

Bild 5: Chemische Dauerbelastung durch Testung der Desinfektionsmittelbeständigkeit via Tauchdesinfektion

(Quelle: senetics)

beständig sind, kann das beschichtete

Material durch einen Wischvorgang

leicht abgetragen werden.

Dies hat zur Folge, dass das Basismaterial

zum Vorschein kommt und

der Schutz nicht mehr gegeben ist.

In diesem Fall können sich Stoffe

herauslösen, welche für Patient oder

Anwender toxisch sein können. In

Bild 3 ist eine chemisch-physikalische

Krafteinwirkung durch eine

mehrjährig simulierte Wischdesinfektion

gezeigt.

Ein Materialangriff bei Metallen

äußert sich meist in Form einer frühzeitigen

Korrosion. In Bild 4 ist ein

Operationsbesteck gezeigt, welches

mittels eines inkompatiblen Desinfektionsmittels

in einer Tauchdesinfektion

(Bild 4b) desinfiziert wurde.

Speziell bei der Verwendung von

Operationsbesteck ist darauf zu

achten, dass die Produkte keine

Korrosionserscheinungen aufweisen,

denn diese Materialien haben

direkten Kontakt mit dem Körperinneren.

Im Falle einer Verwendung

kann sich das korrodierte Material

ablösen und die Operationswunde

kontaminieren. Dies kann

im schlimmsten Fall zu starken Entzündungen

führen.

Materialtestung zur

Vorbeugung von

unerwünschten Reaktionen

durch Desinfektionsmittel

Um den Folgen des Materialangriffs

durch Desinfektionsmittel

präventiv entgegenzuwirken, gibt

es mehrere Ansätze zur Analyse

der Materialbeständigkeit. Dabei

muss nach Material und Anwendungsbereich

entschieden werden.

Beispielsweise gibt es Medizinprodukte,

welche laut Herstel-

meditronic-journal 1/2021

17


Produktion

Bild 6: Chemische und physikalische Dauerbelastung durch Testung der Desinfektionsmittelbeständigkeit via Wischdesinfektion (Quelle: senetics)

ler mittels Wischdesinfektion desinfiziert

werden müssen. Die Einwirkzeit

des Desinfektionsmittels

legt dabei der Desinfektionsmittelhersteller

fest. Dieses Verfahren

wird häufig für Oberflächen (beispielsweise

bei Patiententragen)

genutzt und repräsentiert sowohl

eine chemische, als auch eine

physikalische Krafteinwirkung auf

das Material.

Andere Produkte werden durch

Eintauchen in ein Desinfektionsmittelbad

desinfiziert. Dieses Verfahren

wirkt ausschließlich chemisch

auf das Material und wird

beispielsweise bei Operationsbesteck

angewandt.

Tauchdesinfektion

Eine Tauchdesinfektion übt eine

chemische Belastung auf das zu

testende Material aus. Dabei werden

Proben desselben Materials

und derselben Größen in einem

festgelegten Zeitraum zur Hälfte

hochkant in das ausgewählte Desinfektionsmittel

eingetaucht (Bild 5).

Dort verweilt das Produkt je

nach simulierter Anwendungszeit

für wenige Stunden bis zu mehreren

Tagen. Im Anschluss wird das

Produkt mittels destilliertem Wasser

gespült und auf Änderungen

und Schäden begutachtet. Für

eine Bewertung der Folgen werden

sowohl makroskopische, als

auch mikroskopische Bilder der

getesteten Oberflächen aufgenommen.

Die Grenzfläche zwischen eingetauchtem

Material und nicht eingetauchtem

Material ist hier ebenfalls

entscheidend.

Zur Beurteilung von Schäden

können unterschiedliche Einflüsse

betrachtet werden:

• Änderungen der Oberfläche durch

Farbänderung

• Festigkeitsänderung

• Glanzänderung

• Haptik

• Rissbildung

• uvm.

Die Akzeptanzkriterien, welche

vorab definiert werden, entscheiden

über die Beständigkeit des

Materials.

Wischdesinfektion

Eine Wischdesinfektion übt hingegen

nicht nur eine chemische,

sondern auch eine physikalische

Belastung auf den Prüfling aus.

Die physikalische Belastung entsteht

durch Reibung eines mit Desinfektionsmittel

getränkten Desinfektionsmitteltuches

während eines

Wischvorgangs (Bild 6).

Bei dem Test einer Wischdesinfektion

wird die Krafteinwirkung

auf das Material sowie der genaue

Prüfablauf klar definiert. Es können

beispielsweise Zeiten programmiert

werden, wie lange das Material

gewischt werden soll. Diese

Informationen muss der Hersteller

in seiner Desinfektionsanleitung

neben einem Desinfektionsmittel

angeben. Je nach Anwendung

kann zusätzlich die Anzahl

an Wischungen eingestellt werden,

mit welcher das Medizinprodukt

getestet werden soll.

Nach definierter Anzahl an

Wischungen wird das Produkt

auf etwaige Änderungen der

Oberfläche analysiert. Auch

hier empfiehlt sich sowohl eine

makroskopische, wie auch

mikroskopische Betrachtung der

Oberfläche. Zur Beurteilung der

Schäden und Änderungen können

die oben Kriterien herangezogen

werden. Speziell bei

der Beurteilung von Beschichtungen

kann auch auf Blasenbildung

eingegangen werden. Auch

hier entscheiden die vorab definierten

Akzeptanzkriterien über

das Bestehen des Beständigkeitstests.


Diesen Fachartikel aus 2020 sollten Sie gelesen haben:

Medizinprodukte vollautomatisiert kleben und vergießen

Die Zuverlässigkeit der Medizinprodukte muss absolut gewährleistet

sein. Das fordern die regulatorischen Standards. Erreicht wird dies am

Einfachsten durch eine vollautomatische Produktion. Manuelles Handling

ist fehleranfällig und teuer. Deshalb sollten alle notwendigen Prozessschritte

problemlos integriert werden können. Dazu gehört auch

das Kleben und Vergießen. Die Klebetechnik als innovatives Fügeverfahren

gewinnt immer mehr an Relevanz aufgrund seiner vielen Vorteile

und es lässt sich leicht in die automatisierte Fertigung integrieren.

ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH, meditronic-journal,

Ausgabe 3-2020, ab Seite 14

Online: https://www.beam-verlag.de/fachzeitschriften/meditronic-journal/zeitschriftenarchiv-2020/

18 meditronic-journal 1/2021


Produktion

Innovativer Klebstoff für Katheter der nächsten Generation

Medizinische Produkte, wie

beispielsweise Katheter, müssen

jederzeit zuverlässig funktionieren,

um während der Anwendung

die Sicherheit des Patienten und

des medizinischen Personals zu

gewährleisten. Die dauerhafte und

sichere Verbindung der verschiedenen

Bauteile ist hierfür Grundvoraussetzung.

Eine effiziente und innovative

Lösung für den Herstellungsprozess

ist der lösemittelfreie UV-

Klebstoff Dymax 215-CTH-UR-SC

mit innovativer Encompass Technologie.

Katheter kommen regelmäßig

in der diagnostischen als

auch therapeutischen Medizin

zum Einsatz. Entscheidend für

die Zuverlässigkeit und Sicherheit

dieses medizinischen Hilfsmittels

ist eine einwandfreie Verbindung

der einzelnen Bestandteile –

wie Ballon/Lumen, Schlauch oder

Y-Konnektoren – während des Herstellungsprozesses.

Die Montage

mit Hilfe von lichthärtenden Klebstoffen

bringt hier einzigartige Vorteile

mit sich. Der Klebstoff ist in

vier Viskositäten – zwischen 450

bis 20.000 mPas – erhältlich und

härtet mit Hilfe von UV/VIS oder

LED-Bestrahlung innerhalb weniger

Sekunden klebfrei aus.

Dymax 215-CTH-UR-SC verbindet

auch schwer zu verklebende

Kunststoffe wie Nylon 12

und PEBA, die aufgrund ihrer

brillanten mechanischen Eigenschaften

häufig zur Herstellung

moderner Katheter verwendet werden.

Der See-Cure Farbumschlag

visualisiert eine erfolgreiche und

vollständige Aushärtung des Klebstoffs.

Im unausgehärteten Zustand

ist der Klebstoff blau. Damit lässt

sich gut erkennen, ob er an allen

vorgesehenen Stellen korrekt aufgetragen

wurde. Während der Aushärtung

mit UV-Licht wird er zunehmend

transparent und ist nach vollständiger

Aushärtung nicht mehr

sichtbar. Die Ultra-Red-Fluoreszenz-Technologie

sorgt dann dafür,

dass der transparent ausgehärtete

Klebstoff leuchtend rot fluoresziert,

wenn er mit Schwarzlicht (365 nm)

bestrahlt wird. So entsteht ein Kontrast

zur natürlichen blauen Fluoreszenz

vieler Kunststoffe, (wie z. B.

PVC) und die Klebstellen lassen

sich optimal überprüfen.

Den vollständigen Artikel finden

Sie im meditronic-journal 1/2020,

Seite 7

Dymax

www.dymax.com

Best of 2020

Biokompatibler Klebstoff hält hohem Wärmeeintrag stand

Vitralit 1605, ein Klebstoff auf Epoxidharzbasis,

zeichnet sich durch seine hohe Glasübergangstemperatur

aus und ist vielseitig für

Anwendungen mit hohem Wärmeeintrag einsetzbar.

Der biokompatible Klebstoff härtet

unter UV-Licht aus und ist für Anwendungen

in der Medizintechnik geeignet.

Der einkomponentige Klebstoff Vitralit 1605

von Panacol ist transparent und sehr einfach zu

dosieren. Seine Haftung auf Glas und Metall ist

hervorragend, weshalb er beispielsweise zur

Fixierung von Glas- und Stablinsen in Endoskopen

oder zur Verklebung von Linsen-Stacks

eingesetzt werden kann. Er lässt sich unter

UV-Licht im Wellenlängenbereich 320 nm bis

390 nm aushärten. Zusätzlich verfügt er über

einen thermischen Initiator, der ein nachträgliches

Aushärten des kationischen Klebstoffs in

Schattenbereichen ermöglicht. Für eine besonders

schnelle und einfache Aushärtung unter

UV-Licht eignen sich die hauseigenen UV- und

LED-UV-Systeme der Dr. Hönle AG.

Vollständig ausgehärtet zeichnet sich Vitralit

1605 durch eine sehr hohe Chemikalienbeständigkeit

und einen lediglich minimalen

Schrumpf aus. Gleichzeitig weist der Klebstoff

mit 150 °C eine sehr hohe Glasübergangstemperatur

sowie einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten

auf. Dies bietet die Möglichkeit,

Komponenten zu verkleben, die bei

erhöhten Betriebstemperaturen maximale

Stabilität erfordern. Zudem hält Vitralit 1605

den gängigen Sterilisationsverfahren stand.

Aufgrund dieser Eigenschaften, sowie seiner

Zertifizierung nach ISO 10993-5, ist der Kleber

speziell für Verklebungen in der Medizintechnik

geeignet.

Panacol-Elosol GmbH

www.panacol.de

meditronic-journal 1/2021

19


Produktion

Sicherheit, höhere Qualität und

Kostensenkung

Werkzeuge für die Zerspanung medizintechnischer Werkstoffe

und lange Standzeiten der Werkzeuge

sind Ziele bei der Optimierung

von Zerspanungsprozessen.

Hufschmied verändert dazu Werkzeuggeometrie

und -beschichtung,

berät zum Bearbeitungsprozess

und entwickelt mit Herstellern

von CNC-Maschinen Lösungen,

Zirkoniumdioxid-Bearbeitung: Das Werkzeug macht den Unterschied

(© Hufschmied Zerspanungssysteme GmbH)

Die Medizintechnik stellt bei

Implantaten und Prothesen höchste

Ansprüche an die Qualität und Oberflächengüte.

Erreichbar ist diese bei

den schwer zerspanbaren Materialien

meist nur mit werkstoff- und

prozessspezifischen Spezialwerkzeugen.

Die Hufschmied Zerspanungssysteme

GmbH bietet hier

Lösungen.

Effiziente und zuverlässige Prozesse,

eine hohe Oberflächengüte

Gleitflächen eines Knie-Implantats – gratfreie Bearbeitung und höchste

Oberflächengüte mit Werkzeugen von Hufschmied

bei denen das Werkzeug auf die

spezifischen Eigenschaften von

Maschine und Material abgestimmt

ist. Stahl-Legierungen, Kunststoffe,

Komposite und Keramiken, die in

der Medizintechnik zum Einsatz

kommen, bringen jeweils eigene

Herausforderungen mit. Spezialwerkzeuge

sind die Lösung, wenn

Kunden mit Gratbildung bei der

PE-Zerspanung für Gleitflächen

in Knie-Implantate kämpfen. Hufschmied

konnte die Bearbeitungszeit

um 20 Prozent reduzieren und

die Nachbearbeitung eliminieren.

Mit speziell behandelten Fräswerkzeugen

und angepassten

Bearbeitungsstrategien lassen

sich auch Titanimplantate mit perfekten

Oberflächen erzeugen. Ein

weiteres Beispiel ist die Bearbeitung

von carbonfaserverstärktem

PEEK – Standardwerkzeuge verschleißen

hier zu schnell.

Hufschmied

Zerspanungssysteme GmbH

www.hufschmied.net

Die besten Ergebnisse bei der Zerspanung von Zirkoniumdioxid erreicht man laut Benchmark der

Hochschule Augsburg mit Werkzeugen von Hufschmied

20 meditronic-journal 1/2021


Produktion

Dosierlösungen von A bis XYZ

Seit vielen Jahren vertreiben

wir bei GLOBACO Dosiertechnik

von Techcon wegen ihrer hohen

Präzision und Haltbarkeit.

Dosiersysteme von Techcon

bieten verbesserte Arbeits hygiene

und verbesserte Produktivität,

machen Prozesse effizienter und

schaffen damit einen Mehrwert für

Sie. Mit diesen hochwertigen Produkten,

unserer Entschlossenheit

und langjährigem Know-how helfen

wir Ihnen Fertigungsprobleme

zu lösen, sei es in der Luftfahrt,

beim Militär, in der Verpackungsindustrie,

bei der Herstellung medizinischer

Geräte, in der industriellen

Montage oder in der Elektronik.

Während sich Ihre Prozesse

und Herausforderungen weiterentwickeln,

wird Techcon weiterhin

intelligentere, sauberere und

langlebigere Lösungen für Ihre

Anwendungen anbieten.

Genauigkeit, Wiederholbarkeit

und Flexibilität

für eine Vielzahl an Service-

Industrien:

• Luft-und Raumfahrt

• Militär

• Verpackungsindustrie

• Industrielle Montage

• Medizinische Geräte

• Elektronik

• Mobile Geräte

• Automobil

• Sondermaschinenbau

Leistungsmerkmale

Höhere Genauigkeit:

Techcon Dosiersysteme und

-komponenten sind so konzipiert

und hergestellt, dass sie eine

strenge Kontrolle und Genauigkeit

für eine Vielzahl von Dosiersystemanwendungen

bieten. Die

Dosierroboter wurden speziell für

Dosieranwendungen entwickelt

und konfiguriert. Sie bieten absolute

Kontrolle über die Dosierung

von Flüssigkeiten und Pasten, ob

in Linien, Bögen oder Kreisen bis

hin zu wiederholten, zeitgesteuerten

Punkten.

Hervorragende Haltbarkeit:

Techcon Dosierventile werden

in sensiblen Fertigungsprozessen

eingesetzt. Sie benötigen weniger

Wartung als vergleichbare Produkte,

wodurch sie in der Branche

als „Arbeitspferd“ geschätzt

werden.

Verbesserte

Arbeitshygiene:

Das Ergebnis höherer Genauigkeit

und hervorragender Haltbarkeit

ist eine verbesserte industrielle

Hygiene – ein sauberer, effizienter

Prozess.

Gesteigerte Produktivität:

Mit Dosiertechnik von Techcon

wird Ihre Produktivität gesteigert.

Prozesse werden schneller ausgeführt,

es entsteht weniger Abfall,

die Ausrüstung hält länger – und

Sie sparen Geld!

Alle diese Punkte – Genauigkeit,

Haltbarkeit, Arbeitshygiene

und Produktivität – ergeben einen

überzeugenden Mehrwert!

Globaco GmbH

Paul-Ehrlich-Straße 16-20 • 63322 Rödermark • Tel.: 06074/86915

Fax: 06074/93576 • info@globaco.de • www.globaco.de

Der Vergleichstest

Ein wissenschaftlicher Vergleichstest

der Hochschule Augsburg

im Bereich Dentaltechnik bestätigte

für die Zirkoniumdioxid-Bearbeitung

erst vor Kurzem die Qualität

und Effizienz der Hufschmied-

Werkzeuge. Nur mit diesen konnten

feinste Strukturen überzeugend

bearbeitet werden und der

Standzeittest belegte gleichbleibend

höchste Qualität.

Qualitätskontrolle während

der Bearbeitung

Spät entdeckte Fehler sind teuer,

deshalb sollte Qualitätskontrolle

so früh wie möglich ansetzen. Mit

SonicShark hat Hufschmied eine

neuartige Technik zur zerspanungsbegleitenden

Qualitätskontrolle

entwickelt. Mit Hilfe von Körperschallsensoren

und lernfähiger

KI erkennt das System Anomalien

in Produktionsprozessen, identifiziert

Materialinhomogenitäten und

„hört“ beginnenden Werkzeugverschleiß.

Durch die bearbeitungsbegleitende

Inline-Kontrolle spart

SonicShark Zeit und Kosten in der

Qualitätssicherung, ermöglicht effizientere

Werkzeugnutzung und

vorausschauende Wartung. Bisher

werden Werkzeuge meist in Standzeittests

qualifiziert und zur Sicherheit

unabhängig von ihrem tatsächlichen

Zustand nach einer festgelegten

Zeit getauscht. Diese starren,

vielfach übervorsichtigen Vorgaben

durch die Inline-Qualitätskontrolle

zu ersetzen, spart Werkzeugkosten.

Echtzeitüberwachung

Noch wichtiger im Zusammenhang

mit teuren Werkstoffen: Die

Echtzeitüberwachung verhindert

Ausschuss, der durch die Bearbeitung

mit einem vorzeitig verschlissenen

Werkzeug produziert

wird, das heißt die nachgelagerte

Qualitätskontrolle der Bauteile wird

durch eine In-Line-Qualitätskontrolle

ersetzt und die Bauteile können

in einer deutlich kosteneffizienteren

Prozesskette hergestellt

werden. ◄

meditronic-journal 1/2021

21


Produktion

Feinste Werkzeugbaukunst für die

medizinische Diagnostik

Formenbau Sauter versechsfacht die Ausbringung

im laufenden Prozess zu identifizieren.

Beim Öffnen des Werkzeugs

sorgt eine Entformungshilfe auf der

Düsenseite des Werkzeugs dafür,

dass die Teile zunächst auf der

Kernseite verbleiben. Erst danach

schiebt eine Abstreiferplatte die fertigen

Teile vorsichtig von den Kernen.

Eventuelle Schlechtteile werden

dabei ausgeschleust und müssen

später nicht manuell aussortiert

werden.

Sauter GmbH

mehrwert@formenbau-sauter.de

www.formenbau-sauter.de

Formenbau Sauter hat für

die Joma-Polytec-GmbH ein

8-fach-Kunststoff-Spritzgusswerkzeug

konstruiert und gefertigt, mit

welchem komplexe Probenbehälter

für die medizinische Diagnostik

hergestellt werden. Jedes der acht

Formnester wird von einem Sensor

überwacht, um die Produktqualität

bereits im Spritzprozess abzusichern.

Ein Heißkanal sorgt für bessere

Füllung, verkürzt den Anguss

und spart so Material ein. Die Kavität

des geschlossenen Werkzeugs

wird mittels einer Unterdruckpumpe

evakuiert, um die Zykluszeit zu verringern.

Durch das auf 30.000 Zyklen

erhöhte Wartungsintervall steigert

das neue Werkzeug die Ausbringung

im Vergleich zum bisher eingesetzten

Vierfachwerkzeug um

den Faktor 6.

Hochwertige Kunststoff-

Spritzgussteile

Die Joma-Polytec GmbH ist

Hersteller hochwertiger Kunststoff-Spritzgussteile

für die medizinische

Diagnostik. Um die stark

steigende Nachfrage abdecken

zu können, sollte die Ausbringung

eines komplexen Probenbehälters

mit angespritzter, federnder

Haltelasche deutlich erhöht werden.

Dafür hat Formenbau Sauter

ein bestehendes 4-fach-Werkzeug

mit einem Wartungsintervall

von 10.000 Zyklen durch ein neu

konstruiertes 8-fach-Werkzeug

mit 30.000 Zyklen bis zur Wartung

ersetzt. Gemeinsam mit dem Kunden

wurde die Zykluszeit optimiert.

Diese liegt unter 30 Sekunden. In

einer Schicht entstehen so bis zu

7.680 Teile.

Funktion

Nach dem Schließen des Werkzeugs

saugt eine Vakuum-Pumpe

die Kavität leer, damit der Kunststoff

schneller einschießen kann und so

die Zykluszeit verringert wird. Ein

zusätzlicher Heißkanal sorgt nicht

nur für ein definiertes Abkühlen des

Materials, sondern ermöglicht auch

einen verkürzten Anguss und damit

eine nicht unerhebliche Materialeinsparung.

Im Sinne von Industrie 4.0 wird

jedes Formnest durch einen Drucksensor

überwacht, um das Füllbild

zu erkennen, in Echtzeit auszuwerten

und Schlechtteile bereits

Über Joma-Polytec GmbH

Erstbemusterung sofort

bestanden

Formenbau Sauter hat das Spritzgusswerkzeug

konstruiert, ausgelegt,

gefertigt und als einsatzfertige

Lösung aus 1.2085-Werkzeugstahl

für Arburg-Spritzgussmaschinen im

Format 600 x 450 mm bei Joma-

Polytec angeliefert. „Das Werkzeug

von Sauter hat seine Erstbemusterung

auf Anhieb mit Bravour

gemeistert,“ bestätigt anerkennend

Friedhelm Pfitzner, Technischer Leiter

bei Joma-Polytec. „Das ist bei

so einem komplexen Werkzeug

mit Heißkanal, Sensorik, Vakuum-

Pumpe und weiteren Details keinesfalls

selbstverständlich“.

„Das neue Achtfachwerkzeug ist

zwar knapp eine Tonne schwer, zieht

aber in seinem Inneren alle Register

komplexen und filigranen Werkzeugbaus.

Hut ab für die schnelle

und saubere Realisierung,“ so das

Werturteil von Thomas Kohler, Leiter

Werkzeugbau bei Joma-Polytec.

„Gemeinsam haben wir das

Werkzeugsystem optimiert und

noch einige Sekunden Zykluszeit

herausgeholt“ ◄

Das Familienunternehmen Joma-Polytec GmbH wurde 1958

gegründet und fertigt für alle bedeutenden deutschen OEM und

Tier 1-Zulieferer anspruchsvolle Komponenten im Antriebs- und

Leichtbaubereich. Elektrische Pumpen, Brennstoffmodule und Strukturbauteile

finden sich genauso in der Fertigung wie Medizintechnik-

Komponenten sowie Wärmedämmprofile und Isolatoren.

22 meditronic-journal 1/2021


Lasertechnik

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 Scanner optik,

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

Best of 2020

Mikrolaserschweißen in der Dentalund

Medizintechnik

Schüssler Laser (eine Marke

der Schüssler Technik GmbH &

Co.KG) bietet ein neues innovatives

5-Achs-CNC-Bearbeitungszentrum

zum Mikrolaserschweißen

an. Die Zielapplikationen sind

filigrane und präzise Applikationen

im Dental- und Medizinbereich wie

z. B. Zahnbrackets oder chirurgische

Instrumente.

Highlights

sind die eigen entwickelten wartungsfreien

Direktantriebe der Achskinematik.

Eine Kamera im Strahlgang

des Lasers sorgt für eine

automatische Lageerkennung des

Werkstückes. Dadurch entstehen

eine hohe Positioniergenauigkeit

und eine hochwertige Qualitätskontrolle

der Laserschweißnaht.

Durch ein integriertes CAD/CAM-

System lassen sich auch Freiformen

problemlos schweißen. Stifte oder

Katheter, also zylindrische Bauteile

können exakt und sicher Lasergeschweißt

werden.

Auch Sensoren die einem starken

Druck standhalten müssen, werden

in einer Aufspannung Gasdicht verschweißt.

Schüssler Laser erfüllt mit

seinem 5-Achs-CNC-Bearbeitungszentrum

zum Mikrolaserschweißen

die in den letzten Jahren steigenden

Anforderungen an Fügeprozesse

von Medizinprodukten.

Selbstverständlich ist das neues

5-Achs-CNC-Bearbeitungszentrum

auch auf das wichtige Thema

Industrie 4.0 vorbereitet und lässt

sich nahtlos an Ihren Fertigungsprozess

adaptieren.

Schüssler Technik

GmbH & Co. KG

www.schuessler-technik.de

meditronic-journal 1/2021

23


Lasertechnik

Bewährtes Material – innovative

Anwendungen: Dünnglas

Bild 1: Millionen von Through Glass Vias (TGV) können in einem Glaswafer defektfrei und mit

konkurrenzloser Geschwindigkeit erzeugt werden

LPKF Laser & Electronics AG

www.lpkf.de

Neue Möglichkeiten für den weiteren Einsatz von

Dünnglas in der Medizintechnik und anderen Branchen

schafft eine neue Technologie zur Mikrobearbeitung

von Glassubstraten. Durch die Nutzung einzelner

gezielter Laserpulse realisiert das Laser Induced

Deep Etching-Verfahren (LIDE) die Erstellung hochpräziser

Mikrobohrungen und

Schnitte in Dünnglas – über die

gesamte Glasdicke oder exakt

bis zu einer bestimmten Tiefe.

So kann das bearbeite Material

für viele neue Anwendungen

zuverlässig eingesetzt werden.

Das maskenlose, direkt strukturierende

Laserverfahren

erzeugt im ersten Prozessschritt

kleinste Modifikationen in der

Struktur jeder Art von dünnem

Glassubstrat. Das Glas wird mit

den Modifikationen im anschließenden

Nassätzprozess anisotropisch

geätzt. Das Ergebnis

sind perfekt geformte Features

mit hohen Aspektverhältnissen

im Glas.

Beispiellose Präzision

LIDE kann mit beispielloser

Präzision sämtliche Geometrien

in Glas realisieren. Dabei

erreicht das Verfahren einen sehr

hohen Durchsatz und ist dadurch

gleichzeitig sehr kosteneffizient.

Die Technologie, die von LPKF entwickelt wurde, kann

für Anwendungen in allen Bereichen verwendet werden,

in denen Dünnglassubstrate bereits eingesetzt

werden bzw. von Vorteil wären.

Hintergrund: Der ambivalente Ruf von Glas

Glas ist fraglos eines der interessantesten Materialien,

die in den Produkten und Verfahren verschiedenster

Branchen eingesetzt werden. Dies verdankt

es folgenden Eigenschaften:

• Hohe chemische Beständigkeit. Dadurch ist es ideal

für den Einsatz in den Biowissenschaften.

• Hohe thermische Stabilität und ein einstellbarer Wärmeausdehnungskoeffizient

(Coefficient of thermal

expansion, CTE). Dies ermöglicht den Einsatz bei

hohen Temperaturen, wobei gleichzeitig eine Verträglichkeit

mit anderen Materialien gewährleistet

ist, beispielsweise Silizium im Bereich der Halbleiterbranche.

• Hoher spezifischer elektrischer Widerstand und

ausgezeichnete Hochfrequenzeigenschaften. Dies

macht es zum bevorzugten Material für Hochfrequenz-Kommunikationsanwendungen

wie 5G und

darüber hinaus.

• Allgemein bekannte optisch vorteilhafte Eigenschaften

- für den Einsatz etwa in Displays: vom Fern seher

bis zum Mobiltelefon.

Diese bemerkenswerten Eigenschaften von Glas

sind seit Langem bekannt. Dennoch waren die Einsatzmöglichkeiten

des Materials durch besondere

Bild 2: Beispiel eines Vitrion-Lasersystems zur Glasbearbeitung mit zwei

automatisierten Zuführstationen für die Glaswafer-Produktion

24 meditronic-journal 1/2021


Lasertechnik

Bild 3: Mit LIDE bearbeitetes Glas kann - selbst bei einer Dicke von nur 0,5 mm - gefaltet und so für viele

Anwendungen genutzt werden, zum Beispiel als faltbare Rückseite von Glasdisplays

Schwierigkeiten bei der Bearbeitung mit herkömmlichen

Verfahren bislang begrenzt. Denn

die Bearbeitung von Dünnglassubstraten erforderte

komplizierte und oft kostspielige Verfahren,

die darüber hinaus üblicherweise Mikrorisse

und Spannungen im Glas erzeugten. Die Bearbeitung

führte zum Verlust bestimmter Eigenschaften,

zu einem Rückgang von Qualität und

Produktionsausbeute sowie zu einer reduzierten

Zuverlässigkeit im späteren Betrieb.

Diese aus dem Bearbeitungsprozess entstehenden

Nachteile haben Glas in einigen Anwendungsfeldern

den Ruf eingetragen, ein Material

mit ungünstigen mechanischen Eigenschaften

zu sein: schwer zu bearbeiten und durch die

erheblichen Verluste im Produktionsprozess

letztendlich für viele Anwendungen nicht ökonomisch

einsetzbar.

meditronic-journal 1/2021

LIDE bringt neues Leben ins Glas

Dank des Laser Induced Deep Etching-Verfahrens

(LIDE) wird Glas nun zum Materialkandidaten

für eine Vielzahl von Branchen und Anwendungen

- ohne die bisher üblichen Nachteile.

Das LIDE-Verfahren umfasst wie erwähnt

zwei Bearbeitungsschritte: Zuerst werden die

gewünschten Bereiche mit dem Laser belichtet,

ohne Glas abzutragen. Der Laser erzeugt eine

hochpräzise Modifikation des Glases. Anschließend

wird das Glas in einem Nassätzprozess

weiterbearbeitet. Dabei werden die Bereiche,

welche im ersten Bearbeitungsschritt durch den

Laser modifiziert wurden, anisotrop geätzt. Durch

diese zweistufige Bearbeitung erzeugt LIDE eine

äußerst genaue und defektfreie Strukturierung

mit hohen Aspektverhältnissen bei gleichzeitig

hohem Durchsatz und hoher Ausbeute. LIDE

löst dadurch die bisherigen Probleme der Mikrobearbeitung

von Glas und eröffnet damit ganz

neue Möglichkeiten für den Einsatz von Dünnglassubstraten.

Schnelle Bearbeitung

Pro Sekunde können mit LIDE beispielsweise

mehrere Tausend Blind-Vias – d. h. Bohrungen

mit begrenzter Tiefe – oder Through-Glas-Vias

(TGV) erstellt werden. Dank dieser Fähigkeiten

kann das Verfahren genutzt werden, um in Dünnglas

innerhalb kürzester Zeit Schnitt linien, Öffnungen

sowie Hohlräume mit beliebigen Geometrien

und jeder gewünschten Tiefe zu realisieren.

Da der Strukturierungsprozess direkt

Bild 4: Dünnglas für die Cellomics-Forschung

und digital mit dem Laser ausgeführt wird, werden

keine Maskierungs- und Belichtungsprozesse

benötigt. Dies verringert die Komplexität

des Bearbeitungsprozesses und ermöglicht

die Strukturierung verschiedenster Formen

mit unterschiedlichen Abmessungen in einem

Verarbeitungsschritt und auf einem Substrat.

Die neuartige Designfreiheit machen LIDE zur

Basistechnologie für gegenwärtige und künftige

Glasanwendungen in praktisch allen Branchen:

von der Halbleiterindustrie bis zu den Biowissenschaften.

Anwendungen

Mit der Technologie lassen sich praktisch

alle transparenten Glassubstrate auf Silikatbasis

wie Borosilikatglas, Quarzglas und viele

weitere verarbeiten. Wichtige Anwendungen für

LIDE-bearbeitetes Dünnglas in der Elektronikindustrie

sind Interposer, Wafer für die heterogene

Integration oder Spacer Wafer aus Glas.

Auch für den Einsatz als Display-Deckglas oder

faltbare Display-Backplanes ist diese Mikrobearbeitung

relevant. Doch auch in der Mikrofluidik

und bei der Herstellung hochdichte-Mikrotestplatten

stehen nun neue und effiziente Einsatzfelder

für das Dünnglas offen, beispielsweise

für die quantitative Zellanalyse mit Bioimaging-Methoden.

Glasbearbeitungsservice Vitrion

Unter dem Markennamen Vitrion bietet LPKF

die innovative Glasbearbeitung mittels LIDE-

Technologie als Dienstleistung an. Vitrion liefert

Speziallösungen der LIDE-Dünnglasbearbeitung

für Kunden aus allen Branchen. Das

Unternehmen unterstützt und begleitet entsprechende

Projekte auf dem gesamten Weg vom

ursprünglichen Konzept über das Prototyping

bis zur Serienfertigung. ◄

25


Lasertechnik

Evosys nominiert für die Auszeichnung

„Großer Preis des Mittelstandes“

Erneut ist die Evosys Laser GmbH

zu einem begehrten Wirtschaftspreis

nominiert worden. Die jährlich von

der Oskar-Patzelt-Stiftung vergebene

Auszeichnung „Großer Preis

des Mittelstandes“ ist deutschlandweit

angesehen. Nach dem Erhalt

des IHK Gründerpreises 2018, der

Nominierung für den Bayerischen

Gründerpreis 2019 und der Verleihung

des TOP 100 Deutschland

Innovationspreises im Juni 2020

wird Evosys damit noch einmal eine

hohe Anerkennung für seine unternehmerischen

Leistungen zuteil.

Das Erlanger Unternehmen entwickelt

und fertigt Laserschweißanlagen

für die Bearbeitung von

Kunststoffen. Eingesetzt werden

diese dann z.B. in der Automotive-,

Medizintechnik- oder Consumerprodukte-Industrie.

Das Laserschweißen

von Kunststoffen ist ein etabliertes

und weit verbreitetes Fertigungsverfahren.

Es wird vor

allem wegen seiner Zuverlässigkeit,

Sauber keit und Wirtschaftlichkeit

geschätzt.

Ziel des deutschlandweit

begehrten Wirtschaftspreises

ist es vor allem, die unternehmerische

Verantwortung

zu fördern. Die Nominierung,

zu dem man sich nicht

selbst bewerben kann, gilt

als Eintrittskarte ins „Netzwerk

der Besten“. Als einziger

Wirtschaftspreis Deutschlands

werden hier nicht allein

Zahlen, Innovationen oder

Arbeitsplätze betrachtet, sondern

man sieht das Unternehmen

als Ganzes und in

seiner komplexen Rolle in

der Gesellschaft. Eine hochkarätige

Jury aus angesehenen

Vertretern der Wirtschaft

bestimmt Mitte 2021 anhand diverser

Kriterien die Gewinner. Erst im

September nächsten Jahres werden

die Finalisten dann auf einem

Galaabend in Würzburg bekannt

gegeben und prämiert.

Der Maschinenbauer Evosys,

dessen Geschäftsjahr 2020 trotz

der herausfordernden Rahmenbedingungen

bisher gut verlaufen

ist, sieht allein in der Nominierung

ein großes Lob für das Team. ◄

Evosys Laser GmbH

www.evosys-laser.com

Nähere Informationen zum Preis finden sich unter www.mittelstandspreis.com

26 meditronic-journal 1/2021


Lasertechnik

Laserschneidanlage zur Feinbearbeitung

Als Systemlieferant entwickelt

und fertigt SITEC Laseranlagen

als standardisierte Systeme oder

Sonderlösung nach Maß. Laseranlagen

der Baureihe LS bieten dabei

eine hohe Flexibilität hinsichtlich

der Integration unterschiedlicher

Laserprozesse wie dem Schweißen,

Schneiden, Härten, Bohren

oder Strukturieren. Der Anlagenbetrieb

kann von manuell bis automatisiert

gestaltet werden. Entsprechend

den Anforderungen des

Kunden werden die standardisierten

LS Laseranlagen durch spezifische

Module erweitert.

Laserschneidanlagen auf Basis

der Baureihe LS gehören ebenso

zum Produktportfolio der SITEC.

Im Gegensatz zu konventionellen

Flachbettschneidanlagen, die meist

Bleche mit Abmessungen von drei

mal zwei Metern schneiden, konzentriert

sich das Unternehmen auf

das Schneiden kleinerer, besonders

dünner Bleche bis hin zu Folien. Mit

dem integrierten Schneid modul

wird aus einer LS85C Standardanlage

eine Flachbettschneidanlage

für das Laserfeinschneiden

hochgenauer Konturen in geringen

Blechdicken von 4 bis 0,05 Millimetern.

Die SITEC-Anlagen verfügen

über zwei Schneidtische: jeweils

einem, auf dem der Schneidprozess

stattfindet und einem zweiten,

der währenddessen bestückt

wird. Seinem Entwicklungskonzept

folgend, bietet SITEC die Schneidanlage

je nach Wunsch des Kunden

von manuell bis vollautomatisiert

an. Zusätzliche Komponenten,

wie Abstandsregelung, Bildverarbeitungssystem

oder auch ein

CAD/CAM-System zur schnellen

und effizienten Programmierung

der Anlage können optional integriert

werden.

Auftragsfertigung

Darüber hinaus fertigt SITEC im

Kundenauftrag und zertifizierter

Qualität auf eigenen Laserschneidanlagen

der Baureihe LS und unterstützt

auf Wunsch in der Technologieentwicklung.

Bereits vor Auslieferung

der Kundenanlagen können

in der eigenen Serienfertigung

auch Produktionsanläufe abgesichert

oder im laufenden Produktionsprozess

Kapazitätsspitzen

überbrückt werden.

SITEC Industrietechnologie

GmbH

sales@sitec-technology.de

www.sitec-technology.de

Best of 2020

Einkaufsführer

Elektronik-Produktion

Jetzt Unterlagen anfordern!

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meditronic-journal 1/2021

27


Qualitätssicherung

Null Fehlertoleranz

Prüfstand und Testkonzept für OP-Leuchten bei Dräger

opsira GmbH

www.opsira.de

Drägerwerk AG & Co. KGaA

www.draeger.com

Für die Beleuchtung in OP-Sälen

gelten strenge Normen, um während

medizinischer Eingriffe größtmögliche

Sicherheit zu bieten. Die

Qualitätsmessungen sind wesentlicher

Bestandteil des End-of-Line-

Tests. Für seine OP-Leuchtenfamilie

Polaris 600 hat Dräger gemeinsam

mit Lichtmesstechnik-Spezialist

opsira einen komplett neuen Prüfstand

entwickelt. „Die Polaris 600

bietet unter anderem die Möglichkeit,

die Farbtemperatur passend

zum Gewebe einzustellen“, erklärt

Matthias Brauer, Industrial Engineering

Medical Lights and Video

bei Dräger. „Um diese Funktionen

vollumfänglich zu prüfen, hat unser

Betriebsmittelbau zusammen mit

opsira ein Testkonzept entwickelt,

das wir seit Einführung der Polaris

600 erfolgreich nutzen.“

Wenn der Prüfstand zum

Produkt entwickelt wird

Als die Leuchtenfamilie Polaris

600 bei Dräger aus der Produktentwicklung

kam, standen die

Prüfingenieure für den End-of-Line-

Test vor einer speziellen Herausforderung.

Die neuen Funktionen

der Leuchte waren mit herkömmlicher

Messtechnik nicht zu verifizieren.

„Die Polaris 600 bringt

einiges zusammen, was sonst am

Markt nicht verfügbar ist“, so Brauer.

„Die variable Farbtemperatur ist ein

wesentliches Feature, ebenso die

Einstellung verschiedener Lichtfelddurchmesser.“

Zudem ist in die

Leuchte eine Kamera integriert,

wobei Kamera und Empfänger drahtlos

verbunden sind. Der Hersteller

für Medizin- und Sicherheitstechnik

war also auf der Suche nach einem

verlässlichen Prüfkonzept, mit dem

sich die Einhaltung sämtlicher Normen

sicherstellen ließ.

Geht nicht, gibt’s nicht

„Mit opsira arbeiten wir bereits

seit über fünfzehn Jahren zusammen“,

stellt Brauer fest. „Licht messen

ist eine komplexe Angelegenheit,

und wir haben sehr komplexe

Anforderungen – opsira erfüllt sie

alle.“ Auch die Zusammenarbeit in

puncto Prüfstand-Konzeption lief

reibungslos. Der Betriebsmittelbau

bei Dräger übernahm die Software-Entwicklung,

opsira brachte

Systemkompetenz und Hardware

in das Projekt ein. Schließlich war

ein Prototyp des Prüfstandes erarbeitet,

mit dem sämtliche Messabläufe

optimiert wurden. „Termingerecht

zur Einführung war der finale

Prüfstand fertig und die Polaris 600

am Markt“, stellt Brauer fest.

Anwenderfreundlichkeit,

Funktionalität und

Messablauf

Bei der Entwicklung des Prüfstandes

hatten die beiden Unternehmen

drei wesentliche Aspekte

im Blick – den Anwender, die Ausrichtung

auf die Features der neuen

Leuchte sowie die Ausarbeitung

eines prozesssicheren Messablaufs.

„Für andere Leuchten nutzen wir verschiedene

Montagetische für einzelne

Prüfschritte, so dass die Leuchten

von Tisch zu Tisch transportiert

werden müssen“, so Brauer. Für die

28 meditronic-journal 1/2021


Qualitätssicherung

Sichere Implantate durch innovative

Prüftechnik

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.

LTM Linearprüfmaschinen

basieren auf einem von Zwick-

Roell entwickelten elektrodynamischen

Antriebssystem: Hier treffen

äußerst präzise Messwerte mit

hohen Prüffrequenzen, ölfreier

Funktionsweise und wartungsarmem

Betrieb zusammen. So sind

auch Versuche mit hohen Zykluszahlen

energie- und kosteneffizient

möglich, ohne Gefahr zu laufen,

den Prüfling mit Hydrauliköl

zu kontaminieren.

Im optionalen Temperierbad

können Prüfungen unter physiologischen

(in-vivo) Bedingungen

durchgeführt werden. Der korrosionsbeständige

Behälter ist zur

Desinfektion im Autoklaven (bis

120 °C) geeignet, was auch Prüfungen

an Verbindungen zwischen

Implantaten und natürlichen Knochen

erlaubt. Mit Prüfmaschinen

von 1 bis 10 kN Prüfkraft deckt die

LTM-Serie einen weiten Bereich

ab, von dynamischen Prüfungen

an Zahnimplantaten bis hin zu

künstlichen Hüft- oder Kniegelenken.

Auch für statische Versuche

lassen sich die Linearprüfmaschinen

einsetzen.

ZwickRoell

GmbH & Co KG

www.zwickroell.com

Best of 2020

Polaris 600 wurde ein Montagewagen

konzipiert, den der Anwender

in eine Prüfkammer schiebt, in

der alle Messungen stattfinden –

was deutlich einfacher und ergonomischer

in der Handhabung ist.

Neue Wege

Hinsichtlich der Messtechnik

mussten ebenfalls neue Wege

beschritten werden, um alle Anforderungen

zu erfüllen. „Um die notwendigen

Parameter zu gewährleisten,

arbeiten wir mit Sensoren und

einem hochwertigen Klasse L-Photometer

in Kombination mit einer Weißfläche

sowie definierten Radien“,

erläutert Brauer. Darüber hinaus

prüft ein Spektrometer, ob die Farbtemperatur

der Leuchte korrekt einstellbar

ist.

Der Messablauf

ist darauf ausgelegt, alle relevanten

Parameter zügig und fehlerlos

zu testen, die dem Kunden

garantiert werden. „Das Ganze ist

ein teilautomatisierter Messablauf,

der vor Anwenderfehlern schützt“, so

Brauer. Bei erfolgreichem Abschluss

erhält der Anwender ein Kalibrierprotokoll

und die Freigabe.

Die Messdauer

ist dank des optimal an die

Anforderungen angepassten Prüfstandes

sehr kurz. „Je schneller

unsere Abläufe sind, desto schneller

sind wir mit unserem Produkt

beim Kunden – doch bei der Qualität

machen wir keinerlei Abstriche,“

stellt Brauer fest. „Wir führen die

100-prozentige Abschlussprüfung

durch, bevor es in den OP geht. Da

gibt es Null-Fehlertoleranz.“ Da das

Prüfkonzept uneingeschränkt erfolgreich

ist, wird es auch in Zukunft

dazu beitragen, Dräger-Leuchten

in hoher Qualität termingerecht

auszuliefern.

Testsysteme für Medizinbeleuchtung

mit hoher

Präzision

Der Medizinleuchtenprüfstand

mlts von opsira ermöglicht auf

Basis einer photometrisch korrigierten

Messkamera die schnelle

und hochaufgelöste Messung und

Überprüfung von Beleuchtungsstärkeverteilungen.

Innerhalb von

Sekunden wird das Lichtfeld photound

geometrisch vermessen und

gegen die einschlägigen Normen

(z. B. DIN EN 60601-2-41) geprüft.

Besteht neben der Prüfung Bedarf

an einer Einstellung oder Kalibrierung

der Leuchten, bietet das Medizinleuchtenkalibriersystem

mlcs eine

ganze Reihe von Möglichkeiten, verschiedene

Arbeitspunkte bzw. verschiedene

Lichtfelder einzustellen.

Beide Systeme können durch eine

Spektrometerkomponente ergänzt

werden. Damit lassen sich alle relevanten

farbmetrischen Parameter

wie Farbtemperatur, Farbort oder

Farbwiedergabeindex prüfen und

justieren. ◄

meditronic-journal 1/2021

29


Qualitätssicherung

Best of 2020

Messung keimtötender UV-Lichtquellen

Das neue X1-1-UV-3727 Radiometer

wurde entwickelt, um die

von Excimer-Lampen bei 222 nm

erzeugte UV-C-Bestrahlungsstärke

sowie die daraus resultierende

Dosis präzise zu messen.

Zusätzlich ist auch die Messung

anderer keimtötender UV-

Lichtquellen möglich, einschließlich

Niederdruck-Hg-Lampen und

UV-LEDs. Jedes Messgerät verfügt

über einen großen Dynamikbereich

und wird mit einem rückführbaren

Kalibrierzertifikat des

ISO 17025 akkreditierten Kalibrierlabors

der Gigahertz-Optik

ausgeliefert.

Die kurzwellige UVC-Strahlung,

welche bei 222 nm von Kr-Cl-Excimer-Lampen

erzeugt wird, ist

bekanntermaßen gegen eine Vielzahl

von Krankheitserregern wirksam.

Insbesondere wird angenommen,

dass sie eine geringere

photo biologische Gefährdung darstellt,

da kurzwellige UVC-Strahlung

nicht so tief in die menschliche

Haut eindringen kann wie

die langwelligere UV-Strahlung,

die von Niederdruck-Hg-Lampen

und UVC-LEDs erzeugt wird.

Das Radiometer X-1-1-UV-3727

misst die UVC-Bestrahlungsstärke

über einen sehr breiten Dynamikbereich

von 0,002 µW/cm² bis

1000 mW/cm², was die Untersuchung

von sowohl der keimtötenden

Wirksamkeit als auch der

Gefährdung ermöglicht. Das Messgerät

wird zusammen mit Kalibrierungen

bei 222 nm für Excimer-

Lampen, 254 nm für Niederdruck-

Hg-Lampen und wellenlängenabhängigen

Kalibrierfaktoren für UV-

LEDs (von 250 nm bis 300 nm in

5-nm-Schritten) angeboten. Die

flache spektrale Empfindlichkeitskurve

des Detektors gewährleistet

geringste Messunsicherheit unabhängig

von der genauen Wellenlänge

der UV-LEDs, die zwangsläufig

je nach Betriebsbedingungen

und Fertigungstoleranzen variiert.

Das Handmessgerät bietet

eine Echtzeitanzeige der Bestrahlungsstärke

(mW/cm²) oder Dosis

(mJ/cm²) und verfügt über eine

Peak-Hold-Funktion. Das Gerät

kann auch über seine USB-Schnittstelle

mit der optionalen Software

S-X1 betrieben werden.

Den vollständigen Artikel finden

Sie im meditronic-journal 5-2020,

auf Seite 140

Gigahertz Optik GmbH

info@gigahertz-optik.de

www.gigahertz-optik.de

Mit patentierter Schwingungsmesstechnologie

Für die präzise Untersuchung

der Dynamik von MEMS und

anderen Mikrostrukturen hat sich

die Laser-Doppler-Vibrometrie

(LDV) etabliert. Da sie aber typischerweise

mit sichtbaren Wellenlängen

arbeitet, kann sie die Siliziumverkapselung

von MEMS

nicht durchdringen und damit verkapselte

MEMS auch nicht direkt

untersuchen. Polytec bietet die

patentierte Lösung: Die Charakterisierung

mit Lichtquellen im

nahinfraroten Bereich erlaubt es,

die Kapsel eines solchen MEMS

zu durchdringen und zu vermessen,

ohne sie öffnen zu müssen.

Denn Silizium ist im nahen Infrarotspektrum

oberhalb von Wellenlängen

von 1050 nm transparent.

Die auf Infrarot-Interferometern

basierende Schwingungsmesstechnologie

von Polytec misst

auf reales Schwingverhalten, liefert

repräsentative Ergebnisse und

bietet höchste Datenqualität aufgrund

der expliziten Trennung der

einzelnen Bauteilschichten (layer)

in verkapselten MEMS.

Der Prozessschritt der Verkapselung

von Mikrostrukturen und

MEMS kann zu zusätzlichen Belastungen

führen, welche die Performance

beeinflussen kann. Daher

ist eine umfassende Charakterisierung

der MEMS-Bausteine

im endgültigen, also eingekapselten

Zustand unabdingbar. Da

Silizium im nahen Infrarotspektrum

oberhalb von Wellenlängen

von 1050 nm transparent ist, eröffnet

die neue und patentierte, auf

Infrarotinterferometern basierende

Schwingungsmessung von Polytec

die Möglichkeit, eingekapselte

MEMS auf reales Schwingverhalten

zu messen und somit repräsentative

Messergebnisse zu liefern.

Diese brandneue, innovative Interferometer-Technologie

von Polytec

bietet höchste Datenqualität aufgrund

der expliziten Trennung der

einzelnen Bauteilschichten (layer)

in verkapselten MEMS.

Mit den Messdienstleistungen

bei Polytec können Kunden die

Technologie nutzen, auch wenn sie

kein eigenes Messsystem haben,

und experimentelle Modalanalysen,

Machbarkeitsstudien und

Beratung in sämtlichen Projektphasen

beauftragen.

Den vollständigen Artikel finden

Sie im meditronic-journal 4-2020,

Seite 16

POLYTEC GmbH

info@polytec.de

www.polytec.com

30 meditronic-journal 1/2021


Qualitätssicherung

Qualitätssicherung bei der Herstellung von Medizinprodukten erleichtert

maXYmos TL ML von Kistler ist

das nach eigenen Angaben weltweit

erste FDA- und MDR-konforme

Prozessüberwachungssystem,

das den strengen Vorschriften

zur Qualitätssicherung

in der Medizintechnikindustrie

entspricht. Die neueste Variante

des bewährten maXYmos erfüllt

den Bedarf von Medizinprodukte-

Herstellern sowie Anlagen- und

Maschinenbauern im Umfeld der

Produktion von pharma zeutischen

und medizintechnischen Gütern

nach einem Überwachungssystem

für die 100-Prozent-Prüfung. Das

System kann für die Integration in

bestehende Qualitätsmanagement-

Systeme einfach qualifiziert

und validiert werden. Prozessüberwachungssysteme

gewinnen

für die Qualitätssicherung

im Bereich der automatisierten

Produktion von medizintechnischen

Produkten immer

mehr an Bedeutung. Medizinprodukte-Hersteller

müssen

sowohl ein Qualitätsmanagementsystem

nachweisen als

auch, dass ihr medizinisches

Produkt die Anforderungen

bezüglich Sicherheit und

Qualität erfüllt. Der Nachweis

der Qualitäts sicherung

muss unter anderem auch für

alle Maschinen, Werkzeuge sowie

den gesamten Fertigungsprozess

erbracht werden. Zudem müssen

Hersteller von Medizinprodukten

auch die Qualitätsmanagementsysteme

ihrer Zulieferer überprüfen.

Mit dem maXYmos TL ML können

diese Anforderungen erfüllt

werden. Das System visualisiert

Prozessverläufe und bietet dabei

umfangreiche Schnittstellen zur

Anbindung von Sensoren. Direkt in

die Fertigungslinie integriert, überwacht

und bewertet maXYmos die

Qualität eines Fertigungsschrittes

und damit des Produktes. Entsprechend

dieser Vorgabe entscheidet

das System bei jedem Werkstück

über gut und schlecht. Die in

maXYmos TL ML integrierten Funktionen

entsprechen den regulatorischen

Bestimmungen für Applikationen

in der medizintechnischen

Industrie.

Den vollständigen Artikel finden

Sie im meditronic-journal 3-2020,

auf Seite 33

Kistler Instrumente AG

info@kistler.com

www.kistler.com

Best of 2020

Hochpräzise Prüfmaschine für Zahnimplantate und Abutments

plantaten experimentieren mit Beschichtungen

für eine bessere Befestigung und Einheilung im

Knochen. Hierzu werden Implantatkörper in künstlichen

Knochen eingeschraubt und auftretende

Drehmomente des selbstschneidenden Gewindes

überprüft. Die neue Maschine hat drei Aufnehmer

mit den Nenndrehmomenten 10 Nm,

5 Nm und 1 Nm, je mit einer Genauigkeit von

0,1, sodass sie Drehmomente von mindestens

0,02 Nm mit einem Fehler von 0,1 % messen

kann. Die drehmomenteinleitende Welle rotiert

mit einer Rundlaufgenauigkeit von unter einem

µm und bis zu 3000 U/min.

Durch geschliffene Führungsflächen wird eine

wiederholbare Positioniergenauigkeit erreicht,

die Koaxialität, Rundlauf und Planlauf zwischen

Drehmomenteinleitung und -messung von nur

wenigen µm garantiert. Eine Kraftabstützung

schützt vor Störeinflüssen. Die Maschine ist mit

der Software programmierbar, Tests können ausgewertet

und Berichte erstellt werden. TesT ist

als Kalibrierlabor und für Kalibrierung von Material-Prüfmaschinen

nach ISO 17025 zertifiziert.

Zur Prüfung von Zahnimplantaten und Abutments

hat TesT eine spezielle Torsionsprüfmaschine

entwickelt. Hersteller von Zahnim-

TesT GmbH

www.test-gmbh.com

meditronic-journal 1/2021

31


Qualitätssicherung

Von der Glasröhre zur anwendungsfertigen

Spritze

NeuroCheck ist Partner im pharmazeutischen Produktionsprozess

NeuroCheck GmbH

sales@neurocheck.com

www.neurocheck.de

In der Pharmaindustrie steht die

automatisierte Produktion unter

dem Aspekt höchster Qualität und

absoluter Sicherheit. Kleinste Fehler

bei der Herstellung können fatale

Folgen für den Patienten nach sich

ziehen. Hersteller von Glasspritzen

setzen deshalb auf den Einsatz von

NeuroCheck Kameraprüfsystemen,

die gleich mehrfach im Produktionszyklus

einer Spritze Anwendung

finden.

Fehlerhafte Spritzen sicher auszuschließen,

macht das Prüfen aller

Einzelteile bereits bei der Zuführung

in die Produktionsmaschine

unabdingbar. Dabei werden unterschiedliche

Varianten von Glaskörpern

und Kanülen oft auf derselben

Montagelinie zusammengeführt.

Der Hersteller ist damit in der Lage,

die unterschiedliche Nachfrage

seiner Kunden zu Kanülengröße

und Füllmenge flexibel zu bedienen.

Diese Flexibilität birgt allerdings

die Gefahr, nicht zueinander

gehörende Einzelteile zusammenzuführen.

Aus diesem Grund werden

ausnahmslos alle Einzelteile

einer 100 % Typkontrolle unterzogen.

Hohe Kamera auflösungen

stellen sicher, dass kleinste Unterschiede

bei der Größe der Kanülen

oder dimensionale Abweichungen

bei den Glaskörpern prozesssicher

erkannt und aussortiert werden.

Montagekontrolle

Neben der Typkontrolle, ist

die Montagekontrolle der Einzelteile

eine der Hauptaufgaben des

Prüfsystems. Korrekter Kanülenüberstand

und Einhaltung des

maximal erlaubten Montagewinkels

werden ebenso abgefragt, wie die

korrekte Dosierung des Klebers,

der dem Medizinprodukt seine Stabilität

verleiht.

Prüfen der Nadelspitzen

Der nächste Produktionsschritt

sieht das Prüfen der Nadelspitzen

vor. Deren Schliff ist ausschlaggebend

dafür, dass beim Patienten

eine möglichst schmerzfreie Injektion

vorgenommen werden kann.

An der Nadelspitze sind kleinste

Abweichungen im µm-Bereich

inakzeptabel.

Um sicherzustellen, dass durch

zahlreiche aufeinander folgende

Bearbeitungsschritte eine Beschädigung

der Spitzen ausbleibt, hat

NeuroCheck ein spezielles Prüfverfahren

entwickelt. Unabhängig

von der Ausrichtung der Kanülen

werden beschädigte Nadeln zuverlässig

erkannt. Ein Ausdrehen der

Kanülen in eine bestimmte Prüfposition

ist nicht notwendig. Das spart

wertvolle Produktionszeit und hält

die Prüfanwendung schlank.

Wie entsteht eine Glasspritze

und an welchen Stationen im Produktionsprozess

hilft NeuroCheck,

Qualität zu sichern?

Vermessung I

Glaskörperkontrolle auf Glasbruch/

Absplitterungen

Es gibt zahlreiche Formen und

Größen von Spritzen, je nach

32 meditronic-journal 1/2021


Qualitätssicherung

Anwendungsgebiet im medizinischen

Bereich. Zu Beginn des

Herstellungsprozesses einer Glasspritze

wird ein Glasröhrchen durch

Hitzeeinwirkung in seine Zielform

gebracht. Bereits hier prüft

Neuro Check Kontur und Größe des

Glaskörpers auf mögliche Beschädigungen;

das können beispielsweise

Glasbruch oder Absplitterungen

sein.

Nadellänge oder Kanülenschrägstand

zu gewähr leisten. Zur Montage

von Spritzen in Autoinjektoren

können zudem weitere Maße erhoben

werden.

Innovative Beleuchtungskonzepte

stellen Klebstoffe kontrastreich

dar. Das macht die Bewertung

des Kleber hügels und des Einlaufverhaltens

des Klebers selbst am

Kanülenrohr möglich.

Bewertung erfolgt mittels speziell

entwickelter Algorithmen, die eine

Erkennung von Defekten im Bereich

weniger Mikrometer ermöglichen.

Links: Ergebnis iO, rechts: Ergebnis

NiO, da die Nadelspitze beschädigt

ist

• Wurde die Nadel beim Aufsetzen

der Schutzkappe verbogen?

• Wurde die Schutzkappe beim

Aufsetzen von der Nadel durchstochen?

NeuroCheck erkennt zuverlässig

Abweichungen mit Hilfe der

optischen Kameraprüfung. So kann

beispielsweise die Verletzungsgefahr

durch eine fehlerhafte Schutzkappe

nahezu ausgeschlossen werden.

OCR-/Schrifterkennung

Links: Ergebnis iO, rechts: Ergebnis

NiO aufgrund von Absplitterungen

Die Prüfung erfolgt im Produktionsprozess

an sich bewegenden

Teilen „on-the-fly“ auf schnell

laufenden, mehrspurigen Produktionsanlagen.

Für eine optimale

Bildqualität arbeitet das Prüfsystem

auf Abbildungs- und Beleuchtungsseite

telezentrisch. Die direkte

Hinterleuchtung der Spritzen auf

der Montagelinie ist oft durch den

Werkstückträger erschwert. Deshalb

wurden Beleuchtungsvarianten mit

Prismen und Umlenkspiegeln entwickelt.

Dieses bewährte Konzept

wird individuell mit dem Maschinenbaupartner

abgestimmt und

ermöglicht auch bei beengtem

Bauraum einen telezentrischen

Beleuchtungsansatz. Das ist der

Schlüssel zu kontrastreichen, prozesssicher

auswert baren Bildern.

Anwesenheitskontrolle

Montage- und Kleberkontrolle zur

Einhaltung wichtiger Maße

Das Zusammenführen von

Glaskörper und Kanüle erfolgt im

automatisierten Klebevorgang.

NeuroCheck übernimmt anschließend

die optische Kleberkontrolle,

um die Einhaltung wichtiger

Maße, wie Gesamtlänge, freie

Links: Ergebnis iO, rechts: Ergebnis

NiO, da Kleberreste am Nadelschaft

vorhanden sind

Die wichtigsten Prüfkriterien hierbei

sind:

• Anwesenheit des Klebstoffes

• Form und Vollständigkeit des

Klebstoffauftrages

• Verschmutzungen in „verbotenen

Zonen“ der Spritze

• Möglicher Überlauf

des Klebstoffes

• Einlauftiefe

Vermessung II

Injektionsnadeln gibt es mit unterschiedlichsten

Spitzen, Längen und

Stärken. Für die Herstellung bedeutet

das eine Vielzahl von Varianten

und Eigenschaften, die während

des Produktionsprozesses mit

Neuro Check geprüft werden.

Optische Nadelspitzenkontrolle für

größtmögliche Sicherheit

Während der Montage können

Deformationen von Nadelspitze/

Nadelschaft oder Verunreinigungen

entstehen. Um derartige Mängel zu

erkennen und damit den Patienten

größtmögliche Sicherheit zu geben,

werden die Nadelspitzen ohne „Vor-

Orientierung“ aus mehreren Kameraperspektiven

hochauflösend auf

Länge, Durchmesser, Winkel und

Verschmutzungen geprüft. Die

Die Prüfung der Durchgängigkeit

der Nadel erfolgt ebenso optisch.

Eine Kamera wird senkrecht über

der Injektionsnadel positioniert und

bildet deren Durchgang ab. So wird

sichergestellt, dass die Nadel nicht

verstopft ist und der Wirkstoff in der

Spritze bei der Anwendung sauber

austreten kann.

Positions-/Konturprüfung

Schutzkappenkontrolle, um

Verletzungsgefahr auszuschließen

Eine Schutzkappe bietet nicht

nur der Nadelspitze Schutz, sie

schützt auch den Anwender vor

Verletzungen. Je nach Spritzentyp

sind Schutzkappen variantenreich

und sollen die Spritze bis zur

Anwendung steril halten.

Verschiedene Varianten bei

Schutzkappen für Injektionsnadeln

Folgende Prüfkriterien sind besonders

wichtig:

• Wurde der korrekte Schutzkappentyp

auf die Spritze aufgesetzt?

• Erfolgte die Kappenmontage

korrekt?

Verpackungskontrolle

von Medizinprodukten:

Schrifterkennung

Medizinische Produkte werden

am Ende des Produktionsprozesses

nach strengen, gesetzlichen Vorgaben

beschriftet. Eine nicht lesbare

Kennzeichnung kann für Patienten

und Hersteller gravierende

Folgen nach sich ziehen. Zudem

ist in diesem Produktionsstadium

Ausschuss aufgrund fehlerhafter

Markierungen besonders kostspielig.

Um Fehlbeschriftungen auszuschließen,

erfolgt die Kontrolle der

Kennzeichnungen per optischer

Kameraprüfung.

So wird verhindert, dass

• falsche Inhalte aufgebracht werden,

• dass das falsche Teil markiert

wird oder

• dass Markierungen aufgebracht

werden, die den weiteren Herstellungsprozess

nicht überstehen

(zum Beispiel Reinigung,

Sterilisation, Passivierung nach

der Markierung).

LOT-Nummer, Verfallsdatum und

weitere Pflichtangaben müssen gut

lesbar sein

meditronic-journal 1/2021

33


Qualitätssicherung

NeuroCheck

Schaltschrankfertigung

NeuroCheck Schaltschrank

aus Edelstahl für Reinraum-

Anwendungen

Die NeuroCheck Prüfsysteme

können in bereits vorhandene Anlagen

integriert werden, sind jedoch

auch als Stand-alone Komplettsysteme

im Schaltschrank verfügbar.

Hierbei werden die speziellen

Anforderungen des Produktionsumfeldes

immer berücksichtigt.

Neuro Check stimmt die erforderliche

Oberflächenbeschaffenheit

(z. B. Edelstahl für Reinraum-

Anwendungen), ausreichende Klimatisierung

und die Integration ins

Montage umfeld eng mit dem Kunden

ab.

Eine besondere Stärke ist das

langjährige Know-how unserer Mitarbeiter

und das Wissen um die

branchenspezifischen Anforderungen,

die jede Prüfanwendung

mit sich bringt. NeuroCheck setzt

auf Qualitätsstandards, die höchsten

Ansprüchen genügen.

Entwicklungsphasen

NeuroCheck begleitet seine Kunden

Schritt für Schritt durch alle Phasen

der Entwicklung einer leistungsfähigen

Bildverarbeitungslösung.

• Machbarkeitsuntersuchung

Zu Beginn eines Projekts steht die

Machbarkeitsuntersuchung mit entsprechenden

Produktmustern, um

die optimale Prüfmethode herauszuarbeiten.

Bereits hier werden

verschiedene Beleuchtungsvarianten

und Prüfansätze untersucht.

Auf Kundenwunsch können zudem

Anforderungen und örtliche Gegebenheiten

bei einem Besuch vor Ort

evaluiert werden.

• Erarbeitung der Prüflösung

Auf Basis der Ergebnisse aus der

Machbarkeitsuntersuchung erfolgt

die Erarbeitung der Prüflösung. Die

Integration des Aufbaus erfolgt in

enger Abstimmung mit der Planungsebene

der Kunden.

• Engineering

Hoch qualifizierte Ingenieure entwickeln

komplette Prüfsysteme

für die Produktionsprozesse. Das

Anwendungspotential erstreckt sich

dabei auf die gesamte Bandbreite

industrieller Sichtprüfaufgaben. Die

Basis bilden durchgängig integrierte

Konzepte, die ein reibungsloses

Zusammenspiel von Beleuchtung,

Optik, Kamera und Auswertungssoftware

garantieren.

• Inbetriebnahme

Bevor eine Prüflösung an der Produktionsmaschine

in Betrieb geht,

stellen Service-Mitarbeiter Kameras

und Beleuchtungen ein, führen

Kalibrierungen aus und etablieren

den Handshake zur SPS. Kurzum:

Das System wird „fit gemacht“ für

den Serienbetrieb der Anlage.

• Automatischer Prüfbetrieb

Während des Produktionsprozesses

läuft die erstellte Prüflösung vollautomatisch

ab. Am System-Monitor

werden Status und Ergebnisse

visualisiert. Die Ablaufsteuerung

erfolgt über eine SPS bzw. einen

Leitrechner.

• Kundenservice

Vor, während und nach der Projektierung

unterstützt NeuroCheck

Kunden mit technischem und applikationsbezogenem

Support: Dazu

gehört die Produktionsbegleitung

beim Anlaufbetrieb ebenso wie

Typerweiterungen und Anpassungen

je nach Bedarf. ◄

Umstieg in die 3D-Mikroskopie

Das sinaSCOPE der solectrix GmbH

bietet erstmals die Möglichkeit, die

Vorteile digitaler 3D-Mikroskopie

zu nutzen - ohne den vorhandenen

Mikroskop-Analogbestand ausmustern

zu müssen. Von Solectrix

entwickelte 4K-Farb-Kameraköpfe

werden dafür gegen die Okulare

des Mikroskops ausgetauscht.

Die mit den beiden Kameras aufgenommenen

Bilddaten werden

in der Solectrix-eigenen Bildverarbeitungskette,

latenzfrei und mit

höchster Bildqualität verrechnet

Die drei sinaSCOPE-Produktlinien

Basic

Professional

Compact

und auf einem eigenen autostereoskopischen

3D-Monitor (ohne Brille

nutzbar) dargestellt. (vgl. Produktlinie

„Compact“ - Digitales Kamera-

Monitor-System mit autostereoskopischem

15,6“-3D-Monitor

und integrierter Verarbeitungseinheit)

Anwender von sina-

SCOPE prof itieren

von einem uneingeschränkten

Bearbeitungsund

Betrachtungsbereich

und ergonomischem

Arbeiten; der Kopf bleibt

frei beweglich. So ist

ermüdungsfreies Arbeiten

über einen längeren Zeitraum

möglich, Konzentrationsschwäche

wird vorgebeugt.

Durch die Digitalisierung

des 3D-Bildes sind ideale

Speichermöglichkeiten vorhanden.

Zudem sind vielfältige Autokorrektur-

und automatisierte Auswertungsmodi

in das dieser Art aufgerüstete

3D-Mikroskopie system

über entsprechende Schnittstellen

implementierbar. Mit den neuen

Kameraköpfen mit 4K-UHD-Auflösung,

hochempfindlichen Sony

11-mm Sensoren und einer Bildrate

von bis zu 30 Bildern pro Sekunde,

gehen die Experten für Hochleistungs-Bildverarbeitung

der

solectrix GmbH konsequent den

nächsten Schritt, um den Anwendern

den Ein- und Umstieg in die

3D-Digitalmikroskopie so einfach

wie möglich zu machen.

Solectrix GmbH

www.solectrix.de

4K C-Mount-HQ-Kameraset, integrierte Steuereinheit für 3D-Monitore

4K C-Mount-HQ-Kameraset, integrierte Verarbeitungseinheit für 3D- Monitore

4K C-Mount-HQ-Kameraset, Komplettsystem mit autostereoskopischem

15,6"-3D-Monitor und integrierter Verarbeitungseinheit

34 meditronic-journal 1/2021


Qualitätssicherung

Allrounder für das Testen

Die Firma cms electronics entwickelte eine vollautomatische und flexible Prüfplattform für Elektronikbaugruppen.

cms electronics

www.cms-electronics.com

Als EMS-Dienstleister bietet cms

electronics nicht nur die klassische

SMD-Baugruppenfertigung, sondern

auch zahlreiche End-of-Line-

Testkonzepte (EOL) mit teils hohem

Automatisierungsgrad. Diese Konzepte

beinhalten aufwändige Messund

Handling-Systeme zur Bewältigung

sämtlicher Aufgabenstellungen

der elektronischen Bauteilmessung

und Prüfung. Hierzu gehören auch

optische Vermessungsauf gaben

bzw. das Verpackungs-Handling.

In der Vergangenheit

wurden meist EOL-Konzepte produktspezifisch

für unterschiedliche

Stückzahlen je nach Produktlebenszyklus

ausgearbeitet und bereitgestellt,

beginnend bei Kleinserien mit

hohem Bedienereinfluss bis hin zu

vollautomatisierten Lösungen in der

höchsten und kostenintensivsten

Ausbaustufe für Großserien bis ca.

15 Mio. Stück pro Jahr.

Vor- und Nachteile

Die Vorteile solcher maßgeschneiderten

Produktionsanlagen,

die mit hoher Verfügbarkeit

perfekt an die Stückzahlanforderungen

angepasst sind, werden

durch deren Nachteile, wie geringe

bis nicht vorhandene Flexibilität in

Bezug auf Produkttypen und Varianten,

hohen Anschaffungskosten

und mögliche geringe Auslastung

im Produktlebenszyklus gemindert.

Sie sind bei Produkteinführung bzw.

Wachstum und somit steigenden

Produktionsmengen als auch bei

Marktsättigung und damit auch

bei sinkenden Produktionsmengen

als „Staubfänger“ in der Produktionshalle

zu betrachten – derartige

Konzepte haben somit durch die

geringe Auslastung einen hohen

Anteil an Stehzeit.

Die Prüfplattform Ecoflex

Um im stetigen und sich immer

schneller verändernden Markt

weiter hin konkurrenzfähig und krisensicher

zu bleiben, wurde von

cms electronics eine äußerst flexible

und produktunabhängige Prüfplattform

namens Ecoflex entwickelt. Der

Fokus wurde auf möglichst geringe

Initialkosten je Produkt bei gleichzeitiger

Bereitstellung eines effizienten,

flexiblen und zugleich taktzeitgetriebenen

Prozesses gelegt.

Das Konzept beruht auf der Verwendung

von produktspezifischen,

schnell auswechselbaren Toolkits

(Rüstsätzen) und der Implementierung

von 3D-Werkstück trägern.

Durch die Verwendung dieser

3D-Werkstückträgern als Rundtischnest

kann innerhalb eines Toolkits

jede Form und Größe von bis zu

3 grundverschiedenen Produkten

durch unterschiedliche Arbeits- und

Bearbeitungsebenen abgearbeitet

werden. Ohne Rüstvorgang ist es

nun innerhalb eines Toolkits möglich,

die Anlage für drei verschiedene

Produkte zu betreiben und

diese sind gleichzeitig effizient und

mit kurzen Taktzeiten abzuarbeiten.

Der Markt im Umschwung:

LED-Applikationen auf dem

Vormarsch

Ein Schwerpunkt für cms electronics

im breitgefächerten Spektrum

der Fertigung und Prüfung

von elektronischen Baugruppen

sind Anwendungen in der Aktuatorik

und bei Beleuchtungen im Automotive-Sektor.

Mittlerweile ist die LED-Technologie

aus diesem Segment nicht mehr

wegzudenken. War diese Technologie

vor Jahren noch ausschließ-

meditronic-journal 1/2021

35


Qualitätssicherung

lich in Oberklasse-Fahrzeugen zu

finden, haben sich in den vergangenen

Jahren die Anwendungen

weiter entwickelt und man fand Möglichkeiten,

die LED-Technologie

kostengünstiger einsetzen zu können.

Somit ist der Bedarf im Mittelklasse-

und Kleinwagen-Segment

deutlich gestiegen. Auch werden

sämtliche Beleuchtungsapplikationen

unabhängig vom Antriebskonzept

eines Fahrzeuges weiterentwickelt,

wodurch sich in Zukunft

auch bei einem Umschwung auf

alternative Antriebe eine Änderung

in den Absatzmärkten kaum

bemerkbar machen dürfte. Diese

Entwicklungen stehen unter sehr

hohem Kosten- und Effizienzdruck

und stellen zusammengefasst folgende

Anforderungen:

• Marktforderung in Richtung Losgröße

1 bei gewünschtem Automatisierungsgrad

von 100%

• Kostenersparnis durch die Notwendigkeit

zur Verarbeitung eines

breiten LED-Spektrums (spezielle

Anforderungen an die Mess- und

Prüfsysteme)

• Einführung von Produktplattformen

(durch eine möglichst kleine

Anzahl an Unterelementen soll

eine möglichst große Anzahl an

Produkttypen gefertigt werden)

• rasche Inbetriebnahmephasen

und kürzere Produktlebenszeiten

Um in Zukunft weiterhin wertschöpfend

und konkurrenzfähig

bestehen zu können, sind effizientere

und kostengünstige Ansätze zur

Bewältigung der geforderten Prüfaufgaben

notwendig. Mit dem neuentstandenen

Konzept der Ecoflex

wurde von cms electronics eine innovative

Prüfplattform geschaffen, mit

der die Abarbeitung von Produkten

mit den gestellten Anforderungen

bestmöglich umsetzbar wird.

Den Herausforderungen

gewachsen

Bei der Realisierung dieser Prüfplattform

musste sich das Entwicklungsteam

der cms electronics mehreren

Herausforderungen und Risiken

stellen. Die größte Herausforderung

war der Umstand, dass erst

ein Prüfprozess entwickelt werden

musste, der ein möglichst breites

Feld an zum Teil unbekannten

zukünftigen Kundenanforderungen

abdecken kann. Die Entwicklung des

Systems musste in einem Zeitraum

von ca. fünf Monaten erfolgen, da

bei momentanen Vorlaufzeiten von

ein bis zwei Jahren bis zur Serienproduktion

ein Einstieg in ein laufendes

Kundenprojekt sonst nicht

möglich gewesen wäre.

Die Entwicklungskosten von

rund einer halben Million Euro werden

von cms electronics getragen,

da sämtliche Anschaffungskosten

der Anlage nicht projektspezifisch

umgelegt werden können. Alles in

der Hoffnung, dass das Konzept von

den Kunden angenommen werden

wird. Die Entwicklung eines Systems,

welches gleichermaßen den Anforderungen

hinsichtlich hohen Durchsatzes

und gleichzeitig hoher Flexibilität

gerecht werden soll, stellte

sich als äußerst anspruchsvoll dar.

Die technischen Herausforderungen:

Produktträger (Trays)

Durch die gleichzeitige Nutzung

von tiefgezogenem Kunststoffmaterial

als Umlaufverpackung und

als Produktträger in der Prüfplattform

ist es notwendig, die auftretenden

Toleranzen und Abweichungen

ausgleichen zu können. Diese teils

großen Toleranzsprünge entstehen

einerseits im Herstellungsprozess

selbst und andererseits durch

äußere Einflüsse auf die Umlaufverpackung

während des Transportes

und der Lagerung (Temperaturzyklen,

Materialmüdigkeit etc.).

Um diese Einflüsse so gering

wie möglich zu halten, wurden nur

bestimmte Kontaktpunkte im Tray

zur Zentrierung und zum Handling

herangezogen (Bereiche mit definierten,

maßhaltigen Oberflächen

und Kanten). Der restliche Umriss

wurde so weit wie möglich uneingeschränkt

belassen, um die Kosten

der Umlaufverpackung nicht zu

erhöhen.

Verpackungsvarianten,

Datenverarbeitung und

Prozessverriegelung

Da die Produktträger als Umlaufverpackung

genutzt und typenfein

unterschieden werden müssen, ist

es notwendig, die unterschiedlichen

Verpackungsvarianten automatisch

zu erkennen und zuordnen zu können.

Für das Anlagenkonzept wurden

dazu Artikelgruppen und eigene

Labels für die Verpackung generiert.

Diese werden von der Anlage

gegengelesen, schnellstmöglich an

das MES (Manufacturing Execution

System) weitergegeben, geprüft und

verarbeitet. Gibt es keine Übereinstimmung,

wird der Tray durch die

miteingeführte Prozessverriegelung

automatisch ausgeschleust.

Erreichbare Taktzeit,

3D-Werkstückträger

Aus Vorgabezeit wurden drei

Sekunden je Produkt als Output

des Gesamtkonzeptes spezifiziert,

unabhängig vom Produkttyp, Bauform

und Größe.

Zur Erreichung dieser Taktzeit

sind ausgeklügelte und überlagerte

Handling-Prozesse bzw. parallele

Abarbeitungsschritte erforderlich.

Je nach Toolkit werden die Anzahl

der parallel abzuarbeitenden Produkte

je nach erforderlicher Messund

Prüfzeit aufeinander abgestimmt.

Dies konnte durch die Entwicklung

und Verwendung von 3D-

Werkstückträgern erreicht werden.

Durch unterschiedliche Bearbeitungsebenen

und den damit verbundenen

Niveauunterschieden können

diese Werkstückträger stückzahlunabhängig

und je nach Produkt

ausgelegt werden.

Universalmesssystem

Aufgrund der parallelen Abarbeitung

innerhalb jeder Mess- und

Kontaktierstation auf der Prüfplattform

musste sichergestellt werden,

dass die Einflüsse innerhalb

des Messsystems auf ein Minimum

reduziert werden. Im Vordergrund

stand hier ein neuentwickeltes

flexibles Master-Slave-System,

in dem ein Leitmesssystem drei

untergeordnete Messsysteme für

die jeweiligen Messaufgaben (ICT,

FCT/FEASA-LED-Test, Flashing/

Programming) parallel steuern und

auswerten kann.

Aufgrund der begrenzten Bauform

der Adapter wurde die maximale

Anzahl an Kontaktpunkten je Adapter

mit 800 Messpunkten begrenzt.

Mit herkömmlicher Kabelkonfektionierung

hätten die jeweiligen Kabelstränge

die maximale Größe der

Durchführungen und Schnittstellen

überschritten, womit die Anfertigung

spezieller, einzeln geschirmter

Kabelsätze notwendig war.

Für das Messsystem wurde zur

Erfüllung der Messaufgaben eines

Dreifach-Toolkits ein Adapterkonzept

entworfen, das auch innerhalb des

Toolkits für drei Produkte ohne Rüstvorgang

Verwendung finden kann.

Einschränkungen der

Bauform und Größe der

Produkte

Für das Produkt-Handling innerhalb

der Prüfplattform mussten Kompromisse

in Bezug auf den auszulegenden

Bereich und die Größe

des Toolkit-Nestes getroffen werden.

Innerhalb der festgelegten

Fläche von 300 x 300 mm liegt

der Verarbeitungsbereich von jeglichen

Produkten, womit jeder Prozess-Teilschritt

auch definiert wird.

Der einzulesende Bildbereich ist

für die Barcode-Reader begrenzt,

Abhilfe dafür wurde mittels verfahrbarer

Lagerung des Readers

geschafft. Für etwaige Lasermarkierungsaufgaben

wurde auch ein

spezielles CO 2 -Lasersystem eingebunden.

36 meditronic-journal 1/2021


Qualitätssicherung

Innovationen am laufenden

Band

Die neue Ecoflex-Prüfplattform

zeichnet sich durch folgende Eigenschaften

aus:

• Kostenersparnis und Steigerung

der Effizienz und Nachhaltigkeit

durch die Einführung bzw. gleichzeitige

Verwendung der Umlaufverpackung

(den sogenannten Trays

bzw. Blister) als Werkstückträger

innerhalb der Anlage

• Kombinierbarkeit von bis zu drei

verschiedenen Produkten innerhalb

eines Toolkits, d.h.: inner-

halb der drei Produkte ist kein

Umrüstvorgang notwendig und

somit niedrigste Initialkosten und

Verringerung der Stillstandzeiten,

verursacht durch Umrüstvorgänge

• Entwicklung eines Standalone-

Messsystems zur Bewältigung

sämtlicher elektronischer Messund

Prüfaufgaben für ein breites

Produktspektrum: ein zentrales

Messsystem, gepaart mit

einheitlichen Schnittstellen zu

den jeweiligen unterschiedlichen

Messadaptern

• Bereitstellung und Entwicklung

eines optischen Prüfverfahrens

für verschiedenste Prüfkriterien

und Vermessungsaufgaben wie

beispielsweise Taumelkreisprüfungen,

detektieren von beschädigen

Bauteilen und beschädigten LEDs

durch Bildvergleich etc. inklusive

Dateneinbindung ins MES

• parallele statt sequentielle Abarbeitungsfolge

und die Verwendung

von State-of-the-Art-Handling-Systemen

im Prozess zur

Erreichung niedriger Taktzeiten

Die Umsetzung –

Teamwork ist gefragt

Das gesamte Grund-, Prozessund

Messkonzept wurde durch

die technische Projektleitung, dem

Bereich Process Engineering und

Development bei cms electronics

entwickelt. Für die Umsetzung der

mechanischen Realisierung wurde

ein österreichischer Anlagenbauer

beauftragt. Der langjähriger Partner

von cms electronics konnte für

sämtliche kritischen Anforderungen

aus dem Lastenheft eine technische

Lösung finden und das Anlagenkonzept

wurde in Rekordzeit von

nur drei Monaten realisiert.

Ein Ausblick

Durch die erfolgreiche Umsetzung

der neuen Ecoflex-Prüfplattform

konnten bereits jetzt in bestehenden

Kundenprojekten erhöhte Liefertreue

und vom Kunden gewünschte Erhöhungen

der Liefer mengen umgesetzt

und sichergestellt werden. Für steigende

Produktionsmengen und weitere

Neuprojektumsetzungen sind

in Zukunft auch Folgeanlagen bzw.

Weiterentwicklungen auf der erarbeiteten

Basis in Planung.

Aufgrund der positiven Entwicklungen

und den nun verfügbaren

und freien Kapazitäten durch den

Einsatz des innovativen Ecoflex-

Anlagenkonzeptes konnten bereits

Folgeprojekte für OEM-Endkunden

wie beispielsweise Porsche,

Mercedes und Nissan gewonnen

werden, was nur durch den neu

gewonnenen Wettbewerbsvorteil

– niedrigste Taktzeit bei gleichzeitig

geringen Initialkosten – möglich

war. ◄

Präzision in jeder Form - Messtechnik für die Pharmazie und Medizintechnik

Seit 60 Jahren entwickelt, fertigt

und verkauft burster Sensoren

und Messgeräte und ist immer am

Puls der Zeit, wenn es um Innovationen

und Produktentwicklungen

geht.

Mit großem Messtechnik-Know-

How, einem tiefen Verständnis für

branchenspezifische Anforderungen

und anpassungsfähigen

Lösungen ist burster der ideale

Partner für alle Messaufgaben

in der Medizintechnik. Besonders

wenn es um die präzise

Messung, Erfassung und Auswertung

kleinster Kräfte geht, erfüllen

burster-Produkte alle Anforderungen

an Geschwindigkeit, Präzision, Vernetzung

und weltweite Integrierbarkeit.

Bereits heute werden burster-Sensoren

und Geräte in der Medizintechnik

eingesetzt, z. B. zur Drehmomentüberwachung

des Dosierknopfs am

Insulinpen, zur Bruchkraftmessung an

Tabletten oder auch zur Kalibrierung

und Kontrolle zum Patientenmonitoring.

Mehr Infos unter

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burster präzisionsmesstechnik gmbh & co kg | D-76593 Gernsbach | Talstr. 1-5

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meditronic-journal 1/2021

37


Sensoren

Unempfindlich gegen Feuchtigkeit

Differenzdrucksensoren nach thermischem Massendurchflussprinzip

Differenzdrucksensoren der Reihe LDE von First Sensor kommen

beispielweise in den mobilen Spirometern „Spirostik Blue“ von Geratherm

Respiratory zum Einsatz. Alle Bilder: First Sensor

Spirometer und Beatmungsgeräte

verwenden durchflussbasierte

Differenzdrucksensoren. Doch die

feuchte Atemluft von Patienten kann

deren Funktion beeinträchtigen.

Weniger empfindlich sind Sensoren

mit kleinen, in den Chip integrierten

Strömungskanälen und einem hohen

Strömungswiderstand, wie Tests

belegen. Durchflussbasierte Differenzdrucksensoren

ermitteln Druckdifferenzen,

die Gasströmungen in

Strömungskanälen verursachen.

Autor: Michael Sammüller,

Product Manager

First Sensor

www.first-sensor.com/de

Ein Beispiel aus der Medizintechnik

ist die Bestimmung des Atemflusses

von Patienten. So nutzen

Spirometer solche Sensoren, um

das Atemvolumen zu messen und

den Luftvolumenstrom zu erfassen.

Durchflussbasiert

Bei der durchflussbasierten Differenzdruckmessung

wird der Sensor

in einem Nebenzweig (Bypass)

der Hauptströmungsleitung platziert.

Dort misst er den Druckabfall Δp =

p1 – p2 über einem Strömungselement.

Die Differenz ist ein Maß für

den Volumendurchfluss durch die

Hauptleitung. Auf diese Weise lassen

sich präzise und kostengünstig

Differenzdrücke von wenigen Millibar

erfassen.

Für dieses Messverfahren eignen

sich vor allem Sensoren mit

einem hohen pneumatischen Widerstand

von >10 bis >100 kPa/(ml/s).

Sie benötigen eine viel geringere

Bypass-Strömung für die Druckmessung.

Dadurch beeinflussen solche

Komponenten die Hauptströmung

deutlich weniger als Sensoren mit

einem niedrigen pneumatischen

Widerstand. Sie ermitteln den Differenzdruck

Δp anhand einer Gasströmung,

die durch einen Strömungskanal

im Sensor-Chip fließt. Dabei

kommt das Prinzip der thermischen

Massendurchfluss-Messung auf

MEMS-Ebene (Micro-Electrical

Mechanical System) zum Einsatz.

Probleme mit der

Feuchtigkeit

Allerdings ist bei durchflussbasierten

Differenzdrucksensoren

folgender Punkt zu beachten: Bei

Anwendungen wie der Messung

des Atemflusses enthält das Gas

eine beträchtliche Menge Feuchtigkeit.

Denn der Patient atmet feuchte

Luft aus, die meist wärmer ist als

die Umgebung. Daher kann es zu

Kondensation kommen.

Dieser Effekt tritt im Hauptströmungskanal,

in den Verbindungsleitungen

zum Sensor und möglicherweise

sogar im Sensor auf und kann

die pneumatischen Eigenschaften

des Mess-Systems verändern. Im

schlimmsten Fall setzt es dem Sensor

zu und er fällt aus. Wie hoch die

Gefahr ist, hängt stark vom Strömungswiderstand

ab, also der pneumatischen

Impedanz des Sensors.

Vier Testkandidaten

Um das Verhalten von durchflussbasierten

Differenzdrucksensoren

bei Feuchtigkeit zu ermitteln,

hat First Sensor Tests mit

vier Δp-Sensoren mit unterschiedlichen

pneumatischen Widerständen

durchgeführt. Zwei stammten vom

Unternehmen selbst, zwei Sensormodelle

(Sensor 1-1 und 2-1) anderer

Hersteller wurden zum Vergleich

herangezogen:

• Sensor LDES250UF6S mit einem

Druckmessbereich von 0…250 Pa

und einem pneumatischen Widerstand

von ~80 kPa/(ml/s) und

• Sensor LDES050UF6S mit 0…50

Pa und ~30 kPa/(ml/s).

• Sensor 1-1 mit einem Druckmessbereich

von -20…+500 Pa

und einem pneumatischen Widerstand

von ~300 Pa/(ml/s) sowie

• Sensor 2-1 mit 0…±20 Pa und

~15 kPa/(ml/s).

Alle Sensoren waren beim Test

parallel angeschlossen und somit

denselben Differenzdrücken und

Testbedingungen ausgesetzt.

Test 1: Gleiche Bedingungen

für alle Sensoren.

Beim ersten Testlauf wurden

alle vier Sensoren mit Kunststoffschläuchen

von 10 cm Länge und

1/8 Zoll Durchmesser mit einem

Typische Anordnung für die Durchflussmessung nach dem

Differenzdruckverfahren

Der Versuchsaufbau, mit dem sich das Verhalten von durchflussbasierten

Drucksensoren in feuchter Luft ermitteln lässt.

38 meditronic-journal 1/2021


Sensoren

Bei Test 1 zeigten sich bereits nach etwa 10 Sekunden Wasseransammlungen

beim Sensor eines anderen Herstellers mit geringem Strömungswiderstand

Testvolumen verbunden, in dem

eine Luftfeuchtigkeit von 100 Prozent

herrschte. Als Strömungswiderstand

diente ein 5 cm langer

Kunststoffschlauch mit einem

Innendurchmesser von 1/16 Inch

(1,6 mm). Der Druck im Testvolumen

entsprach dem der Umgebung.

Der Differenzdruck Δp lag bei etwa

230 Pa. Er wurde von einem membranbasierten

Differenzdrucksensor

überwacht.

Bereits nach 30 Sekunden zeigten

sich erste Kondensationsspuren im

Inneren des Verbindungsschlauchs

zum Sensor 2-1. Dieser wies den

geringsten pneumatischen Widerstand

der Testkandidaten auf. Nach

einer Minute fiel bei diesem Sensor

das Ausgangssignal stark ab. Nach

weiteren 60 Sekunden war außerdem

eine starke Reduzierung der

Ausgangsspannung zu beobachten,

von ~120 mV bis auf ~0 mV.

Die Ursache war die Verstopfung

des Verbindungsschlauchs mit Kondenswasser.

Das wiederum führte

zu einem plötzlichen Anstieg der

Temperatur im Testvolumen und

einer kurzen Druckspitze, bis die

Regelung des Gebläses wieder

einen konstanten Differenzdruck

Δp herstellte. Auch beim Sensor

1-1 fiel nach etwa vier Minuten die

Ausgangsspannung auf den Wert 0,

ebenfalls bedingt durch Kondenswasser

im Verbindungsschlauch.

Zum Vergleich

Bei den beiden LDE-Sensoren

kam es nicht zu einer Wasseransammlung

am Anschluss zum

Testvolumen. Außerdem trat während

des gesamten Testlaufs von

55 Minuten keine Kondensation in

den Verbindungsschläuchen auf.

Der Sensor LDES250UF6S zeigte

während des gesamten Tests ein

gleichbleibendes Ausgangssignal,

meditronic-journal 1/2021

entsprechend der kalibrierten Messgenauigkeit.

Das Ausgangssignal

des LDES050UF6S-Sensors war

gesättigt, weil der beim Test verwendete

Differenzdruck Δp über

dessen Messbereich von 50 Pa lag.

Test 2: Handicap für

LDE-Sensoren

Beim zweiten Versuch wurden

die LDE-Sensoren „benachteiligt“:

Der Innendurchmesser des Verbindungsschlauchs

zum Sensor 1-1 war

nun mit 1/4 Inch (6,4 mm) doppelt

so groß. Dadurch konnte der Sensor

mehr Kondenswasser aufnehmen.

Bei den LDE-Sensoren lag der

Durchmesser unverändert bei 1/8

Inch. Allerdings kürzten die Testfachleute

die Schlauchlänge von 10 cm

auf 3 cm. Dadurch lagen die LDE-

Sensoren näher am Testvolumen.

Wie erwartet funktionierte Sensor

1-1 beim zweiten Test länger. Erst

nach etwa 60 Minuten verstopften

Wasseransammlungen den Verbindungsschlauch,

was zu einem

starken Abfall des Ausgangssignals

führte. Doch bereits nach 20 beziehungsweise

40 Minuten war bei konstantem

Differenzdruck Δp der Versuchsanordnung

kurzzeitig ein Abfall

des Ausgangssignals zu beobachten.

Der Grund war, dass Kondenswasser

den Verbindungsschlauchs

beziehungsweise die inneren Strömungskanäle

verengte.

Da der Sensor kontinuierlich

von Luft durchströmt wird, löst

diese Strömung geringere Wasseransammlungen

teilweise wieder auf.

Das ist auch der Grund, warum der

Signalwert kurzfristig sinkt und das

Ausgangssignals anschließend wieder

den vollen Signalwert erreicht -

etwa 2 V bei einem Differenzdruck

Δp ≈ 230 Pa. Wie schon im ersten

Test zeigten beide LDE-Sensoren

auch beim zweistündigen Testlauf

mit dem gekürztem Verbindungsschlauch

keine Anzeichen einer

Verstopfung oder Verschlechterung

des Signals.

Bewertung der Ergebnisse

Beide Testreihen machen deutlich,

wie wichtig ein hoher Strömungswiderstand

bei durchflussbasierten

Differenzdrucksensoren ist, wenn

diese in Systemen zur Messung

warmer und feuchter Luft eingesetzt

werden. Dazu gehören neben

Spirometern auch Systeme für die

Beatmung und Anästhesie, außerdem

Schlafapnoe-Therapiegeräte.

Ein hoher Strömungswiderstand

reduziert die Menge feuchter Luft,

die durch den Sensor und seine

Verbindungsschläuche fließt und

damit auch die Menge an Feuchtigkeit,

die überhaupt kondensieren

und möglicherweise die Strömungsleitungen

verstopfen könnte.

Je weniger Luftströmung ein durchflussbasierter

Drucksensor für seine

Messungen benötigt, desto besser

ist grundsätzlich sein Verhalten

und seine Beständigkeit gegenüber

feuchter Luft. Ist der pneumatische

Widerstand niedrig, fließen

größere Mengen Luft durch

den Sensor und die Verbindungsschläuche.

Bei hoher Luftfeuchtigkeit

sind die Schläuche daher anfällig

für Kondensation. Außerdem

können Wasseransammlungen an

den Verbindungsstellen zu einer

Verstopfung und zum Ausfall der

Sensoren führen.

Wassertropfen

Weiterhin ließen sich bei den

Untersuchungen auch an den Wänden

des Testvolumens größere Wassertropfen

beobachten, die aus der

Hauptströmung kondensierten. Auch

diese Tropfen können Verbindungsschläuchen

zusetzen. Das ist etwa

dann der Fall, wenn sich die Tropfen

unter dem Einfluss der Schwerkraft

oder einer Oberflächenspannung

verbinden und verschieben.

Auch wenn dies bei der Testreihe

nicht beobachtet wurde, kann dieser

Effekt jeden Sensor betreffen, unabhängig

von seinem Strömungswiderstand.

Die Entwickler von Messgeräten

und medizinischen Systemen

sollten daher diesen Faktor berücksichtigen

und eine Eignungsüberprüfung

der Sensoren nach oben

genanntem Beispiel durchführen

sowie Vorkehrungen treffen, dass

keine Kondensation auftritt. ◄

Die Ergebnisse der ersten Tests von vier durchflussbasierten

Differenzdrucksensoren: Bei den Sensoren 1-1 und 2-1 ist ein Abfall der

Ausgangssignale festzustellen, bedingt durch Kondenswasser. Bei den

beiden Sensoren von First Sensor traten keine Probleme auf.

39


Sensoren

Sichere Sauerstoffmessungen nach dem

paramagnetischen Prinzip

Ein solides und hochgenaues Verfahren für anspruchsvolle Anwendungen

Messprinzip

Bild 1: Der paramagnetische OXYPA-Sensor. Vorn rechts befinden sich die Gasanschlüsse des Sensors, während hinten

rechts der Anschluss zur Regelung und Rückstellung des Ausgangssignals angebracht ist

Das grundlegende Messprinzip

eines paramagnetischen Sauerstoffsensors

basiert auf der Tatsache,

dass Sauerstoff paramagnetisch

ist und über eine im Vergleich mit

anderen Gasen sehr hohe magnetische

Suszeptibilität verfügt. Andere

Gase (N 2 , CO x , C x H y , H 2 , H 2 O) sind

eher diamagnetisch als paramagnetisch.

Die hohe magnetische

Suszeptibilität von Sauerstoff stellt

sicher, dass das Ausgangs signal

eines paramagnetischen Sauerstoffsensors

nicht durch andere in

der Nähe befindliche Gase beeinflusst

wird. Beispielsweise ist die

magnetische Massensuszeptibilität

(X mass ) von Sauerstoff (positiver

X-Wert) mehr als 500-mal höher

als jene von Stickstoff (negativer

X-Wert = diamagnetisch).

Pewatron

www.pewatron.com

Sauerstoffmessungen gehören zu

den wichtigsten Regel parametern

in zahlreichen kritischen Anwendungen,

beispielsweise wenn

sichergestellt sein muss, dass bei

medizinischen Behandlungen oder

bei der Abgasanalyse in Verbrennungsprozessen

die richtige Menge

an Sauerstoff zugeführt wird. Für

die Bestimmung der Sauerstoffkonzentration

in einer Gasprobe

kommen verschiedene Technologien

infrage. Bei vielen von ihnen

bestehen jedoch Einschränkungen,

wie eine unzureichende Wiederholgenauigkeit

oder eine große Drift des

Ausgangssignals sowie Querempfindlichkeiten

mit anderen Gasen.

Die im Zeitverlauf niedrige Drift

des Ausgangssignals ist beispielsweise

sehr wichtig für aktive Brandschutzsysteme,

bei denen der Sauerstoffgehalt

im Raum typischerweise

auf 12 – 16 % O 2 abgesenkt

wird, wenn ein potenzielles Risiko

besteht, dass die Kombination aus

brennbaren Gasen, Zündquellen und

ausreichend hohen Sauerstoffkonzentrationen

(das Explosionsdreieck)

zu einem Brand führen kann.

Durch die Senkung des Sauerstoffgehalts

ist die Gefahr eines Brandes

(in Serverräumen, Windkraftanlagen,

Lagerräumen etc.) zwar niedrig,

gleichzeitig arbeiten in diesem

Umfeld aber oft Menschen. Deshalb

gilt es, das Brandrisiko und

die Gefahr einer Beeinträchtigung

durch einen niedrigen Sauerstoffgehalt

im Arbeitsumfeld gegeneinander

abzuwägen. Das empfindliche

Gleichgewicht lässt sich am besten

mit einem hochgenauen Sauerstoffsensor

mit sehr niedriger Signaldrift

überwachen.

Der paramagnetische

Sauerstoffsensor

In diesem Artikel wird ein solcher

Sensor beschrieben: der paramagnetische

OXYPA-Sauerstoffsensor.

Dieser zeichnet sich durch eine

äußerst niedrige Signaldrift, eine

sehr gute Signalwiederholbarkeit

sowie die Vermeidung von Querbeeinflussungen

auf andere Gase aus.

Zunächst wird das Prinzip der paramagnetischen

Sauerstoffmessung

detailliert erklärt. Danach wird das

OXYPA-Produkt näher beschrieben.

Die magnetische

Suszeptibilität

gibt an, ob ein Material von einem

Magnetfeld angezogen oder von ihm

abgestoßen wird. Paramagnetische

Materialien richten sich zum Magnetfeld

aus und werden von Bereichen

mit höherer Feldstärke angezogen.

Diamagnetische Materialien werden

von Magnetfeldern abgestoßen und

bewegen sich immer in Richtung

der niedrigeren Feldstärke. Neben

dem anliegenden Magnetfeld bildet

auch das Material selbst ein eigenes

Magnetfeld.

Angewandte Messprinzipien

Das paramagnetische Prinzip

lässt sich auf vielfache Weise zur

Sauerstoffdetektion einsetzen.

Grundlage ist jedoch immer, dass

die Sauerstoffmoleküle zu größeren

Magnetfeldern hingezogen werden.

Im Markt dominieren hauptsächlich

folgende drei Messprinzipien:

1) Messung von Veränderungen

des „magnetischen Windes“ mittels

Durchflussmessung

40 meditronic-journal 1/2021


Sensoren

2) Messung von Druckveränderungen

auf Basis eines variablen

(ein-aus) Magnetfelds

3) Last- oder Kraftmessung mithilfe

eines diamagnetischen Bezugspunkts

Unabhängig vom Messprinzip sind

alle paramagnetischen Sauerstoffsensoren

hochkomplizierte elektromechanische

Mikrosysteme, deren

Produktion und Prüfung umfangreiche

Kompetenzen erfordern.

Die hohe Leistungsfähigkeit des

Endprodukts rechtfertigt jedoch

diese hohen Anforderungen. Der

paramagnetische OXYPA-Sensor

(Bild 1) funktioniert nach dem dritten

Messprinzip (Partialdruckmessung

mit einer drehbaren Glashantel)

und wird im nächsten Abschnitt

genauer beschrieben (siehe Messprinzip

in Bild 2).

Funktion

Das Innere des OXYPA-Sensors

wird auf 55 °C erhitzt, damit Veränderungen

der Umgebungstemperatur

so wenig Einfluss wie möglich

haben. Sauerstoff ist eines der wenigen

Gase mit ausgeprägten paramagnetischen

Eigenschaften, die

wie folgt für die Messung genutzt

werden können: Eine kleine, mit

Stickstoff gefüllte Glashantel wird

in einem nicht homogenen Magnetfeld

innerhalb der beheizten Messzelle

platziert. Die Ruhelage des

Systems wird durch einen Lichtstrahl,

einen auf der Hantel befindlichen

Spiegel und eine Fotozelle

bestimmt. Die Glashantel ist diamagnetisch

und neigt dazu, sich

vom Magnetfeld wegzudrehen. Die

paramagnetischen Sauerstoffmoleküle

des Messgases dagegen werden

ins Magnetfeld hineingezogen,

was die Glashantel entweder verdrängt

oder dazu führt, dass sich

diese in die andere Richtung dreht.

Die Drehung wird durch ein entgegengesetztes

Magnetfeld aufgehoben,

das mithilfe einer Spule um

die Glashantel erzeugt wird, wobei

die notwendige Stromstärke vom

Signal der Fotozelle (Auslenkung der

Hantel aus der Ruhelage) bestimmt

wird. Die Differenz zwischen dem

Spulenstrom, wenn reiner Stickstoff

durch die Messzelle strömt, und dem

Spulen strom, wenn die Messzelle

von Messgas durchströmt wird, ist

proportional zur Sauerstoffkonzentration

im Messgas.

Bild 2: Prinzipskizze der drehbaren Glashantel zur paramagnetischen Sauerstoffmessung

Zuverlässige Daten

D e r p a r a m a g n e t i s c h e

OXYPA-Sauerstoffsensor gibt

äußerst zuverlässige Daten aus

und ist gleichzeitig sehr benutzerfreundlich.

Der größte Vorteil, den

dieser Sensortyp anderen Sauerstoffsensortypen

wie Zirkoniumoder

benetzten elektrochemischen

Sensoren gegenüber aufweist, ist

die Möglichkeit, ihn auch bei brennbaren

Gasgemischen einzusetzen.

Im Allgemeinen sind paramagnetische

Sauerstoffsensoren zudem

schneller als die anderen Sensortypen

und messen neben dem

Sauer stoff sogar die Konzentration

korrosiver Gase.

Gut getestet

Bevor der paramagnetische

OXYPA-Sauerstoffsensor versandt

und an die Kunden ausgeliefert werden

kann, muss er zahlreiche Kalibrations-

und Prüfzyklen durchlaufen.

Wichtigster Testparameter ist

die Bestätigung der Signalstabilität

auf der Grundlage einer sehr geringen

Signaldrift. Dabei ist zu bemerken,

dass laut Hersteller kein anderer

im Markt erhältlicher Sensor über

eine derart gute Wiederholgenauigkeit

(< ±0,03 % O 2 ) verfügt. Die

Wiederholgenauigkeit bzw. Signalstabilität

im Zeitverlauf gilt in vielen

Anwendungen wie Abgasanalysen

und Gasmischern als wichtige

Kenngröße. So ist es in Systemen

zur Gasrückführung und Gaseinspritzung,

mit denen CO-, NOxund

CO 2 -Emissionen aus fossilen

Brennstoffen und Gasen reduziert

werden sollen, beispielsweise

für den gesamten Prozess von

Bedeutung, dass der Sauerstoffgehalt

genau und zuverlässig und

im Messbereich von 1 – 10 % O 2

bestimmt wird. Genauso wichtig

ist unter solch rauen Umgebungsbedingungen

die Signalstabilität

in einem Gasmix mit unterschiedlichen

Konzentrationen an Kohlenwasserstoffen,

Kohlenstoff- und

Stickoxiden.

Gleiches gilt für einen hohen

Feuchtigkeitsgehalt. Der paramagnetische

Sauerstoffsensor OXYPA eignet

sich sehr gut für raue Umgebungsbedingungen.

Durch die Wirkung

der Physik wird aufgrund der

Präsenz anderer Gase eine direkte

Signalkorrektur vorgenommen. Die

Standard-OXYPA-Sensoren wurden

alle in einem Sauerstoff-Stickstoff-Mix

kalibriert. Sollten im Gasgemisch

noch andere Gase vorhanden

sein, lässt sich die Korrektur mit

einer ganz einfachen Berechnung

bestimmen, für die nur die Gaskonzentration

der anderen Bestandteile

nötig ist.

In einem typischen Abgas sind

Korrekturen für Kohlendioxid und

Stickoxide besonders wichtig, da

a) bei Kohlendioxid die Abgase

im %-Bereich liegen und b) Stickoxide

eine positive magnetische

Suszeptibilität aufweisen. Ein wei-

meditronic-journal 1/2021

41


Sensoren

Luft

C

Stickstoffdioxide

B

Sauerstoff

A

Filter

H

Regler

D

Ventil

Filter H Regler D Ventil D

Sauerstoffsensor

F

Filter

H

I

Regler

Motor

Anästhesiegase

D

Ventil

Proximale

Durchflussund

/ oder

Druckmessung

Luft- &

Gasbefeuchter

E

G

F

Luft- & Gaszufuhr

zum Patienten

A

B

C

D

E

F

Sauerstoffsensoren (0-100%)

Stickstoffdioxide Sensoren

Sauerstoff (0-25%), Kohlemonoxide,

Stickstoffdoxide & Schwefeldioxide ppm Gassensoren

Durchflusssensoren

Thermistorsensoren und Sonden

Drucksensoren; Umgebungs-, Nieder- & Ultra-Niederdruck

F

Umgebungs-Druckmessung

G

Feuchtesensoren

Ventil

D

F

E

Filter

Atemluft vom

Patienten

H

Druck Transmitter

I

Hall-Effect ICs, magnetische Sensoren & Stromsensoren

Bild 3: Flussdiagramm für ein medizinisches Anästhesiegerät

teres Anwendungsbeispiel, bei

dem Signalstabilität und Funktionstüchtigkeit

unter rauen Umgebungsbedingungen

gefragt sind,

ist der Einsatz in Erd- oder Biogasanwendungen,

wo überschüssiger

Sauerstoff in der Gasleitung

und im Verbrennungsmotor einen

unerwünschten Bestandteil des

Gasmixes darstellt. Hier ist die

Nullpunktstabilität des OXYPA in

Kombination mit Korrekturen für

unterschiedliche Konzentrationen

von Kohlendioxid, Methan, Ethan

und Butan von Bedeutung, die

sich jeweils auf den Nullwert sowie

Werte im Umfeld von 0 % Sauerstoff

auswirken.

Der OXYPA ist klein und lässt

sich einfach in Schränke, Gehäuse,

Analysegeräte und Maschinen

installieren, bei denen eine genaue

Messung der Sauerstoffkonzentration

nötig ist. Der OXYPA lässt sich

individuell und in einer großen Bandbreite

von Sauerstoffkonzentrationen

kalibrieren. Es gibt verschiedene

Optionen für das Ausgangssignalformat,

die Gasanschlüsse

und Durchflussregler. Besonders

zu beachten ist, dass jeder paramagnetische

OXYPA-Sensor, der

das Lager von Pewatron verlässt,

gemäß äußerst strengen Vorgaben

geprüft und zugelassen wurde. Dies

gewährleistet eine zuverlässige und

sichere Messung in zahlreichen verschiedenen

Anwendungen.

Anwendungsbeispiele

In zwei Anwendungsbereichen

der Medizintechnik werden primär

paramagnetische Sauerstoffsensoren

eingesetzt, um die bestmögliche

Leistung und Zuverlässigkeit

zu erreichen: Bei der Luftversorgung

in der Anästhesie und bei der

Sauerstoffbehandlung durch Variation

der Fraktion des eingeatmeten

Sauer stoffs (FiO 2 ). Für die Regulierung

der FiO 2 ist eine zuverlässige

und schnelle Ausgabe über

den gesamten Konzentrationsbereich

von 21 bis 100 % ein entscheidender

Parameter, den es zu

beachten gilt. Der OXYPA erfüllt

die strengen Anforderungen an

medizinische Sauerstoffkonzentratoren

und entspricht den medizinischen

Standards.

Ein medizinisches

Anästhesiegerät

wurde entwickelt,

um Medikamente

zur

Schmerzausschaltung

und

zur Beseitigung

von Problemen

unter Vollnarkose

zuzuführen.

Mit einem

kontinuierlichen

Durchfluss sorgt

das Anästhesiegerät

für

eine gezielte

und konstante

Zufuhr von

medizinischen

Gasen (z. B.

www.krebshilfe.de

Luft, Lachgas und Sauerstoff),

die mit einer genauen Konzentration

von Anästhesiedampf (z. B.

Isofluran) gemischt werden, und

gibt dieses Gemisch mit dem

gewünschten Druck (Partialdruckgemisch

der Gase) an den Patienten

ab. Dabei ist der paramagnetische

Sauerstoffsensor das

Herzstück des Gerätes, denn er

gewährleistet, dass die Person in

Vollnarkose den lebensnotwendigen

Sauerstoff erhält. Zudem

stellt die Fähigkeit des OXYPA,

schnell auf Änderungen im medizinischen

Luft/Sauerstoff-Gemisch

zu reagieren – verbunden mit

der Tatsache, dass der OXYPA

keine oder nur geringe Quereinflüsse

auf die in Kombination mit

Luft und Sauerstoff verwendeten

Gase hat – eine wichtige Voraussetzung

dar. Bild 3 zeigt ein charakteristisches

Flussdiagramm für

ein medizinisches Anästhesiegerät.

Der OXYPA ist als Herzstück

des Gerätes dargestellt und das

Innenleben des Gerätes weist eine

Vielzahl kritischer Funktionen auf.

Diese kritischen Funktionen verfügen

über Sensoren zur Überwachung

und Rückmeldung von Änderungen,

die eine Aktion erforderlich

machen. Für all diese Erfassungsund

Überwachungsfunktionen hält

Pewatron entsprechende Lösungen

bereit. Es wird darauf hingewiesen,

dass der OXYPA auch für

die Überprüfung des Sauerstoffund

Lufteinlasses verwendet werden

kann, und zwar in Verbindung

mit Gassensoren, die den Gehalt

von Stickstoffdioxid, Kohlendioxid

und Schwefeldioxid messen. ◄

SPENDENKONTO IBAN:

DE65 3705 0299 0000 9191 91

42 meditronic-journal 1/2021


Sensoren

Neue piezo-resistive Silizium-Drucksensoren

Best of 2020

Der neue ABP2-Drucksensor von Honeywell

hat das laut Hersteller beste Preis-Leistungsverhältnis

für Board Mount Drucksensoren. Mit

der Erweiterung der sehr beliebten ABP-Serie

bietet Honeywell noch ein größeres Spektrum

an technischen Lösungen für Board Mount

Drucksensoren.

• Höhere Auflösung

• Breiterer Betriebsdruckbereich

• Ultra-Low Pressure (ULP)

• Höhere Temperaturbereiche bis 125 °C

• Kompensierter Termperaturbereich bis 110 °C

• Geeignet für korrosive Medien

• Ausgangssignale analog oder digital (SPI, I²C)

• Platzsparende Bauweise

Mit diesen Eigenschaften ist der ABP2

Drucksensor für viele medizinische Applikationen

bestens geeignet.

IBA Sensorik GmbH ist seit über 30 Jahren

autorisierter Honeywell Distributor und

Spezialist für kundenspezifische Sonderlösungen.

IBA-Sensorik GmbH

iba@iba-sensorik.de

www.iba-sensorik.de

Induktiver Wegaufnehmer für den Hygiene- und Lebensmittelbereich

um. Der Innenraum des Edelstahlrohres wird

komplett vergossen. Die vergossene Bauweise

ermöglicht einen Einsatz bei Schockbelastungen

bis 250 g SRS (20 – 2.000 Hz)

und Vibrationsbelastungen bis 20 g rms (50 g

Spitze). Der zulässige Betriebsspannungsbereich

zwischen 9 und 32 V DC, die große

Genauigkeit von 0,1 % und die verschiedenen

Ausgangs signale lassen den Einsatz in vielen

Bereichen zu. Durch das Baukastenprinzip sind

kundenspezifische Sonderlösungen auch bei

kleineren Serien kostengünstig zu realisieren.

Der elektrische Anschluss erfolgt wahlweise

über M12 Edelstahlstecker oder wasserdicht

angegossenes Kabel. In dieser Ausführung

erreicht der Wegaufnehmer die Schutzart

IP68 und kann mit den gängigen Reinigungsverfahren

gereinigt werden.

Die bewährten induktiven Wegaufnehmer

der Serie SM40 – SM43 sind jetzt auch komplett

aus Edelstahl lieferbar. Die integrierte

Auswerteelektronik wandelt den Messweg

(max. 360 mm) in normierte Ausgangssignale

0(4) – 20 mA, 0 – 10 V DC oder ±10 V DC

a.b.jödden gmbh

info@abjoedden.de

www.abjoedden.de

meditronic-journal 1/2021

43


Sensoren

Neues Evaluationskit für Einweg-

Durchflusssensoren jetzt erhältlich

Das Evaluationskit für Sensirions Einweg-Durchflusssensor LD20-2600B ist neu in der Distribution erhältlich

Der Einweg-Durchflusssensor

LD20-2600B für schnelle, präzise

und zuverlässige Messungen niedrigster

Durchflussraten in biomedizinischen

Anwendungen wurde

bereits vor drei Jahren erfolgreich

eingeführt. Das Evaluationskit dieses

OEM-Flüssigkeitsdurchflusssensors

kann nun auch online über das Vertriebsnetz

von Sensirion gekauft

werden. Mit diesem Schritt erfüllt

Sensirion den Wunsch vieler Kunden

weltweit, den Sensor für erste

Evaluationen und Proof-of-Concept-Prototests

in kleinen Stückzahlen

schnell und einfach verfügbar

zu machen.

Sicheres, präzises und

zuverlässiges Messen

von niedrigen Flussraten im Medizinbereich

war noch nie so einfach:

Die Einweg-Durchflusssensoren der

LD20-Serie messen die Flussrate an

der für Arzt und Patient relevanten

Stelle und stellen so eine wirksame

Behandlung bei gleichzeitig verbesserter

Patienten sicherheit sicher.

Dies ermöglicht die Entwicklung

smarter Medizingeräte und erfüllt

die Bedürfnisse globaler Trends wie

„Point-of-Care“, Patienten konformität,

komplexe Medikamentenverabreichung

und tragbare Gerätedesigns.

Diese Trends werden angesichts

der Covid-19-Pandemie noch wichtiger,

da der Bedarf an zukünftigen

Lösungen für die häusliche Pflege,

die ferngesteuert überwacht werden

können, steigt. Die entsprechenden

Lösungen könnten die heutigen IV-

Therapien im Krankenhausumfeld

weiter ersetzen.

Optimierte Kosten

Der Durchflusssensor LD20-2600B

basiert auf der bewährten CMO-

Sens-Technologie von Sensirion.

Ein vereinfachtes Design sorgt für

optimierte Kosten, ohne dass Einbussen

bei den fluidischen, elektrischen

und mechanischen Verbindungen

hingenommen werden müssen.

Barb-Anschlüsse gewährleisten

eine einfache und sichere Integration

in Flüssigkeitssysteme. Der

gerade und hindernisfreie Flusskanal

kommt ohne bewegliche Teile

aus. Benetzte Materialien in Medizinalqualität

sorgen darüber hinaus

für eine hervorragende chemische

Beständigkeit und eine ausgezeichnete

Medienkompatibilität. Der

Sensor ermöglicht die bidirektionale

Messung von Durchflussraten

im Bereich bis zu 1000 ml/h und

erkennt zuverlässig und mit bisher

unerreichter Geschwindigkeit und

Sensitivität häufige Fehler modi wie

Okklusion, Luftblasen und unkontrollierten

Durchfluss.

Vielseitig einsetzbar

Das intelligente, kompakte und

kosteneffiziente Design der LD20-

Sensorserie eignet sich für unterschiedlichste

Anwendungen in der

Intensiv- und Heimpflege. Beispiele

sind die Überwachung von ambulanten

Infusionspumpen, die Messung

kleinster Durchflussraten kritischer

Medikamente in der Neonatologie

und der Pädiatrie sowie die

kontinuierliche Urinflussmessung.

Mit einem Durchflusssensor der

LD20-Serie kann beispielsweise die

Medikamentenabgabe genau und in

Echtzeit gemessen werden. Folglich

erzielen medikamentöse Therapien

bessere Behandlungsergebnisse,

da es leichter wird, die Behandlung

zu überwachen und zu steuern. Die

LD20-Serie erlaubt es Herstellern

medizinischer Geräte, die Sicherheit,

Effektivität und Zuverlässigkeit

ihrer Produkte zu erhöhen, wovon

sowohl die Patienten als auch das

medizinische Personal profitieren.

Das Evaluationskit kann beim bevorzugten Distributor bestellt werden: www.sensirion.com/shop

Weitere Informationen stehen unter www.sensirion.com/ld20 zur Verfügung.

Sensirion AG

www.sensirion.com

Diesen Fachartikel aus 2020 sollten Sie gelesen haben:

Revival der hochpräzisen, rein analogen Technologie

Die Drucksensoren der Serien AG3 und AP3 wurden ursprünglich

für die hochgenaue Blutdruckmessung entwickelt. Aber der Sensor

mit dem extrem rauscharmen analogen Ausgangssignal bringt auch in

anderen Anwendungen entscheidende Vorteile, zum Beispiel bei der

Dialyse oder Thrombosen-Behandlung. Der Sensor wird heute überall

dort verbaut, wo eine hohe Auflösung und eine schnelle Abtastrate

gefordert sind. Durch den Einsatz neuester Analogtechnik wird eine

herausragende Signalqualität erreicht. Dies beweist, dass die Digitalisierung

nicht immer die bessere Wahl ist.

Pewatron, meditronic-journal 2-2020, ab Seite 64

Online: https://www.beam-verlag.de/fachzeitschriften/meditronic-journal/zeitschriftenarchiv-2020/

44 meditronic-journal 1/2021


Sensoren

Broschüre mit praxisorientierten Infos:

Weg- und Winkelmessung in der

Medizintechnik

Novotechnik

Messwertaufnehmer OHG

info@novotechnik.de

www.novotechnik.de

Sensoren, die in der

Medizintechnik eingesetzt

werden, müssen nicht nur

im Hinblick auf Zuverlässigkeit,

Lebensdauer und

Genauigkeit überzeugen,

sondern auch im Preis.

Dabei wird die Auswahl

eines passenden Sensors

immer von der jeweiligen

Messaufgabe bestimmt.

Um hier dem Anwender

die Auswahl zu erleichtern,

stellt Novotechnik im neuen

Flyer „Weg- und Winkelmessung

in der Medizintechnik“

Sensoren unterschiedlicher

Funktionsprinzipien

vor, jeweils mit ihren

spezifischen Eigenschaften

und den sich daraus ergebenden

Applikationsbereichen.

Die Palette reicht von potentiometrischen und kontaktlosen

Sensoren für die Winkel- und Wegerfassung

über Stabsensoren für den direkten Einbau im Druckbereich

von Hydraulik- und Pneumatik-Zylindern bis

hin zu Sensor-Kits, die bei kompakten Abmessungen

platzsparend eingebaut werden können. Zu den Standardprodukten

kommen kundenspezifische Lösungen,

die speziell im Hinblick auf die jeweilige Applikation

modifiziert werden.

Je nach Technologie und Ausführung eignen sich

die Weg- und Winkelsensoren zum Beispiel zur optimalen

Positionierung von Patientenliegen und Röntgentischen

sowie zur Umdrehungserfassung in elektrischen

Rollstühlen bis hin zu einer Verbesserung der

Lebensqualität durch den Einsatz in Therapie- und

Rehageräten. Ebenso bewährt haben sich die Sensoren

bei der exakten Messung der Ventilstellung in

Blutanalysegeräten sowie in der Füllstandsmessung

in Absauganlagen.

Viele Sensoren sind für Temperaturbereiche von

-40 °C bis +125 °C geeignet. Sie genügen nicht allein

den Standard-Schutzklassen bis IP69K, sondern werden

auf härteste Anforderungen geprüft, die über die

reinen Normvorgaben hinausgehen. Viele Baureihen

sind redundant erhältlich und erfüllen die Anforderungen

zur funktionalen Sicherheit. ◄

Hier der Link zum Flyer:

https://www.novotechnik.de/fileadmin/user_upload/pdfs/kataloge_flyer/Flyer_Medizintechnik_d.pdf

heißt bald

01. März 2021

Sensors and Power

Experts on Design-In

for sensors and power solutions

meditronic-journal 1/2021

Zürich

München

Angst+Pfister Sensors and Power AG | www.sensorsandpower.angst-pfister.com

info@sensorsandpower.angst-pfister.com

45


Sensoren

Best of 2020

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

Verpackungs technologien 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

Piezoresistive Kraftsensoren für den Einsatz in medizinischen Geräten

Schnittstelle mit dem Sensor. Mithilfe der Diagnosefunktion

wird der ordnungsgemäße Funktionszustand

überwacht und gewährleistet eine

hohe Sicherheit.

Beispielsweise wird die FMA-Serie sehr erfolgreich

zur Überwachung von Blockaden im Pumpenrohr

oder Schläuchen bei der Abgabe von

Suspensionen in Infusionspumpen, ambulanten

Pumpen, enteralen Ernährungspumpen und

von Nierendialysegeräten eingesetzt.

MicroForce Sensoren der FMA-Serie von

Honeywell sind piezoresistive Kraftsensoren

und eignen sich hervorragend für den Einsatz

in medizinischen Geräten. Die FMA-Serie wurde

entwickelt, um den Kundenwunsch nach einem

kompensierten, verstärkten Kraftsensor zu erfüllen,

der digitale Ausgänge, eine Vielzahl von

Kraftmessbereichen, ein kleines, kostengünstiges

Format sowie eine verbesserte Haltbarkeit

und Genauigkeit bietet. Das flexible Design

bietet mehrere Standardkonfigurationen über

einen weiten Betriebstemperaturbereich.

Die platzsparende Form von 5 x 5 mm ermöglicht

den Einsatz auch in Anwendungen

mit begrenztem Bauraum. Die direkte mechanische

Kopplung ermöglicht eine zuverlässige

MicroForce Sensoren werden auf nichtinvasive

Weise verwendet und erfordern

vor der Wiederverwendung keine Desinfektion

oder Sterilisation. Alle Produkte werden

gemäß den ISO 9001-Standards entwickelt

und hergestellt.

IBA-Sensorik GmbH ist seit über 30 Jahren

autorisierter Honeywell Distributor und Spezialist

für kundenspezifische Sonderlösungen.

IBA-Sensorik GmbH

iba@iba-sensorik.de

www.iba-sensorik.de

46 meditronic-journal 1/2021


Sensoren

Drucksensoren mit analogem und

digitalem Ausgangssignal

sowie einen verstärkten

Analog-Ausgang.

Gehäuseoptionen

All Sensors GmbH

www.allsensors.eu

In Zeiten der Covid-19-Pandemie

sind Lungendiagnostik und Beatmung

in den Fokus gerückt. Deshalb

ist die Nachfrage nach Niederdrucksensoren

enorm gestiegen.

Sie finden aktuell Einsatz zumeist

in Beatmungsgeräten bzw. Respiratoren.

Diese Geräte haben einen

komplexen Aufbau und erfordern

stabile, zuverlässige und hochsensible

Komponenten.

Als Antwort auf die neuen Anforderungen

hat All Sensors die ELV-

Serie auf den Markt gebracht. Diese

neue Sensorfamilie bietet OEM-

Kunden aus der Medizintechnik

eine erhöhte Flexibilität im Design

bei einer großen Bandbreite an

Druckbereichen von ±0,5 in H 2 O

bis ±150 PSI bzw. ±2,5 mbar bis

±10 bar.

Vier Plattformen

Die digitalen und analogen Drucksensoren

der ELV-Serie bestehen

aus vier Plattformen:

ELVH, ELVI, ELVE und ELVA.

Die Serie basiert auf der All Sensors

CoBeam²-Technologie. Diese

innovative Technologie bietet in ihrer

Klasse die beste Niederdruck-Sensorleistung

mit minimalen Querempfindlichkeiten

gegenüber externen

Einflüssen. Daraus resultiert auch

eine verbesserte Langzeit-Stabilität.

Die CoBeam²-Technologie vereint

Aspekte der Dehnmessstreifen-Sensoren

der 1950er-Jahre mit

modernster MEMS-Siliziumtechnologie.

Die Produkt-Highlights beinhalten

eine I²C- oder SPI-Schnittstelle

mit 12- oder 14-Bit Auflösung

Es steht eine große

Auswahl an Miniaturgehäusen

mit SIPund

DIP- sowie SMD-

Package-Konfigurationen

zur Verfügung.

Die Gehäuse ermöglichen

eine flexible

und platzsparende

PCB-Montage. Außerdem sind verschiedenste

Port- und Pin-Konfigurationen

verfügbar. Kundenspezifische

Produkte sind auf Anfrage

möglich. Die Drucksensoren der

ELV-Serie sind für den Gebrauch

mit nicht korrosiven, nicht ionischen

gasförmigen Medien vorgesehen.

Anwendungsbereiche

Die ELV-Serie ist für Niederdruckanwendungen

in der Medizintechnik,

pneumatischen Steuerungen,

Anwendungen im Bereich

Heizungs-Lüftungs-Klimatechnik

und industrielle Prozess-Steuerung

bestens geeignet.

Fazit

Mit all den hier genannten Features

ist diese Niederdruck-Sensorserie

eine flexibel einsetzbare

Komponente im Bereich der Medizintechnik

und die All Sensors

GmbH ein zuverlässiger Partner

in der Covid-19-Krise.

Technische Daten im

Überblick

• 2,5 mbar bis 10 bar Relativ- und

Differenzdruck sowie Absolutund

Barometrische Messbereiche

• Verstärkte analoge und digitale

Ausgänge (I 2 C oder SPI)

• 12 oder 14 Bit digitale Auflösung

• Versorgungsspannungsoptionen:

3 V, 3,3 V und 5 V

• Kundenspezifische Kalibrierungen

und Gehäuseoptionen

sind verfügbar

• All Sensors’ CoBeam 2 -Technologie


meditronic-journal 1/2021

47


Robotik

Automation für medizinischen Fortschritt

Roboterzelle für Montage und Verpackung von Kryogas-Patronen

Bei der Montage und Verpackung der Kryogaspatronen arbeiten ein

Stäubli SCARA TS60 und ein Sechsachser TX90 Hand in Hand

Dank seiner großen Reichweite kann der Stäubli TX90 alle Positionen in der

Zelle problemlos anfahren

Autor: Ing. Ralf Högel,

freier Journalist, Industrie

Kommunikation Högel

Stäubli Robotics (Deutschland)

www.staubli.com

Der CryoPen gilt bei der Entfernung

von Unregelmäßigkeiten

der Haut als innovative Alternative

zum Skalpell. Um dem weltweit

steigenden Bedarf an Gaspatronen

für die Pens nachzukommen,

setzt der Hersteller auf eine wegweisende

Automatisierungslösung,

bei der zwei Stäubli Roboter Hand

in Hand arbeiten.

Mit dem CryoPen bietet H&O Equipments

dem Hautarzt eine patientenfreundliche

Lösung. Das Gerät, das

wie ein hochwertiger Schreibstift aussieht,

dosiert Distickstoffmonoxid N 2 O,

auch als Lachgas bekannt, mit einer

Temperatur von -89 °C und einem

Druck von 55 bar hochpräzise auf die

Haut des Patienten. Mit diesem Kältestrahl

lassen sich kleine Unregelmäßigkeiten

wie Alters flecken, Warzen

oder Blutschwämmchen sehr gezielt,

mit geringem Aufwand und ohne Blutungen

entfernen. Auch der Heilungsprozess

geht deutlich schneller vonstatten,

meistens bleiben keine Narben

zurück.

Alles im Stift

Diese „Kryotherapie“ ist ein

bewährtes und weltweit zugelassenes

Verfahren. Die Innovation

von H&O Equipment besteht darin,

die dafür notwendige Ausrüstung in

einen kompakten Stift zu integrieren.

Arzt oder Kosmetik-Institut können

somit auf eine aufwändige Gaseversorgung

mit entsprechender Infrastruktur

verzichten. Alles, was man

braucht, ist ein CryoPen, der regelmäßig

mit einer kleinen druckgekapselten

Patrone befüllt werden

muss, die das Gas enthält.

Das 1998 von Erik Hermans

gegründete Unternehmen ist mit

dieser Innovation weltweit erfolgreich

und fertigt den CryoPen sowie

die Nachfüllpatronen in der eigenen

In der Roboterzelle bei H&O Equipment montieren und verpacken zwei

Stäubli Roboter Nachfüllpatronen für den CryoPen

Je zwölf Patronen und winzige Öffner werden in einem Blister abgelegt

48 meditronic-journal 1/2021


Robotik

Auch das Greifen der Kryogas-Patronen erfolgt kameragestützt

Nach einem automatischen Greiferwechsel legt der TX90 fertig montierte

Öffner in einem Zwischenlager ab

Produktionsstätte in Südwestbelgien.

Dabei gelten höchste Anforderungen

an die Qualität – schließlich

handelt es sich um ein Medizinprodukt.

Erik Hermans: „Die Technik ist

sehr anspruchsvoll. Die Mikrodüse

muss mit Präzision im µm-Bereich

gefertigt werden. Ein miniaturisiertes

Filterelement stellt sicher, dass

nur reines Kryogas mit der Haut in

Kontakt kommt.“

Erster Schritt:

Automatisiertes Verpacken

der Patronen

Auch bei der Produktion und Verpackung

der Patronen gelten hohe

Qualitätsanforderungen. Zu jeder

Patrone gehört ein winziger Öffner

mit einem Durchmesser von rund

vier Millimetern, der die Patrone

beim Einschrauben in den CryoPen

kontrolliert öffnet und ebenfalls mit

einem Filter ausgestattet ist.

Da die Patronen in hoher Stückzahl

hergestellt werden, strebte

H&O frühzeitig eine automatisierte

Verpackung zu je zwölf Einheiten

plus zwölf Öffner in einem

Blister an. Zum Einsatz kam dabei

ein SCARA-Roboter TS60 von

Stäubli. Erik Hermans: „Diese

Anlage funktionierte gut, allerdings

war der schnelle Vierachser

mit dem reinen Verpacken etwas

unterfordert. Weil die Stückzahlen

weiterhin steigen und die Produktion

sich entsprechend weiterentwickeln

muss, wollten wir im nächsten

Schritt auch die Montage der

Filter automatisieren.“

Werner Geeroms

(rechts),

Gründer und

Geschäftsführer

von Axymatic,

mit einem H&O-

Mitarbeiter am

Touchscreen der

Roboterzelle. Alle

Bilder: © H&O

Equipments

Zweiter Schritt: Montage

von drei Kleinteilen plus

Verpacken

Bei der Suche nach einem geeigneten

Partner für diese Aufgabe kam

H&O der Zufall zur Hilfe. Im selben

Industriegebiet ist Axymatic angesiedelt:

ein Systemhaus für Robotik, das

in 28 Jahren schon mehr als 1.000

Roboter installiert hat. Gründer und

Geschäftsführer Werner Geeroms:

„Begonnen haben wir als Consultant

für Automationslösungen in der

Automobilindustrie. Heute arbeiten

wir für viele Industriebranchen und

gelten über Belgien hinaus als Spezialist

für die robotergestützte Produktion

und Verpackung.“

Axymatic projektierte eine Zelle,

in der sich zwei Stäubli Roboter

die Arbeit teilen. Der bereits vorhandene

SCARA wurde integriert

und ist hauptsächlich für die Montage

der Öffner zuständig. Die dazu

nötigen Kleinteile holt sich der Vierachser

an drei Zuführstationen ab.

Die Vereinzelung der winzigen Teile

erfolgt über Vibrationsplattformen,

über denen stationäre Kameras

angeordnet sind, die dem Roboter

exakte Positionsdaten für das präzise

Abgreifen übermitteln.

Der schnelle TS60 erledigt dabei

ein komplexes Aufgabenprofil: Er

entnimmt einen Grundkörper vom

Zuführsystem, platziert ihn auf einer

Montagevorrichtung und setzt den

Filter sowie das Oberteil auf, die er

sich von den beiden anderen Zuführstationen

geholt hat. Die montierten

Öffner werden anschließend auf

einem Tray abgelegt.

Arbeitsteilung von SCARAund

Sechsachs-Roboter

Während der SCARA die Öffner

montiert, greift sein Kollege,

ein Sechsachs-Roboter vom Typ

Stäubli TX90, ebenfalls kameragestützt

die Patronen aus einem

Behälter und legt jeweils zwölf in

einer Blister-Verpackung ab. Ist das

erledigt, unterbricht der SCARA

seine Montagearbeit und komplettiert

den Blister mit zwölf Öffnern.

Nach einer Vollständigkeitskontrolle

per Kamerafahrt wechselt der

TX90 den Greifer und schiebt das

Tray in die Anlage, die den Blister

verschweißt. Beim Abarbeiten der

verschiedenen Aufgaben, zu denen

auch das Zwischenlagern von Trays

mit fertigen Öffnern gehört, macht

sich der automatische Greiferwechsel

am TX90 bezahlt.

Präzision im Hygienedesign

Die Stäubli- Roboter hat

Axymatic nicht nur gewählt, weil sie

im Bereich Life Science als „Quasi-

Standard“ gelten. Werner Geeroms:

„Stäubli Roboter sind aufgrund ihres

Hygienedesigns das Maß der Dinge

in der Medizin- und Pharmabranche.

Bei unserer Applikation kamen noch

hohe Anforderungen an die Präzision

der Roboter hinzu. Auch hier

setzen die Stäubli Roboter mit ihrer

patentierten Antriebstechnik Maßstäbe,

so dass sie sämtliche Anforderungen

mit Bravour erfüllen.“

Automatisierung geht weiter

Effiziente Arbeitsteilung der beiden

Roboter, platzsparende Montage

und Verpackung in einer Zelle,

prozesssichere Zuführung ungeordneter

Kleinteile, hohe Taktrate:

H&O und Axymatic haben ein wirklich

anspruchsvolles Konzept in die

Tat umgesetzt. Die Anlage ist seit

Januar 2018 in Betrieb. Sie arbeitet

20 Stunden pro Tag und läuft

zur vollen Zufriedenheit der Verantwortlichen.

Deshalb ist die Entwicklungsrichtung

der Produktion

von H&O absehbar.

Erik Hermans: „Wir werden weiter

automatisieren. Das ist schon deshalb

notwendig, weil wir die Kapazitäten

erhöhen, da unsere Technologie

weltweit gefragt ist.“◄

meditronic-journal 1/2021

49


Medical-PC/SBC/Zubehör

Robuster Formfaktor mit starken 4x4K-Grafiken

AMD Ryzen Embedded V1000 / R1000 auf Mini-ITX Mainboards

der Ryzen Embedded V1000 Serie

ein sehr breites Anwendungsspektrum

mit einem einzigen Plattform-

Design abzudecken.

Höchste Skalierbarkeit

durch CPU Pinkompatibilität

Embedded Systeme auf Basis

der AMD-Zen Mikroarchitektur mit

integrierten Ökosystem aus AMD

Ryzen Embedded Prozessoren

(V1000 / R1000) setzen mit ihrer

Rechen- und Grafikleistung einen

neuen Standard. Industrie-PC Hersteller

Advantech (Vertrieb: GLYN)

setzt diese hochskalierbaren SoCs

auf robusten Mini-ITX Mainboards

ein, die ideal auf die Bedürfnisse

grafikintensiver Märkte zugeschnitten

sind.

Embedded Systemingenieure,

die auf beeindruckende Grafiken

setzen, finden in den AMD Ryzen

Embedded V1000 Prozessoren

echte Flaggschiff-APU-Leistung

Autoren: Christian Florheim,

Application Engineer, GLYN

in Kooperation mit

Antonios Tsetsos, Product Sales

Manager, Industrial-Grade

Motherboards, Advantech

GLYN GmbH & Co. KG

www.glyn.de

für alle Branchen. Mit integrierter

„Zen“-CPU und „Vega“-Grafikarchitektur

erreichen die AMD Ryzen

SoCs bis zu 3,61 TFLOPS Grafikleistung,

sowie eine herausragende

CPU Performance. Im Vergleich zu

Vorgängerplattformen ergibt sich

eine bis zu 52%ige Steigerung der

CPU-Performance, eine 200%ige

Durchsatz-/Taktverbesserung bei

der GPU.

Typische Einsatzgebiete für

AMD Ryzen Embedded

Mit dieser Leistung sind die Prozessoren

ideal für Geräte in den

Bereichen der medizinischen Bildgebung,

industriellen Bildverarbeitung,

Videoüberwachung und

Logistik fahrzeuge, die Situational

Awareness erfordern. Sie eignen

sich auch für die Vielzahl von

Anwendungen mit Unterhaltungsfaktor,

wie z. B. professionelles Broadcasting-Equipment,

Digital Signage

Player und professionelle Gaming-

Systeme, sowie industrielle HMIs,

Visualisierungsrechner in zentralen

SCADA-Leitständen und Simulationsgeräte.

Höhere Leistung

Das Ökosystem der pinkompatiblen

BGA-Prozessoren wird durch

die AMD Ryzen Embedded R1000

Prozessoren in Richtung kostengünstiger

Plattformen abgerundet

und bietet alles, was die zukunftsweisenden

„Zen“-CPU- und „Vega“-

Grafik architekturen besonders

attraktiv macht. Erstmals gibt es

im Low-Power-Bereich der Designs

der R-Serie eine Multithreading-Leistung

mit einer 3x höheren

Leistung pro Watt und einer 4x

besseren CPU- und Grafikleistung

pro Dollar als beim Wettbewerb. Der

R1000 ist damit die ideale Lösung

für preisempfindliche Embedded-

Anwendungen.

Die Ryzen Embedded R1000

SoCs mit Leistungsaufnahmen

von 6 W bis 10 W (R1102G und

R1305G), sowie 12 W bis 25 W

(R1505G und R1605G) ermöglichen

durch ihre Plattformkompatibilität mit

Die Pinkompatibilität der V1000-

und R1000-Leistungsklassen ermöglicht

es Anbietern von Embedded

Computing ihre Plattformen hochskalierbar

zu machen. So ist beispielsweise

die Leistung der robusten

AIMB-228 Thin Mini-ITX Mainboards

von Advantech skalierbar

von 2,4 GHz – 3,3 GHz AMD Ryzen

Embedded R1505G mit Radeon

Vega 3 Grafik, 2 Kernen/4 Threads

und einer TDP von 12 - 25 W

bis hin zur 3,35 GHz – 3,8 GHz

Ryzen Embedded V1807B Variante

mit Radeon RX Vega 11 Grafik,

4 Kerne/8 Threads und einer

TDP von 35 - 54 W. In Bezug auf

die Leistung bedeutet dies eine

Skalierbarkeit von 100 % der langsamsten

R1000-Variante auf ca.

176 % der schnellsten V1000-Version.

Was die Leistung von GPU

und GPGPU betrifft, so ist die

Skalierbarkeit noch größer. Diese

reicht von 384 GFLOPS beim

Ryzen R1505G bis hin zur immensen

Rechenleistung von bis zu

3,66 TFLOPS beim Ryzen V1807B,

was 953 % mehr GFLOPS bedeutet.

Diese Variationsvielfalt ermöglicht

eine perfekte Balance zwischen

Preis und Leistung für die jeweilige

Anwendung.

GPU für massive

Parallelverarbeitung

Heutzutage ist die GPU-Leistung

zudem auch eine Frage der universellen

GPU (GPGPU)-Nutzung zur

parallelen Verarbeitung von Daten in

Visions- und/oder Deep-Learning-

Anwendungen. Das AMD Ökosystem

kann hier mit OpenCL- sowie

ROCm- und Tensorflow-Unterstützung

durch seine Open-Source-

Softwarebasis für GPU-Computing

unter Linux überzeugen. Alle

ROCm-bezogenen Modifikationen

für TensorFlow sind heute Teil des

Hauptrepositoriums von Tensor-

50 meditronic-journal 1/2021


Medical-PC/SBC/Zubehör

Flow und folgen damit der Open-

Source-Philosophie der gesamten

Deep-Learning-Community. Um die

heterogenen Rechenoptionen abzurunden,

unterstützt das AIMB-228

Thin Mini-ITX-Mainboard zudem

FPGA-Erweiterungen (Field Programmable

Gate Array), die über

einen PCIe x1 Goldfinger-Konnektor

passende FPGA-Module aufnehmen

können, die Kunden in der Gaming-

Industrie beispielsweise zur Ausführung

von spielspezifischer Algorithmen

verwenden. Für andere Kunden

bieten die FPGAs die Möglichkeit

der Vorverarbeitung von Bildgebungsverfahren

in Lidar-, Sonaroder

MRT-Anwendungen. Dieser

Support gehört heutzutage schon

beinahe zum Standard für Embedded-Board-Anbieter.

Der Begriff Embedded als

Synonym für Anpassungsmöglichkeiten

Für besonders serviceorientierte

Anbieter wie GLYN und Advantech

ist es beinahe schon normal, dass

ihre Embedded-Mainboards auf die

Bedürfnisse der Kunden zugeschnitten

werden, einschließlich BIOS/

UEFI-Anpassungen, kundenspezifische

Betriebssystem-Images

und APIs, sowie alle erforderlichen

Zertifizierungen. Werden nicht alle

Schnittstellen benötigt, so kann eine

Anpassung bereits für Kleinserien

von einigen hundert Mainboards

erfolgen, sofern keine Anpassung

der Leiterplatte nötig wird. Mit jahrelanger

Expertise in den Bereichen

Embedded und Displays ist die

GLYN GmbH & Co. KG der ideale

Partner und bietet zusätzlich

die Möglichkeit der kundenspezifischen

Kabelkonfektion bereits für

Serien ab 100 Stück.

ausgelegt, während die kommerziellen

Mainboard-Designs für gut temperierte,

stoß- und vibrationsfreie

Umgebungen in angenehmer Luftfeuchtigkeit

ausgelegt sind. Betriebssicherheit

ist von größter Bedeutung,

jedoch haben die Robustheit

und hohe Lebensdauer auf Embedded-Ebene

ihren Preis.

Dennoch macht es für OEMs keinen

Sinn durch den Einsatz von handelsüblichen

Boards etwa 100 Euro

einzusparen, da ein Systemausfall

in der Regel nicht nur die gleichen

Kosten für eine Ersatzplatine inkl.

Kosten für den gelöteten Prozessor

verursacht, sondern auch erhebliche

Instandhaltungskosten und

möglicher weise auch Umsatzeinbußen

durch Stillstand bei Reparaturen

nach sich ziehen würde.

Für OEMs und Endanwender sind

Produktionsverluste durch derartige

IT-Ausfälle inakzeptabel. Für

einen effizienten Produktservice

sind über viele Jahre hinweg identische

Boards in der gleichen Konfiguration

meist unabdingbar. Besonders

große Bedeutung hat dies aufgrund

von Gerätezertifizierungen insbesondere

für die Medizintechnik,

sowie neue Mobilitätsanwendungen.

Fernverwaltung und

-Überwachung für

IoT-Anwendungen

Handelsübliche Mini-ITX-Boards

unterscheiden sich bei der IoT-

Unterstützung stark von Embedded-Angeboten.

Das AIMB-228

von Advantech wird beispielsweise

mit der IoT-Geräte bedienungs- und

Managementsoftware WISE-PaaS /

DeviceOn ausgeliefert. Bereits beim

Onboarding der Geräte registriert

die Zero-Touch-IoT-Technologie das

Board nahtlos mit seinen Einstellungen

für Identität, Sicherheit und den

lokalen Parametersettings. Smartes

Edge-Onboarding mit Datenerfassung

und Statusvisualisierung in

Leitständen und Warten, die zentrales

Management der verteilten

Devices übernehmen werden durch

die schnelle und einfache Installation

ermöglicht. Ein- und Ausschalten,

Fehler behebung und Funktionsbausteine

für geschäftskritische Prozesse

sind auf Knopfdruck verfügbar

und ermöglichen einen schnellen

und einfachen Zugriff auf die dezentralen

Devices. OTA-Software aktualisiert

sich selbständig und sicher,

indem sie Software-Patches sowie

Firmware-, Software- und Konfigurationsupdates

mittels Batch-Provisioning

sendet.

Umfangreiche Konnektivität

und Weitbereichs -

Spannungsversorgung

Um die Markteinführungszeit

für die Kunden zu verkürzen sind

für die Industriesysteme alle erforderlichen

Zertifizierungen wie EMI

und CE erhältlich. Das AIMB-228

ist für eine Weitbereichs-DC-Stromquelle

(DC 12…24 V) ausgelegt. Es

verfügt zudem über umfangreiche

I/O-Konnektivität und eine Vielzahl

an Hochgeschwindigkeits-I/Os, wie:

2x USB 3.1 Gen2, 4x USB 2.0, 2x

SATAIII, 1x interner Tastatur/Mausanschluss,

1x Intrusion Protection,

6x COM (RS422/485, CCtalk, TTL),

PCIe x8, 1x M.2 B Steckplatz mit

einem SIM-Kartenhalter für ein fache

3G/LTE-Modul- oder NVMe-Speicher,

1x M.2 E Steckplatz für WiFi-

Modulkonnektivität. Des weiteren

bietet das AIMB-228 16-Bit programmierbare

I/Os, 2x Gigabit-Ethernet

(Realtek 8111E), sowie einen PCIe

x1 Port über einen Gold-Finger für

externe FPGA-Module.

4K Auflösung auf bis zu vier

unabhängigen Displays

Durch die Integration der neusten

AMD Vega GCN (bis zu 11 CUs)

unterstützt das AIMB-228 Thin-

Mini-ITX-Mainboard hocheffiziente

Videocodierung (HEVC) mit

10-Bit-Dcodierung (4K H.264 und

H.265) und 8-Bit-Ecodierung und

liefert eine hervorragende Grafikleistung.

Mit vier unabhängigen Displays,

die über DisplayPort (DP) 1.2

unterstützt werden, und der Möglichkeit,

die LVDS-Schnittstellen (Low

Voltage Differential Signaling) zu

nutzen, dazu bietet das AIMB-228

Board auch viele eingebettete Funktionen

wie TTL/CCtalk, 10W-Verstärker

und den höchsten 4 ESD-

Schutz, was es ideal für Gaming,

Digital Signage oder medizinische

Bildgebung macht.

Die neuen Mini-ITX Mainboards

sind bei Advantech Distributor GLYN

erhältlich. ◄

Robustes Design

Zusätzlich zu den Individualisierungsmöglichkeiten

gibt es auch

Unterschiede in den Konstruktionsprinzipien.

Embedded Mini-ITX-Mainboards

bieten viele wertvolle Funktionen,

die weit über Standard-Mini-

ITX-Motherboards für kommerzielle

Anwendungen hinausgehen. Robuste

Mini-ITX-Mainboards sind durch

die Verwendung von gelöteten Prozessoren,

stabilen Kondensatoren

und Komponenten für deutlich rauere

Umgebungen und den 24/7-Betrieb

meditronic-journal 1/2021

51


Medical-PC/SBC/Zubehör

Augenzentrum Bayern optimiert

Dokumentation im OP

Rein Medical GmbH

info@reinmedical.com

www.reinmedical.com

Eine optimale Leistung kann nur

der erbringen, der sich voll und ganz

auf seine Aufgabe konzentrieren

kann. Dies gilt insbesondere in der

Medizin. Eine bestmögliche Versorgung

von Patienten ist dann gewährleistet,

wenn Ärzte und das medizinische

Personal sich ihnen 100%ig

widmen können.

Diesen Anspruch kennt auch das

Augenzentrum Bayern. Im Zusammenschluss

aus mehreren Augenkliniken,

-zentren und -ärzten versorgt

ein Team aus Augenärzten,

Anästhesisten, OP-Assistenten

und Medizinischen Fachangestellten,

aber auch Orthoptisten, Optiker/-

meistern sowie augenmedizinischem

und verwaltungstechnischem

Fachpersonal Patienten

an verschiedenen Standorten Oberbayerns.

In insgesamt sechs OP-

Sälen wird ein breites Spektrum an

Operationen angeboten: Grauer

Star, Grüner Star, Hornhautplastiken,

Lider krankungen uvm. Schon seit

längerer Zeit bestand im Verbund

der Wunsch, die Prozesse im OP mit

Blick auf Datenzugriff, Recherche

und Dokumentation, zu verbessern.

„Sowohl berufsrechtlich als auch

mit Blick auf den Behandlungsvertrag

muss jede Operation bei uns

dokumentiert werden“, beschreibt

Dr. med. Waldemar Bauer, Ärztlicher

Direktor im Augenzentrum Bayern,

die rechtliche Ausgangslage, die für

alle deutschen Ärztinnen und Ärzte

gleichermaßen bindend ist. „Diese

Dokumentationen umfassen unter

anderem OP-Zeiten, den Verlauf

der Anästhesie sowie Diagnosen,

Angaben zu Prozeduren und dem

OP-Team“, führt der Ärztliche Direktor

aus. Dass der Prozess der Dokumentation

aufwändig und für das

medizinische Personal zeitintensiv

ist, ist kein Geheimnis. Denn in den

letzten Jahren ist darüber hinaus

auch ein umfassendes Bild- und

Videomanagement hinzugekommen.

Auf der Suche nach einer flexiblen

und praktikablen Lösung, die

Ärzte und Medizinisches Personal

im OP entlastet, fand das Augenzentrum

Bayern Unterstützung bei

der Rein Medical GmbH.

Dokumentation bild- und

videogestützter Operationen

Bild- und videogestützte Operationen

machen die Arbeit im OP

sicherer und schaffen neue Möglichkeiten

der Dokumentation. Entscheidend

aber dabei ist, dass Lösungen

zum Bild- und Videomanagement

nicht nur performant, sondern auch

intuitiv bedienbar sein sollten, denn

nur dann können sie das Personal

im OP auch tatsächlich entlasten.

In Bayern war man auf der Suche

nach einer schnell anwendbaren

Lösung zur Dokumentation aller Eingriffe

anhand von Bildaufnahmen,

die zudem gut an das vorhandene

Praxisinformationssystem sowie

an das Bildarchiv (PACS) anzubinden

sein sollte. „Die Benutzerfreundlichkeit

war uns sehr wichtig,

darüber hinaus sollte die neue

Lösung in jedem Fall wirtschaftlich

in der Anschaffung sowie im laufenden

Betrieb sein“, beschreibt

Oliver Thieme, Technischer Leiter

im Augenzentrum Bayern, die

Anforderungen seines Hauses. In

Zusammenarbeit mit dem externen

Partner wurde daher ein genaues

Anforderungsprofil erstellt, dass

dann als Grundlage für das Angebot

der Rein Medical dienen konnte.

Entsprechend hat das Unternehmen

im Anschluss an die Definition

des Anforderungskataloges einen

Lösungsvorschlag präsentiert, der

im Team abgestimmt und dann zur

Umsetzung beauftragt wurde.

Hard- und Software aus

einer Hand

Die Lösung: CLINIO 424C Touch-

Panel-PC-Systeme sowie die Aufnahmesoftware

SMART OR. Insgesamt

vier OP-Säle wurden bereits

seitens Rein Medical ausgestattet,

zwei weitere sind in Planung. Mit der

Hard- und Software aus eigenem

Haus hat der IT-Dienstleister eine

skalierbare Lösung zur Verfügung

gestellt, die einen sicheren Betrieb

für Patienten und Personal garantiert.

„Alle vier OP-Säle in Bayern

haben wir mit unseren CLINIO-PCs

als Rekorder-Hardware sowie mit

unserer Software zur Verwaltung

aller Bild- und Videoquellen ausgestattet“,

berichtet Bernd Schmidtke,

Leiter Vertrieb Deutschland bei Rein

Medical. „Die Panel-PCs erhalten

Bilder und Videos von den Kameras

oder Mikroskopen im OP und

speichern diese lokal zwischen.

Ausgewählte Bilder werden dann

52 meditronic-journal 1/2021


Medical-PC/SBC/Zubehör

selektiv in die jeweilige Patientenakte

übertragen.“

Neben der reinen Installation

zeichnet der externe Dienstleister

auch für die Anpassung der Schnittstellen

zu den vorhandenen Bildarchiven

und zum Praxisinformationssystem

sowie für ein umfangreiches

Customizing verantwortlich.

So wurde nicht nur die grafische Benutzeroberfläche

(GUI) angepasst,

sondern auch seitens der Verantwortlichen

in Bayern gewünschte

Funktionen, wie etwa eine Schlagwortsuche,

implementiert.

Mehr Zeit für die Patienten

Mit der Installation, vor allem

aber mit der erzielten Prozessoptimierung,

ist man in Bayern mehr

als zufrieden. Ohne Einarbeitungsphase

konnte die Lösung sofort vom

ärztlichen und assistierenden Personal

genutzt werden, bei gleichzeitig

hoher Akzeptanz. „Die administrativen

Aufwände haben sich für unser

Team drastisch reduziert“, benennt

Dr. med. Waldemar Bauer den größten

Vorteil der Neuinstallation. „Bei

der hohen Anzahl an Eingriffen,

die wir hier durchführen, muss das

Personal nun nicht mehr wie bisher

Daten händisch eingeben, sondern

kann diese direkt aus der Worklist

auswählen und einladen. Über den

Touch-Screen kann jeder auf bereitgestellte

Live-Bilder oder auf Archivmaterial

zugreifen, zudem können

die Bilder auch direkt in die Patientenakten

gegeben werden“, so der

Ärztliche Direktor weiter.

Minimierung der

Fehlerquote

Durch die Reduktion der manuellen

Eingaben wurde auch die Fehlerquote

im Augenzentrum Bayern

minimiert, neben den optimierten

Workflows eine ebenso wichtige

Errungenschaft. Entscheidend aber

ist, dass jetzt mehr Zeit für Wesentliches

bleibt: „Je weniger wir mit

administrativen Aufgaben beschäftigt

sind, desto mehr Zeit bleibt

uns für unsere Patienten“, bringt

Dr. Bauer das Fazit auf den Punkt.

In Bayern wird man jetzt die Ausstattung

der beiden letzten OP-Säle

angehen. „Zu jedem Zeitpunkt im

Projekt konnten wir uns auf unsere

Ansprechpartner bei Rein Medical

verlassen“, resümieren der Ärztliche

Direktor und sein Technischer Leiter

gleichermaßen. „Wir sind sehr

zufrieden und setzen auch künftig

auf die fachkompetente Unterstützung

der Rein Medical Medizintechnik.

Aktuell läuft am Marienkrankenhaus

bereits Bauabschnitt 3: die

Sanierung bzw. Fertigstellung der

letzten drei OPs. Auch hier übernimmt

Rein Medical die IT-seitige

Ausstattung, analog zu den bereits

sanierten und neu eingerichteten

OP-Sälen. „Wir sind froh, dass uns

unser Partner auch im dritten und

letzten Bauabschnitt zur Seite steht“,

so Rolf Rathjen. „Auch in zukünftigen

Projekten werden wir sicherlich

gerne auf das Fachwissen und

auf die Produkte der Rein Medical

zurückkommen“, ist sich der Leiter

Medizintechnik sicher. ◄

Box-PC für anspruchsvollen Industrie-Einsatz

Die Distec GmbH stellt den

neuen leistungsstarken und lüfterlosen

„BoxPC Pro 7300“ vor.

Kern des Embedded-Box-PCs

ist der langzeitverfügbare Intel

Core i5-7300U Prozessor der

7. Generation. „Unser neu entwickelter

Docking Connector bietet

drei Schnittstellen in einem

Anschluss: einmal LVDS mit Backlight

und zwei USB 2.0“, erläutert

Thomas Schrefel, Product Manager

Embedded bei Distec. „So

lassen sich ein LVDS-Display

mit Backlight, PCAP-Touch- und

Webcam-Anwendungen gleichzeitig

einsetzen.“

Der Embedded-Box-PC bietet

eine hohe Rechenleistung und

arbeitet auch im Dauerbetrieb

mit 9 - 24 V DCin verlässlich. Er

eignet sich optimal für industrielle

Anwendungen in anspruchsvollen

Umgebungen, wie etwa in Automatisierungslösungen,

Industrie 4.0,

Digital Signage, Medizintechnik

und Transportation. Mit dem

Güte siegel „designed, developed

and made in Germany“ garantiert

Distec höchste Qualität, Zuverlässigkeit

und Langzeitverfügbarkeit.

Zum Anschluss von LVDS-Displays

steht eine breite Palette von

bereits definierten Kabeln zur Verfügung.

Zusätzlich zum Docking

Connector bietet der Box-PC eine

Vielzahl an Anschlüssen: HDMI

und DisplayPort zum Anschließen

von Monitoren, zwei Gigabit-Ethernet-Anschlüsse

mit Intel I219V

bzw. I211AT Chipsatz, sowie zwei

RS232 und zwei RS232/422/485,

die über das BIOS eingestellt werden

können. Wie im Industriebereich

üblich, verfügt der PC über

einen Watchdog-Timer. Zu den

weiteren Anschlüssen gehören:

vier USB 3.0, zwei USB 2.0 und

Audio mit Line-out.

Distec liefert den Embedded-

Box-PC mit vorinstalliertem Windows

10 IoT LTSC 2019 Betriebssystem

aus. Die speziell auf den

Industriemarkt ausgerichtete

Microsoft-Lizenz gewähr leistet

den weltweiten Einsatz. Der

BoxPC Pro 7300 bietet eine einfache

Montage und werkzeuglose

Wartung über unverlierbare Rändelschrauben.

Um Cybersicherheit zu gewährleisten,

stattet Distec den Box-PC

mit umfassenden Sicherheitsfeatures

aus. Für Secure Boot übernimmt

ein hardwareseitig installierter

TPM 2.0 Chip die Laufwerksverschlüsselung

mit beispielsweise

BitLocker. Optimalen

Schutz etwa bei einem Stromausfall

oder einem Manipulationsversuch

bietet Distec mit dem Erstellen

eines kundenspezifischen

Windows 10 IoT Images mit aktiviertem

Schreibfilter und weiteren

Features.

Distec GmbH

info@distec.de

www.distec.de

meditronic-journal 1/2021

53


Medical-PC/SBC/Zubehör

Das Medical-Grade-Tablet – mobile

Medizintechnik mit Sicherheitsgarantie

Sein ultra-robustes Design im kompakten 13,3-Zoll-Format prädestiniert das

Medical-Tablet M133WK-ME für den mobilen Einsatz im Gesundheitswesen.

Das rundum IP65-geschützte Gehäuse lässt sich problemlos desinfizieren.

Modernste biometrische Fingerprint-Technologie schließt jegliche

unautorisierte Nutzung oder fehlerhafte Übermittlung sensibler

Patientendaten aus

Als Experte für Industrial IT bietet

TL Electronic seit Langem robuste

Tablet- und PC-Lösungen auch für

hygienisch hochsensible Bereiche in

der Pharmaindustrie und Medizintechnik

an. Das neueste Mitglied dieser

Produktfamilie geht einen Schritt

weiter, denn es ist auf den mobilen

Einsatz in Kliniken, Arzt praxen und

Notdiensten spezialisiert.

Das Medical Tablet M133WK-ME

wurde vom TL Electronic Partner

Winmate eigens im Hinblick auf die

professionellen Anforderungen im

Gesundheitswesen konzipiert und

bietet im täglichen Umgang mit

dem Patienten erhebliche Erleichterungen.

Das ergonomische, antimikrobielle

Gehäusedesign sowie eine

Vielzahl klug durchdachter Features

heben medizinische Routinen wie

Patientenaufnahme, mobile Pflegeeinsätze

oder Arztvisiten auf ein

neues Level.

Wozu ein Medical-Grade-

Tablet?

In vielen Arztpraxen, Kliniken und

Notdiensten sind Tablets in handelsüblicher

Consumer-Qualität längst

ein gewohnter Anblick. Wozu also

ein Medical-Grade-Tablet? Die Antworten

liegen in den extremen Anforderungen

des professionellen medizinischen

Arbeitsumfelds begründet:

Nicht selten herrscht Hektik,

die hochkomplexen mobilen Geräte

wandern von Hand zu Hand, von

Zimmer zu Zimmer, von beheizten

Innenräumen ins Freie, ohne Rücksicht

auf die Wetterbedingungen.

Jeder Ausfall des Geräts – sei es

durch Stöße, Stürze, eindringende

Flüssigkeit oder extreme Temperaturschwankungen

– kann hier Leben

riskieren.

Deshalb gehören Medical-Grade-

Tablets zur Kategorie der „ruggedized

handhelds“, einer nach Militärund

Industriestandards getesteten,

ultra-robusten Ausführung – stoßresistent

(bis zu Stürzen aus 1,9 m

Höhe auf Beton) sowie rundum wasser-

und staubdicht (gem. Schutzart

IP65). Letzteres ist im medizinischen

Umfeld besonders wichtig,

weil sich die Geräte somit problemlos

desinfizieren lassen. Ein

antimikrobielles Gehäuse verhindert

zudem, dass sich Keime oder

Sporen festsetzten. Nicht zuletzt

ist das 10-Punkt-Multi-Touch-Display

eines Medical-Tablets auf die

Bedienung mit Hygienehandschuhen

ausgelegt.

Der integrierte Kickstand des

M133WK-ME erleichtert die

Bedienung enorm. Er lässt sich

zudem zu einem praktischen

Tragegriff umfunktionieren

Sensible medizinische

Daten sicher verwalten

Krankenbefunde oder Patientendaten

dürfen nicht in unbefugte

Hände gelangen. Die Verwendung

handelsüblicher Consumer-Tablets

im medizinischen Umfeld ist vor diesem

Hintergrund fragwürdig, insbesondere,

wenn die Geräte zusätzlich

TL Electronic GmbH

www.tl-electronic.de

Per Medical-Grade-Tablet lassen sich Patientendaten jederzeit abrufen

und aktualisieren. Das antimikrobielle Gehäuse mit Multi-Touch-Display

ermöglicht die keimfreie Bedienung mit Hygienehandschuhen

54 meditronic-journal 1/2021


Medical-PC/SBC/Zubehör

Motherboard für AMD Ryzen Embedded V1000/R1000 Prozessor

Ideal für anspruchsvolle Grafikanwendungen

in professionellen

Casino Gaming-Systemen, medizinischen

Displays, Thin Clients und

Industrie-PCs dank AMD Radeon

Vega Graphics

Kontron präsentiert 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

Grafik anwendungen angepasst

werden, z. B. für Kiosk-, Infotainment-,

Digital-Signage-, professionelle

Casino Gaming-Systeme,

sowie medizinische Displays, Thin

Clients und Industrie-PCs.

Designed by Fujitsu

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 Motherboard ist auch

das Kontron SMARTCASE S711 in

Vorbereitung. Es bietet eine kundenspezifisch

konfigurierte und

zertifizierte Systemlösung, bestehend

aus dem Board, CPU, Speicher,

Erweiterungskarten, BIOS,

Kühlung und Gehäuse.

Verschiedene Prozessoren

Das D3713-V/R mITX-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 SODIMM 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.

Kontron

www.kontron.de

privat genutzt werden. Ein Argument

mehr, ein Medical-Grade-Tablet von

Anfang an so zu konzipieren, dass

beim Erheben sensibler Diagnoseparameter

oder dem Zugriff auf

Datenbanken möglichst alle Fehlerquellen

und Datenschlupflöcher

eliminiert werden. Modelle wie das

M133WK-ME können durch biometrische

Fingerprint-Technologie vor

unautorisierten Zugriffen geschützt

werden. Zudem verfügen sie über

eine umfangreichere Schnittstellen-

Peripherie als die meisten Consumer-Geräte

und lassen sich daher

nahtlos und sicher in bestehende

Netzwerke integrieren. Selbstverständlich

auch drahtlos – ein Faktor,

der angesichts immer häufigerer

Einsätze in der häuslichen Pflege

und bei Noteinsätzen zunehmend

an Bedeutung gewinnt.

Leistungsfähige und

zertifizierte Medizintechnik

Bei der Entwicklung dieses Tablet-

Modells für den medizinischen Sektor

hat Winmate verstärkt Aufmerksamkeit

auf die Optimierung von

Ergonomie und Bedienkomfort

gelegt. Die einklappbare Stütze

(Kickstand) lässt sich zum praktischen

Tragegriff umfunktionieren.

Eine lange Akkulaufzeit sowie

eine Vielzahl an nützlichem Zubehör

(Dockingstation, VESA-Montagekit

u. a.) runden das Paket ab.

Auch was seine technischen

Spezifikationen betrifft, dürfte das

M133WK-ME keine Wünsche offenlassen.

Leistungsfähige Core-i5-

Prozessoren von Intel, ein komfortables

13,3-Zoll-LED-Display mit

erweitertem Betrachtungswinkel

und optimaler Ablesbarkeit unter

wechselnden Lichtverhältnissen

sowie die großzügige Ausstattung

mit Schnittstellen (WLAN, Bluetooth,

RJ45/LAN, 4x USB A, 1x USB C,

SD-Karten-Slot, optional 4G/LTE

und GPS) prädestinieren dieses

Medical-Grade-Tablet zum absoluten

Allrounder im medizinischen

Umfeld. Seine Eignung für diesen

sensiblen Sektor ist offiziell nach

EN ISO 13485 (2012) zertifiziert.

Wie bei allen Industrie-PCs im

Programm von TL Electronic können

auch die Medical-Grade-Tablets

Soft- und Hardwareseitig individuell

an Kundenwünsche angepasst werden

und durchlaufen einen mindestens

24-stündigen Burn-in-Dauerbelastungstest.

Auf diese Weise

steht dem unmittelbaren Einsatz

im professionellen Umfeld garantiert

nichts im Weg. ◄

meditronic-journal 1/2021

55


Medical-PC/SBC/Zubehör

Gekapselter Panel-PC für Industrie und

Medizin

der MLC 8 umfangreiche I/O-Flexibilität, Funktionserweiterungen

und eine Reihe von Konfigurationsoptionen,

um die Anforderungen

an Bild erfassung, Speicherung, Konnektivität

und nicht zuletzt Budgetkontrolle zu erfüllen.

Anwendung im medizinischen

Bereich

In klinischen Umgebungen eignet sich

das Panel beispielsweise ideal für die

Vitalparameterüber wachung von Patienten,

die klinische Diagnose, die Darstellung von

Patientendaten, die Anästhesieüberwachung,

die OP-Dokumentation oder als PACS (Picture

Archiving and Communication System).

Im industriellen Einsatz oder bei der Interaktion

mit Publikum führt die Verkürzung und

Vereinfachung der Reinigung zu deutlich verkürzten

Wartungszeiten und damit zu besserem

Gesundheitsschutz und mehr Produktionssicherheit.

Acceed GmbH

www.acceed.com

Die Zulassungsanforderungen an Medizingeräte sind

bekanntermaßen hoch, besonders unter dem Gesichtpunkt

der Hygiene. Aber auch in der Industrie und in

öffentlichen Einrichtungen gehört Hygiene inzwischen

zu den wichtigen Faktoren, wenn es um die Interaktion

von Mensch und Computer geht. Hygienemaßnahmen

verhindern die Verbreitung von Bakterien, Viren und

anderen gesundheitsschädlichen Substanzen durch

Oberflächenkontakte. Voraussetzung ist ein Gerätedesign,

das die effektive Reinigung und Desinfektion

zulässt, etwa durch spaltfreie Gehäuse und Bedienelemente

und durch gegenüber Reinigungsmaßnahmen

widerstands fähige Oberflächen. Mit dem neuen

MLC 8 hat Acceed jetzt einen derart ausgerüsteten

leistungsstarken All-in-One-PC im Panelformat mit

Schutzklasse IP54 in sein Port folio aufgenommen.

Der MLC 8 ist für den Medizinbereich zugelassen,

empfiehlt sich aber ebenso für industrielle Einsätze in

reinigungsinten siven Umgebungen.

Voll ausgestattet

MLC 8 ist eine neue Generation von voll ausgestatteten

Panel-Computern. Die All-in-One-PCs sind in den

drei Bildschirmgrößen 21,5“, 23,8“ und 27“ verfügbar.

Das rundum abgedichtete schraubenlose Aluminiumgehäuse

kombiniert Funktionalität, Zweck mäßigkeit und

Ästhetik und ist bereits zum Patent angemeldet. Das mit

dem robusten Aluminiumgehäuse verklebte voll flächige

Frontglas des Bildschirms ermöglicht sehr kurze Reinigungszeiten

und gleichzeitig die laufende Kontaminationskontrolle,

wodurch die Effizienz im gesamten Einsatzumfeld

deutlich gesteigert wird. Darüber hinaus bietet

Gut geschützt

Das fugenlose, kratzfeste Frontglas ist wasserund

staubdicht verklebt, deckt die gesamte Fläche

bis zu den abgerundeten Kanten ab und hat integrierte

berührungssensitive, beleuchtete Bedientasten.

Eine programmierbare breite LED-Leiste

kann für die Fernanzeige von Zuständen oder Parametern

genutzt werden. Der FHD/UHD-Bildschirm ist

multi touchfähig und damit für die zeitgemäße App-

Steuerung oder den Umgang mit anspruchsvollen

grafischen Bedienoberflächen bestens geeignet.

Die Blendschutzbeschichtung sorgt für verbesserte

Ergonomie und einen großen Betrachtungswinkel

gleichermaßen im Hoch- und im Querformat. Über

zwei hochauflösende Display-Ports können weitere

externe Monitore angeschlossen werden. Vier interne

Steckplätze stehen für zusätzliche Speicher medien,

Bilderfassungskarten (Frame Grabber), Wi-Fi/Bluetooth-

und RFID-Module sowie PCIe-Erweiterungskarten

zur Verfügung.

Optionale Features

Zu den optionalen Features gehören unter anderem

ein WLAN/Blue tooth-Modul, ein RFID-Reader,

galvanisch getrennte USB- und Seriell-Schnittstellen,

mehrere Varianten für Arbeits- und Festplattenspeicher

(SSD und HDD) sowie ein UPS-Backup-Akku

zum Schutz vor Datenverlust. Mit einem Gewicht

von knapp 10 kg (21“-Modell) ist der MLC 8 gleichermaßen

stationär wie mobil einsetzbar, etwa für die

mobile Datenerfassung oder Gerätesteuerung und

Maschinen überwachung. ◄

56 meditronic-journal 1/2021


Software

Digitalisierungsangebote für die Medizintechnik verstärkt

©everythingpossible - stock.adobe.com

Die avasis AG und avasis GmbH,

Smart Expert Partner von Siemens,

erweitert mit der Gründung der avasis

solutions GmbH seine Angebote

für die Medizintechnikkunden.

Auf Basis der etablierten Produkte

von Siemens Digital Industry Software,

wie Teamcenter und Polarion,

bietet avasis branchenspezifische

Lösungen an. Mission der neuen

Firma ist es, die Digitalisierung in

der Branche zu beschleunigen, um

den Aufwand für steigende regulatorische

Anforderungen für Medizinprodukte

mit effizienten Software

Lösungen abzufedern. Im Fokus

steht die technische Dokumentation,

deren Umfang und Komplexität

mittlerweile nicht mehr manuell

zu handhaben ist.

Hierfür entwickelt und vertreibt

die avasis solutions GmbH fachspezifische

Konfigurationspakete

für Polarion und ergänzt das Teamcenter

Portfolio, im speziellen die

Teamcenter Medical Device Solution

aus dem Hause avasis. Damit

bietet die avasis Gruppe digitale

Lösungen für den gesamten

Lebenszyklus und alle Elemente

der technischen Dokumentation

für Medizinprodukte an. Ergänzt

wird das Portfolio von Software-

Lösungen durch ein branchenerfahrenes

Beraterteam der avasis solutions

GmbH. Kunden werden bei

der Digitalisierung ihrer Prozesse

begleitet und Optimierungspotenzial

für die Umsetzung von regulatorischen

Anforderungen aufgezeigt.

Training-on-the-Job unterstützt

die effiziente Anwendung

auch nach der Implementierung.

Die Digitalisierung der technischen

Dokumentation erhöht

die Effizienz im Unternehmen und

verbessert Qualität sowie Transparenz

von Informationen. Die Marktzulassung

von Neuprodukten als

auch die Implementierung von

Änderungen bei im Markt befindlichen

Produkten wird beschleunigt.

Dadurch können in der Branche

wieder mehr Ressourcen für

die Entwicklung von innovativen

Produkten freigesetzt und so die

Patientenversorgung verbessert

werden.

avasis solutions GmbH

avasis GmbH

www.avasis.biz

Best of 2020

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.

© oxaion gmbh

oxaion gmbh

info@oxaion.de

www.oxaion.de

meditronic-journal 1/2021

57


Software

Konstruktion beschleunigt:

Mit virtueller Simulation neue Absaugsysteme

auf den Markt gebracht

Dassault Systèmes

www.3ds.com/de

© Atmos

Dem Unternehmen Atmos

Medizin Technik gelang es mit Solidworks,

bestehende medizinische

Notfallabsaugsysteme für den Atemwegsbereich

schnell, wirksam und

kostenschonend weiterzuentwickeln.

Ziel war es, alle Bauteile und Komponenten

virtuell zu simulieren, um das

fertige Produkt besonders schnell

auf den Markt bringen zu können.

Produktentwicklungsprozesse in

der Medizintechnik können oft langwierig

sein. Passt das Produktdesign?

Stimmen die Materialien? Ist

das Produkt sicher? All diese Herausforderungen

müssen bewältigt

werden – und das heute oftmals in

kürzester Zeit. Es spielt nicht nur

ein sich stetig verändertes Marktgeschehen

eine Rolle, auch aktuelle

Herausforderungen wie die

Corona-Pandemie greifen grundlegend

in die Entwicklungsprozesse

ein. Fortschrittliche Medizintechnikunternehmen

begegnen diesen Herausforderungen

heute immer häufiger

damit, ihre Produkte vorab virtuell

ausgiebig zu modellieren und

zu simulieren – so auch Atmos

Medizin Technik.

Das Unternehmen hat sich auf

die Herstellung von spezialisiertem

Equipment zur Behandlung

von Atemwegserkrankungen fokussiert.

Diese kommen sowohl in der

medizinischen Notfallversorgung in

Krankenhäusern, als auch in den

klassischen HNO-Arztpraxen zum

Einsatz. Atemwegserkrankungen

gehören zu den weltweit häufigsten

Krankheitsbildern – entsprechend

groß ist das Einsatzfeld von Atmos.

Schnelle Entwicklung aus

einer Hand

Die Komplexität der medizinischen

Produkte von Atmos erfordert in der

Entwicklung und Produktion ein

nahtloses Ineinandergreifen verschiedenster

Projektbeteiligter –

sowohl innerhalb als auch außerhalb

des Unternehmens. Das Unternehmen

arbeitet dabei regelmäßig

mit externen Designern zusammen,

die bei der Entwicklung neuer Produkte

unterstützen. Damit Entwicklungsprozesse

so reibungslos wie

möglich verlaufen, ist eine einheitliche

Datenbasis unumgänglich.

Atmos setzt daher auf Solidworks

von Dassault Systèmes, da von

Partnern erarbeitete Grunddaten

nahtlos übertragen und weiterverarbeitet

werden können. Dies spart

teure und wertvolle Entwicklungszeit

und macht das Prototyping deutlich

effizienter.

Mobilitätsanforderungen

© Dassault Systèmes

In der Entwicklung der neuesten

Atmos Produkte musste ein besonderes

Augenmerk auf die Mobilitätsanforderungen

gelegt werden.

Dies hatte zur Konsequenz, dass

das Gewicht und die Größe der

Bauteile und des Gesamtprodukts

neuralgische Stellen bildeten. Die

58 meditronic-journal 1/2021


Software

© Atmos

Entwickler setzten daher frühzeitig

virtuelle Simulationen ein und konnten

in der virtuellen Umgebung von

Solidworks spezifisch mit verschiedenen

Materialien und Konstruktionsentwürfen

erproben, ob Gewicht

und Platz eingespart werden können,

ohne dabei die Funktionalität

des Produktes einzuschränken.

Hierbei wurden unterschiedliche

Bestandteile einzeln und im Verbund

im digitalen Raum getestet,

um die Produktion von physischen

Prototypen auf ein Minimum zu

reduzieren.

3D-Modelle

Ein weiterer Vorteil des virtuellen

Prototypings: Virtuelle 3D-Modelle

werden von den zuständigen Produktmanagern

verwendet, um zu

verstehen, wie Patienten, Ärzte und

Pfleger mit den neuen Produkten

© Dassault Systèmes

umgehen. Da die einfache Handhabung

einen kritischen Faktor im

klinischen Alltag darstellt, konnte

so sichergestellt werden, dass die

Überlegungen auch den Praxistest

bestehen. Dies hilft Entwicklern,

noch während des Entstehungsprozesses

erstes Feedback zu erhalten

und wichtige Anpassungen direkt

vernehmen zu können.

Sicherheit in jedem Aspekt

Bevor ein medizinisches Gerät

zur Behandlung von Patienten eingesetzt

werden kann, müssen eine

Vielzahl an Tests durchgeführt werden,

um sicherzustellen, dass das

Endprodukt wie gewünscht funktioniert.

Daher stellt die Prozessvalidierung

einen wichtigen Punkt auf

dem Weg zu einem finalen Produkt

dar. Dank Solidworks konnte Atmos

neuralgische Komponenten bereits

virtuell auf Herz und Nieren prüfen.

Einzelne Komponenten mussten

auf Grund der kompakten

Bauweise zusätzlich auf Stabilität

und Wandstärke getestet werden.

Belastungsszenarien halfen

den Designern dabei, die richtige

Balance zwischen Gewichtsreduktion

und Funktionalität zu finden. Für

die Entwicklung war es von entscheidender

Bedeutung, dass die Materialdaten

direkt in der Software integriert

waren. Dadurch konnte die

Prozessvalidierung letztlich stark

vereinfacht werden, da Aussagen

über die Stabilität direkt vorlagen.

Fazit

Medizintechnische Produkte von

heute entstehen integriert und virtuell

– besonders, wenn Unternehmen

schnell und effektiv neue Lösungen

entwickeln müssen. Das virtuelle

Prototyping unterstützt Anbieter

dabei, die Konstruktionsentwicklung

zu vereinfachen und Kosten

sowie Zeit zu sparen. ◄

© Atmos

Diesen Fachartikel aus 2020 sollten Sie gelesen haben:

Digitalisierung und Regularien in der Medizintechnik

Aktuell befindet sich die Branche im Spannungsfeld zwischen verlangsamtem

Wachstum und hohem Innovationsdruck auf der einen

Seite und einem verschärften Regelwerk durch gesetzliche Veränderungen

und dem politischen Druck auf der anderen Seite. Technologische

Entwicklungen bieten hier Möglichkeiten zur weiteren Digitalisierung

und die Hoffnung, damit auch regulatorische Themen besser

abzudecken. Auch die MDR stellt neue Anforderungen, besonders

bezüglich der Dokumentation. Diese lassen sich komfortabel durch

den Einsatz von Software und Softwaresystemen lösen.

Oxaion gmbh, meditronic-journal 5-2020, auf Seite 170

Online: https://www.beam-verlag.de/fachzeitschriften/meditronic-journal/zeitschriftenarchiv-2020/

meditronic-journal 1/2021

59


Software

Ganzheitliche Prozessintegration steigert

Prüfperformance in der automatisierten Fertigung

Das Manufacturing Execution System (MES) ZEISS GUARDUS und die Messsoftware ZEISS CALYPSO heben

jetzt Prüfdynamisierung auf die nächste Ebene.

dynamisierte Messabläufe schaffen

freie Kapazitäten auf den Messmaschinen.

ZEISS

Industrial Quality Solutions

www.guardus-mes.de

Die nahtlose Interaktion von

ZEISS GUARDUS und ZEISS

CALYPSO schöpft die betriebswirtschaftlichen

Potenziale der Automatisierung

sowohl in der Fertigung

als auch in den zugrundeliegenden

Qualitätsprozessen aus. Dank dieser

ganzheitlichen Prozessintegration

werden die vielerorts bestehenden

Technologiebarrieren in der

Produktion reduziert und die Prüfperformance

in der automatisierten

Fertigung gesteigert.

Grundlage bildet zum einen die

Vernetzung der steuernden Shopfloor-IT

mit den beteiligten Messund

Prüfsystemen – sowohl in-line

als auch im Prüflabor. Zum anderen

stehen die Dynamisierungskompetenzen

beider Welten erstmals

gebündelt zur Verfügung. „Somit

sind ZEISS GUARDUS Anwender

in der Lage, die vielfältigen Dynamisierungslogiken

des MES mit

den dynamischen Programmen

der ZEISS Messtechnik zu verschränken“,

sagt Simone Cronjäger,

Geschäftsführerin der Carl ZEISS

MES Solutions GmbH.

Verfahren und Methodik

Im ersten Schritt wurde hierbei

das merkmalsbezogene Verfahren

realisiert: Zum Start einer Laborprüfung

übergibt ZEISS GUARDUS der

Messmaschine sowohl die eindeutige

Probennummer als auch Informationen

darüber, welche Prüfmerkmale

unter Berücksichtigung

von Qualitätshistorie, Produktionssituation

und Dynamisierungsregel

überhaupt relevant sind. Diese Auswahl

wird nun von ZEISS CALYPSO

übernommen, wobei die Berechnungsmethodik

der Messsoftware

den idealen Fahrweg zwischen

den dynamisierten Messelementen

ad hoc berechnet – ohne jeglichen

Programmieraufwand. Die Ergebnisse

der Prüfung werden über den

bidirektionalen Kommunikationsweg

an das MES zurückgespielt

und gehen dann in den nächsten

Prüfzyklus wieder ein.

Ganzheitliche Prozesssicht

„Dank dieser ganzheitlichen Prozesssicht

reduzieren sich nicht nur

die Zeitaufwände in den Laborprüfungen,

es beschleunigt sich der

gesamte Qualitätsregelkreis“, sagt

Cronjäger. Liegt ein Messergebnis

außerhalb seiner Toleranz, erfolgt

die prozessregulierende Rückmeldung

in die Produktion deutlich

schneller. Hinzu kommt ein positiver

Effekt in Sachen Anlagenproduktivität

und -investition, denn

Zeit ist Geld

Damit der nachhaltige Trend zur

Automatisierung und Flexibilisierung

von Produktionslinien nicht durch

langatmige Qualitätsprüfungen

ausgebremst wird, bietet ZEISS

GUARDUS vielfältige Standardmethoden,

deren Umfang und die Häufigkeit

systematisch zu reduzieren.

Dazu gehören Stichprobenmethoden

oder merkmals-, los-, chargenoder

lieferantenbezogene Dynamisierungsverfahren

ebenso wie zeit-,

mengen- oder maschinenabhängige

Methoden. Das Ergebnis: Sinkende

Prüfaufwände optimieren Effizienz

und Produktivität im gesamten Wertschöpfungsprozess.

Die Implementierung und Anwendung

dieses dynamischen Gleichgewichts

von Produktions-Performance

und Prüfaufwänden gehört

in vielen Fertigungsbetrieben bereits

zum Alltag. Anders verhält es sich

jedoch in automatisierten Umgebungen:

Wenn Softwareanwendungen

und Messsysteme interagieren,

endet das Beschleunigungspotenzial

oftmals an den Grenzen der

Maschinensoftware. Denn die meisten

am Markt verfügbaren Messprogramme

sind nur mittels teurer

Programmierarbeiten in der Lage,

ihre Messreihenfolgen individuell an

Dynamisierungsregeln anzupassen.

Der Nachteil liegt hierbei nicht nur in

zusätzlichen Investitionen, sondern

auch im Zeitverlust. Hier setzt die

Lösung von ZEISS GUARDUS und

ZEISS CALYPSO an. Beide Systemwelten

sind in der Lage, Dynamisierungskonzepte

vernetzt abzubilden

und umzusetzen. „Durch die Verbindung

von hochintegriertem MES-

Produktionskontext mit der Agilität

innovativer Maschinensoftware

erhalten ZEISS Kunden völlig neue

Bordmittel, ihre Qualitätsregelkreise

nach den Forderungen der Digitalisierung

gezielt zu beschleunigen“,

so Cronjäger. ◄

60 meditronic-journal 1/2021


Bedienen und Visualisieren

4K-UHD Industriemonitore lösen Full-HD ab

Spritzwasser-geschützte Ausführungen mit

einer frontseitigen Glasscheibe. Optional können

die Displays auch mit einem PCAP-Glastouch

bzw. IR-Touch (bei 75 Zoll) bestückt werden.

Applikationen hierfür finden sich in Fabriken

für Automatisierungsaufgaben, auf Messen,

im Transportwesen, in Museen, der Medizintechnik

oder POS/POI.

Hier die wichtigsten Eckdaten:

• 4K UHD-Auflösung 3840 x 2160 bei 32“ bis 75“

• robuste Ausführung im Metallgehäuse

• brillante und 4-fach höhere detaillierte

Visualisierung als Full HD

• DisplayPort-, HDMI-, DVI- und VGA-Videoeingang

• weiter Blickwinkel 89/89/89/89°

• Optional 10-Finger MultiTouch (PCAP) oder

IR-Touch

• Optional Staub- und Spritzwasserschutz

durch Glasscheibe

Industriemonitore mit Diagonalen von 32 Zoll

und größer lösen bisherige Großbildmonitore

mit der Auflösung Full HD (1920 x 1080 Pixel)

ab. Dieser Hersteller bietet dafür Industriemonitore

mit 4k UHD (3840 x 2160 Pixel) an. Erhältlich

sind Displaygrößen mit folgenden Diagonalen:

32“, 43“, 49“, 55“, 65“ und 75“. Für raue

Umgebungen gibt es Staub-, Schmutz- und

SR SYSTEM-ELEKTRONIK GmbH

info@sr-line.com

www.sr-line.com

6-Megapixel Farbdisplay mit neuen Spezifikationen aktualisiert

meditronic-journal 1/2021

Mit dem CCL650 hat JVC seinerzeit ein

6-Megapixel Farbdisplay auf den Markt gebracht.

Mit einer Bildschirmdiagonale von 30 Zoll, einer

Helligkeit von 800 cd/m² und einen Kontrast von

1.000:1 ist der CCL650 ein vollständiger Arbeitsplatz

für die Befundung von Thoraxaufnahmen

sowie CT-, MR- und PET CT-Bildern. Nun wurden

diese Spezifikationen deutlich aktualisiert.

Mit einer deutlich gesteigerten Helligkeit von

bis zu 1.050 cd/m². Dies ermöglicht jetzt noch

mehr Lebensdauer verglichen zum Vorgänger.

Trotz des hohen Kontrastes verspricht das

neue Display eine lange Lebensdauer. Das

liegt vorrangig an der LED-Hintergrundbeleuchtung.

Im Vergleich zu CCFL-Monitoren sparen

diese bis zu 20 Prozent Strom. Das spart Energie

und reduziert den CO 2 -Ausstoß. Zudem

enthalten LEDs kein Quecksilber oder andere

schädliche Bestandteile, was die Entsorgung

erleichtert. „Durch die höhere Lebensdauer

der LEDs von 20 bis 25 Prozent verlängert sich

auch die Nutzungsdauer drastisch. Das ermöglicht

Betriebszeiten von bis zu 30.000 Stunden.

Basierend auf acht Stunden täglicher Nutzung

können die Monitore 3.750 Tage betrieben werden,

was mehr als 10 Jahren entspricht“, erläutert

Marcel Herrmann, Marketing Manager Medical

Displays bei JVCKENWOOD, einen Vorteil

des neuen Displays.

Unterschiedliche Bilddaten erfordern unterschiedliche

Arten der Darstellung. So erscheinen

Graustufenbilder am besten mit einer DICOM-

Kurve, farbige hingegen bei einem statischen

Gamma von 2.2. Beim Wechsel zwischen diesen

beiden Presets und der gleichzeitigen Darstellung

von Farb- und Graustufenbildern werden

aber beide nicht optimal dargestellt. „Bei multimodalen

Untersuchungen ist der Kompromiss

aber nicht akzeptabel, beide Bilder sollen in optimaler

Qualität dargestellt werden“, so Herrmann.

„Genau dafür sorgt Dynamic Gamma, das für

jedes Pixel individuell ein Gamma festlegt – in

Echtzeit und ohne Flimmern. Selbst Ultraschallaufnahmen

werden so perfekt dargestellt.“

Radiologen benötigen hochauflösende Monitore

für eine sichere und hochwertige Befundung.

Allerdings blenden auf diesen Displays Reportfelder

oder Arbeitslisten aufgrund großer Weißflächen.

Genau an denen reduziert der Auto Text

Mode die Helligkeit, ohne den übrigen Bildbereich

zu beeinträchtigen. Die Angleichung regelt

das Display automatisch.

„Eine besondere Herausforderung war es,

diese beiden Funktion in das Display selbst zu

implementieren. Keine dieser neuen Technologien

erfordert eine Softwareinstallation oder

eine Konfiguration seitens des Anwenders“,

erklärt Herrmann.

JVCKENWOOD Deutschland GmbH

https://de.jvckenwood.com/

61


Bedienen und Visualisieren

Best of 2020

Miniatur-Folientastaturen als Baugruppe

stattungsmerkmal 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.

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.

Die N&H Technology GmbH fertig seit Jahren

Folientastaturen für alle Branchen. Dabei

kann das Unternehmen auf alle bewährten Aus-

N&H Technology GmbH

www.nh-technology.de

Kapazitive Taster und Slider für Bedienfelder in der Medizin

Überall wo Hygiene, Robustheit

und einfache Reinigungsmöglichkeiten

hohe Priorität haben, kommen

kapazitive Schieberegler und

Schalter zum Einsatz. Für Eingabesysteme

im medizinischen Umfeld

realisiert EBE sensors + motion

kapazitive Technologien, um diese

noch sicherer und zuverlässiger zu

gestalten. Die von EBE entwickelte

Basistechnologie capaTEC ermöglicht

eine einwandfreie Erkennung

von Berührungen auf dem Eingabefeld,

selbst unter schwersten

Bedingungen. Fehlfunktionen aufgrund

von Oberflächenverschmutzungen

wie Wasser, Sekrete oder

Fettrückstände werden durch die

Sensoren auf das Minimalste

reduziert. Über

ein mehrkanaliges Messverfahren

können Berührungen,

per Finger oder

Handschuh, sicher erkannt

und ausgewertet werden.

Die patentierte Technologie

erlaubt es die Sensorik

unter verschiedensten,

nichtleitenden Materialien

wie Glas, Acrylglas

oder Kunststoff einzusetzen.

Dadurch bleibt die

Bedien oberfläche komplett

geschlossen und kann optimal

gereinigt beziehungsweise

desinfiziert werden,

ohne dass Elemente verblassen.

Außerdem können kapazitive

Schalter und Slider im Gegensatz

zu mechanischen Schaltelementen

mehrere Millionen Male ohne Ausfall

betätigt werden.

Mit kapazitiven Tasten und

Schiebereglern können mehrere

Funktionen eines Geräts mit ein

und demselben Bedienelement

dynamisch gesteuert werden. Die

Bedienoberfläche ist dabei graphisch

individuell gestaltbar, um

dem Anwender alle Funktionen

und deren Status direkt unter

der Bedienoberfläche darzustellen.

Außerdem kann bereits die

Annäherung des Fingers durch

die Sensoren erkannt werden.

Vor der eigentlichen Berührung

des Eingabefelds wird dadurch

der aktuelle Zustand eines Reglers

oder das aktuell zugeordnete

Parameter-Fenster in den Vordergrund

geholt. Dies ermöglicht ein

schnelles Arbeiten in zeitkritischen

Situationen.

Den vollständigen Artikel finden

Sie im meditronic-journal 5-2020,

Seite 166

EBE Elektro-Bau-

Elemente GmbH

www.ebe.de

62 meditronic-journal 1/2021


Bedienen und Visualisieren

Abwaschbare Tastatur für bessere Infektionskontrolle

Die Very Cool ist eine wasserstrahlbeständige,

hygienische Tastatur. Der Silikonbezug dient

zur verbesserten Infektionskontrolle

können. So hygienisch, erfüllt die spritzwasserbeständige

Tastatur die medizinischen

Standards und hält nicht nur klinischen Desinfektionsmittel

stand, sondern auch Wasser

und Reinigungslotionen, ohne dass sie

Schaden nimmt.

Die integrierte Tru-Lock Funktion sorgt für

automatische Tastensperrung und verhindert

Fehleingaben während der Desinfektion. Die

nahezu geräuschlosen flachen Tasten lassen

sich auch mit Verwendung des Silikonbezugs

leicht bedienen und geben ein angenehmes

taktiles Feedback. Dank der stabilen

ausklappbaren Füße erleichtert die elegante

Tastatur den Alltag der Praxis- und Labor-Mitarbeiter

mit USB-Anschluss und verlängertem

Schnelltrennkabel.

Best of 2020

Die Very Cool hygienische Tastatur ist

durch den separaten Silikonbezug vollständig

geschützt und mit IP65 insbesondere für

medizinische Anwendungen geeignet. Mit der

Very Cool bietet GeBE Computer & Peripherie

eine hygienische Tastatur an, deren Oberfläche

vollständig geschützt ist, sodass weder

Schmutz noch Keime in das Gerät eindringen

GeBE Computer & Peripherie GmbH

sales@tastaturen.com

www.tastaturen.com

Folientastaturen für medizinische Anwendungen

Die N&H Technology GmbH liefert kundenspezifische

Folientastaturen für alle Anwendungsbereiche.

Gerade im Medizinbereich kommt die

Folientastatur aufgrund ihrer vielfältigen Gestaltungs-

und Ausstattungsmöglichkeiten bevorzugt

zum Einsatz. Vor allem in Geräten mit einer

geringen Anzahl an Funktionen, die zugleich

meditronic-journal 1/2021

eine gute Sichtbarkeit und intuitive Bedienoberfläche

erfordern ist sie die bevorzugte Wahl. Im

medizinischen Bereich sind dies zum Beispiel

Schwester notrufsysteme, Steuerungen von Krankenbetten,

Eingabetastaturen für Diagnosegeräte

und Defibrillatoren, sowie weitere Schnittstellen

zur Patientenversorgung.

Durch den Einsatz von Werkzeugen kann

sie nahezu jede beliebige Form annehmen.

Eine taktile Rückmeldung ist durch die Folienprägung

einzelner Tasten und den Einsatz von

Schnappscheiben gewährleistet. Weitere Pluspunkte

sind neben ihrem flachen Aufbau, eine

geschlossenen Oberfläche, Resistenz gegen

Chemikalien und ihre Dichtheit gegenüber

Flüssigkeiten und Staub. Die Integration von

LEDs für beleuchtete Tastenfelder ist ebenfalls

problemlos möglich, was für die oft abgedunkelten

Arbeitsumgebungen im Medizinbereich

empfehlenswert ist. Durch die Integration einer

EMV-Abschirmung in der Folientastatur werden

Fehlfunktion des Gerätes durch das Eindringen

unerwünschter Signale, sowie aber auch eine

Störung in der eigenen elektro magnetischen

Umgebung eliminiert. Eine zuverlässige und

störungsfreie Funktion der Eingabe geräte ist

somit garantiert.

N&H berät ausführlich bei der Auswahl der

passenden Eingabetastatur, bietet Unterstützung

bei der Konstruktion und begleitet seine Kunden

von der ersten Idee bis zur Serienproduktion.

N&H Technology GmbH

www.nh-technology.de

63


Bedienen und Visualisieren

3D-Stereo Monitore in der Medizintechnik

Für jede der unterschiedlichen Anwendungsgebiete im Medizinbereich stehen bzgl. der Anforderungen an Auflösung

und Platzbedarf in der 3D PluraView Produktfamilie vier verschiedene Modelle mit zwei unterschiedlichen Gehäusen

zur Verfügung.

Wer bislang in seinem beruflichen

Umfeld in der Medizintechnik professionelle

hochauflösende 3D-Stereo-

Visualisierungen benötigte, kennt die

Monitor-Serie mit der Beamsplitter-

Technologie von Planar. Schneider

Digital bringt nun mit dem weiterentwickelten

3D PluraView einen passiven

3D-Stereo-Monitor als Nachfolger

der eingestellten Planar-Serie

auf den Markt.

Die passive Beamsplitter-Technologie

des 3D PluraView ist im

Gegensatz zu aktiven 3D-Monitoren

völlig flimmerfrei und damit

geeignet für den professionellen,

augenschonenden Dauereinsatz

über einen ganzen Arbeitstag hinweg.

Die höchste Display-Helligkeit

ermöglicht Arbeiten in Tageslicht-Umgebung,

selbst bei unmittelbarer

Sonneneinstrahlung – abgedunkelte

Räume für 3D-Stereo-

Arbeiten gehören somit der Vergangenheit

an!

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 Platzbedarf

stehen in der 3D PluraView

Produktfamilie vier verschiedene

Weitere Informationen unter: www.pluraview.com

Modelle mit zwei unterschiedlichen

Gehäusen zur Verfügung.

Plug & Play Monitor mit bis

zu 4K Auflösung

Mit der derzeit höchsten

3D- Stereo-Auflösung am Markt,

mit bis zu 4K/UHD pro Auge, sorgt

der 3D PluraView für gestochen

scharfe Bildqualität und Darstellung

selbst feinster Details – auf bis zu

28“ Bilddiagonale. Als anwenderfreundliches

Plug & Play System

ist er verwendbar wie ein Standard-

Monitor, ohne aufwändiges Verkabeln,

Einrichten oder Konfigurieren.

Als Top-Modell der 3D Plura-

View 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 Display-

Port 1.2 Spiegel karte 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

Diesen Fachartikel aus 2020 sollten Sie gelesen haben:

Bitte nicht berühren

Geräte und Maschinen berührungslos zu bedienen ist in Zeiten von

Corona ein verlockender Gedanke. Diese Technologie gibt es bereits.

Wie sie funktioniert wird im folgenden Beitrag vorgestellt. Das System

besteht aus zwei Teilen: einem Infrarot-Touchscreen neuer Technologie,

der mit einem unsichtbaren IR-Vorhang Touchereignisse und

Gesten erfasst, und einem Bild, das holografisch in die Luft projiziert

wird. Eine spezielle Materialeigenschaft bündelt die diffus ausgehenden

Lichtstrahlen konvergent am Ort des virtuellen Bildes. So entsteht

der Eindruck einer frei schwebenden Darstellung.

HY-LINE Computer Components, meditronic-journal 5-2020, auf

Seite 160

Online: https://www.beam-verlag.de/fachzeitschriften/meditronic-journal/zeitschriftenarchiv-2020/

64 meditronic-journal 1/2021


Bedienen und Visualisieren

Robustes Grafikgenie

Distec GmbH

www.distec.de

Perfekt geeignet für den Einsatz

in herausfordernden visuellen

Anwendungen ist der 3,5-Zoll

Single-Board-Computer IB918 von

iBASE. Der kompakte SBC hat den

leistungsstarken AMD Ryzen V1000

Embedded-Prozessor oder alternativ

den kleinen Bruder R1000 integriert

und steuert bis zu drei TFT-

Displays an. Zusätzlich zu der hervorragenden

Grafikleistung profitieren

anspruchsvolle medizinische

Applikationen von der Langzeitverfügbarkeit

und dem robusten

Design des SBC-Boards. So verfügt

es über einen weiten DC-Eingangsbereich

von 12 bis 24 Volt

und eignet sich für den Betrieb bei

Temperaturen von 0 bis +60 °C. Der

IB918 passt somit ausgezeichnet in

Anwendungen für medizinische Bildgebung

oder Industrieautomatisierung

und verarbeitet große Datenmengen,

bespielweise von Kameras

oder Messinstrumenten, schnell

und sicher.

Bis zu drei unabhängige Displays

steuert der IB918 über unterschiedliche

Anschlüsse an: einmal LVDS,

einmal Embedded DisplayPort (eDP)

und zweimal HDMI 2.0a mit hohen

Auflösungen. Flexibel einsetzbar ist

das Multi-Display-Board dank seiner

zahlreichen weiteren Schnittstellen

inklusive vier COM, vier USB 3.1,

ein USB 2.0 und zwei M.2 Erweiterungssteckplätze

für 2280 Key M

und 2230 Key E. Außerdem bietet

es zwei 260-pin SO-DIMM-Sockel

für bis zu 32 Gigabit DDR4 Arbeitsspeicher

und TPM 2.0 für sicherheitskritische

Anwendungen.

Schenken Sie sich Unendlichkeit.

Mit einer Testamentsspende an EuroNatur

helfen Sie, das europäische Naturerbe

für kommende Generationen zu bewahren.

Fertig vorkonfiguriert und

sofort einsatzbereit

liefert Distec den IB918 auch als

Display-Kit Lösung mit verschiedenen

TFT-Displays von AUO

oder Tianma in Diagonalen von 7

bis 24 Zoll. Alles nötige Zubehör

für eine problemlose Inbetriebnahme

ist dabei bereits im Kit enthalten.

Optional ist der SBC auch

als robuster, lüfterloser Embedded-Box-PC

ASB200-918 im Slim-

Design erhältlich. ◄

Interessiert? Wir informieren Sie gerne. Bitte wenden Sie sich an:

Sabine Günther • Telefon +49 (0)7732/9272-0 • testamentsspende@euronatur.org

meditronic-journal 1/2021

65


BIldverarbeitung

Edmund Optics gewinnt zum fünften Mal in Folge den inspect Award –

dritter Platz für neue LT-Serie

Edmund Optics (EO), einer der

weltweit führenden Hersteller und

Distributor von Präzisionsoptiken,

optischen Baugruppen und Bildverarbeitungskomponenten,

zählt

erneut zu den Gewinnern des

inspect Awards und erhält den Preis

in Bronze in der Kategorie Vision.

Diese Auszeichnung wird jährlich

vom Magazin inspect aus dem

Verlagshaus Wiley ausgelobt. Dabei

liegt es an den Lesern, die innovativsten

und zukunftsweisendsten

Produkte aus einer vorangegangenen

Auswahl zu selektieren.

In diesem Jahr hat sich Edmund

Optics mit den neuen TECHSPEC

Objektiven mit Festbrennweite der

LT-Serie beworben. Die Objektive

bieten ein hochauflösendes

optisches Design mit f/2,8 und einer

integrierten Flüssiglinse von Optotune

für einen schnellen elektronischen

Fokus.

Dr. Boris Lange, Manager Imaging

für Europa, kommentiert:

„Edmund Optics beobachtet stets

die Marktrends, um das Produktangebot

noch weiter auf die Bedürfnisse

der Kunden auszurichten.

Flüssiglinsen konnten bisher nicht

in Kombination mit größeren Sensoren

verwendet werden,

da ihre geringe Größe zur

Vignettierung führte. Somit

war es nicht möglich, Licht

in den Randbereichen dieser

Sensoren abzubilden.

Mit unseren neuen Objektiven

möchten wir die Technologie

in diesem Bereich

einen guten Schritt voranbringen.“

Diese innovative

Produktserie

überzeugte die Leser

durch die hohe Auflösung

von bis zu 12 Megapixeln.

Die C-Mount Objektive sind

für 1,1“ Sensoren optimiert

und haben ein Filtergewinde für die

Integration von Bildverarbeitungsfiltern,

um bestimmte Anwendungsanforderungen

zu erfüllen. TECH-

SPEC Objektive mit Festbrennweite

der LT-Serie sind ideal für Anwendungen

in der Bildverarbeitung und

Fertigungsautomatisierung geeignet,

bei denen eine Fokussierung auf verschiedene

Entfernungen notwendig

ist, z. B. bei Qualitätsinspektionssystemen,

der schnellen Automatisierung

und der Paketsortierung.

Die Markeinführung ist nach Finalisierung

des Entwicklungsprozesses

für 2021 geplant.

Komplette

Imaging-Lösungen

EO bietet komplette Imaging-

Lösungen vereint mit einem großen

Produktangebot, Fertigungskapazitäten,

technischem Support und

unterstützt Kunden dabei, die Leistung

ihres Imaging-Systems zu

maximieren. Von lagernden Produkten,

sofort verfügbar, bis hin

zu kundenspezifischen Bildverarbeitungsobjektiven:

EO – Ihr Partner

für anspruchsvolle Bildverarbeitungskomponenten!

Bereits 2017

gewann EO das erste Mal einen

inspect Award in Silber mit seiner

Cx-Serie von kompakten und flexiblen

Objektiven. Im Jahr 2018

erhielt EO die Auszeichnung für

die Ruggedized Cr-Objektivserie in

Gold, gefolgt von weiteren Awards

in Silber für die Liquid Lens M12

Objektivserie 2019 sowie in Bronze

für die CA Serie im Jahr 2020. EO

ist stolz, erneut zu den Gewinnern

des inspect Awards 2021 zu zählen

und bedankt sich für das Engagement

der Leser.

Edmund Optics GmbH

www.edmundoptics.de

Medical & Life Science-Anwendungen mit besonderen Reinheitsansprüchen

Basler ergänzt vier der MED ace-Kameras

um das MED Feature Set Dust Protection. Die

Kameras eignen sich für Medical & Life Science-Anwendungen

mit besonderen Reinheitsansprüchen.

Diese USB 3.0-Kameras mit 2,3

und 5,1 Megapixel Auflösung sind in Serienproduktion.

Basler vereint in Dust Protection

vier Komponenten und erfüllt die besonderen

Reinheitsansprüche wie die Verschließung des

Sensorraums, Reinraumproduktion, strenge

Prüfung auf Staub und andere Partikel sowie

hohe Robustheit.

Anwendungen in Medizin, Medizintechnik

und Life Sciences wie in der Mikroskopie

stellen besonders hohe Anforderungen an

die Sauber keit der bildgebenden Komponenten.

Dust Protection erweitert die Feature Sets

aus Easy Compliance, Brilliant Image, Perfect

Color, Low Light Imaging, Industrial Excellence

und High Speed. Die speziell von Basler für

die anspruchsvollen Anforderungen im Bereich

Medical & Life Sciences ausgelegten Funktionen

kombinieren Hardware-, Firmware- und

Softwarefunktionen, die den Entwicklungsaufwand

reduzieren. Sie ermöglichen Bilder

höchster Qualität in kürzester Zeit, bieten

aber gleichzeitig volle Flexibilität für individuelle

Anforderungen.

Basler MED ace Kameras zeichnen sich

durch neueste CMOS-Sensoren der Sony Pregius

oder der ON-Semiconductor PYTHON

aus. Sie erreichen bis 164 Bilder/s und Auflösungen

bis 20 Megapixel. Besonders wertvoll

für den Einsatz der Kameras in Medical &

Life Sciences-Anwendungen ist die Zertifizierung

des Qualitätsmanagementsystems nach

ISO 13485:2016.

RAUSCHER

info@rauscher.de

www.rauscher.de

66 meditronic-journal 1/2021


Komponenten

Leistungsstarke Kühllösungen für die Medizintechnik

fähigkeit und lange Lebensdauer der

Elektronik. Direkt am Hotspot montiert,

transportieren sie die Wärme

zügig ab. Dabei sind Flüssigkeitskühlkörper

bis zu 25 % effizienter

als lüftergestützte Kühllösungen.

Kühllösungen für die Medizintechnik

müssen höchsten Ansprüchen

genügen und absolut zuverlässig

sein – schließlich hängen im Zweifelsfall

Menschenleben davon ab.

CTX ist Spezialist für solche anwendungsspezifischen

Kühl lösungen

zur effizienten Kühlung der Hochleistungselektronik

in medizintechnischen

Geräten. Die leistungsstarken

Kühlkörper von CTX – insbesondere

Flüssigkeitskühlkörper,

Profilkühlkörper, LED-Kühlkörper

und Leiterplattenkühlkörper – werden

in vielen Beatmungsgeräten,

Herz-Lungen-Maschinen, Blutund

Infusionspumpen, Diagnosegeräten,

Zentrifugen, MRT-Geräten,

CT-Geräten, OP-Robotern, Sonographiegeräten

und Nierensteinzertrümmerern

namhafter Hersteller

sowie in der Dentaltechnik und

in der medizinischen LED-Beleuchtung

eingesetzt.

In medizintechnischen Geräten,

die im Betrieb hohe Temperaturen

entwickeln, kommen zur Kühlung

der Leistungselektronik bevorzugt

kompakte, leistungsstarke Flüssigkeitskühlkörper

zum Einsatz. Sie bieten

höchstmögliche Kühlleistung auf

kleinstmöglichen Raum und gewährleisten

die zuverlässige Funktions-

Die Temperatur entscheidet

Bei medizintechnischen Verfahren

hängt die korrekte Funktion

von einer genauen Temperierung

ab. Sie bestimmt beispielsweise

den Erfolg der gezielten Vervielfältigung

von DNA-Abschnitten

(Amplifikation) oder sichert die

zuverlässige Funktionalität medizinischer

Laser. Auch Reagenzien in

der medizinischen Diagnostik und

Verstärker von medizinischen Bildgebungsverfahren

benötigen Kühlung,

um die gewünschte Leistung

zu erzielen. Kühlkörper von CTX

sorgen hierbei verlässlich für die

optimale Betriebs temperatur.

CTX Thermal Solutions

GmbH

info@ctx.eu

www.ctx.eu

Neues Kabelteil in Größe zwei

Das neue Kabelteil Größe 2 wurde für hochpolige

Anwendungen entwickelt und erhöht die

Flexibilität der ODU MEDI-SNAP Produktlinie.

Diese ist so konzipiert, dass die Verlagerung

von Anschlussschnittstellen außerhalb von

Geräten möglich ist. Damit ist auch eine sehr

kompakte Bauweise der Geräte möglich.

Die neue Bauform kann auch einfach als

Verlängerungskabel eingesetzt werden, um

weitere Strecken außerhalb der Geräte zu

überwinden. Die neue Kabel-zu-Kabel Verbindung

bietet mehr Flexibilität und schafft

5.000 Steckzyklen. Der Anwender wählt das

auf seine Steckverbindung zugeschnittene

Kabel für optimale Leistung.

Das Anwendungsspektrum ist durchaus

breit und reicht von der Medizin-, Industriebis

hin zur Mess- und Prüftechnik.

Die Vorteile auf einem Blick:

• Flexibel kombinierbar mit allen ODU MEDI-

SNAP Push-Pull sowie Break-Away Steckverbindern

• Höchste Poldichte bis 26 Kontakte in platzsparender

Ausführung

• Hoher Anwender- sowie Patientenschutz

durch IEC 60601-1 konforme Lösungen

(2x MOOP / 1x MOPP)

ODU GmbH & Co. KG

www.odu.de

meditronic-journal 1/2021

67


Komponenten

Hervorragende EMI-Abschirmung

Bisher unerreichte Performance und variable Design-Möglichkeit

DICO Electronic GmbH

www.dico-electronic.de

www.xgrtec.com

Die für die einfache Montage auf

Leiterplatten konzipierte Abschirmung

besteht aus einem leichten,

metallisierten Kunststoffmaterial,

das sich, durch thermisches Verformen

an nahezu jedes Design

anpassen lässt.

Hervorragende technische

Perfomance

SnapShot bietet im Vergleich zu

den bisher verwendeten rahmenbzw.

deckelartigen metallischen

Abschirmungen eine hervorragende

technische Perfomance. Das Material

wurde bereits 2002 durch W. L.

Gore & Associates auf den Markt

gebracht und hat seitdem Erfolg in

zahlreichen Anwendungen in der

Medizin-, in der Militär-, Luft- und

Raumfahrttechnik sowie in der Industrie-

und Computerelektronik.

Es beruht also auf einer seit Jahren

bewährten Technologie.

William Candy, Präsident von

XGR Technologies, ist einer der

ursprünglichen Entwickler von Snap-

Shot und ehemaliger W. L. Gore &

Associates Ingenieur. Eine neue

strategische Ausrichtung innerhalb

der Fa. W.L.Gore ermöglichte es

Mr. Candy, die Fa. XGR Technologies

2018 mit der Mission, innovative

Lösungen für die EMI-Abschirmung

auf Leiterplatten zu liefern,

zu gründen.

Durch eine Partnerschaft mit

einer Investorengruppe war es ihm

möglich, die gesamte SnapShot-

Produktion sowie die Rechte und

Bestände von W. L. Gore & Associates

zu übernehmen. SnapShot

wird dadurch auch weiterhin mit

denselben Geräten, Materialien

und qualifizierten Bedienern nach

denselben hohen Qualitätsstandards

am selben Standort hergestellt.

Ende 2019 wurde das Qualitätsmanagementsystem

von XGR

nach ISO 9001:2015 zertifiziert und

XGR ist ITAR registriert.

Merkmale und Montage

SnapShot ist eine Abschirmung

mit einer besonderen Konstruktion.

Als Material dient der Thermoplast

Polyetherimid (PEI), der

zugleich extrem leicht und thermisch

gut verformbar ist. Das PEI

wird auf der Außenseite mit einer

Zinnplattierung versehen, sodass

diese leitfähig ist.

Die Montage der Abschirmung

auf die Leiterplatte erfolgt per „Einschnappen“,

d.h., sie wird beim Aufsetzen

auf die Leiterplatte durch

Einrasten ihrer ovalen Löcher auf

den vorher bestückten Lotkugeln

bestückt, die entlang der Kanten

bzw. um den Umfang der Kavitäten

sitzen.

Die Bestückung der Lotkugeln

kann sowohl manuell als auch automatisch

erfolgen, die Anlieferung

68 meditronic-journal 1/2021


Komponenten

erfolgt in Rollenware. So entsteht

eine sehr starke elektromechanische

Verbindung.

Eigenschaften der Snap-

Shot-EMI-Abschirmung

Die Eigenschaften der SnapShot-

EMI-Abschirmung sind:

• Materialdicke: 0,125 mm

• Metallisierungsschichtdicke:

5 µ (SEM)

• planare Abschirmung: 75 dB

(ASTM D4935)

• sehr geringer Oberflächenwiderstand

(ASTM F390)

• Haftfestigkeit der Metallisierung:

5B (ASTM D3359)

• Durchschlagsfestigkeit: 80 kV/mm

(ASTM D149)

• Erweichungstemperatur: 215 °C

(ASTM D1525)

• (Dauer-)Betriebstemperatur:

170 °C

Besonders erwähnenswert ist

die Design-Flexibilität: Jede Kundenanwendung

wird spezifisch

entwickelt und an die individuellen

Größen- und Formanforderungen

des Leiterplatten-Layouts

angepasst. Der Formgebung sind

nahezu keine Grenzen gesetzt. Es

können Single- oder Multi-Kavitäten,

mit verschiedenen Höhen

innerhalb einer Anwendung realisiert

werden. Dabei kann die Profilhöhe

bis hin zu „null“ mm Abstand

zwischen Bauelementen und innerer

Abschirmoberfläche reduziert

werden. Auch die Integration von

Leiterplattensteckern, sogenannter

Dog Houses, und Kabeldurchführungen

(rund und flach) sind ausführbar.

Zudem sind SnapShot-EMI-

Abschirmungen robust und langlebig.

Sie sind nachweislich stoß-,

vibrations-, feuchtigkeits- und alterungsbeständig

und nahezu ideal

für industrielle und militärische

Mobilgeräte geeignet.

Da die Montage der SnapShot-

EMI-Abschirmung erst nach der

Reflow-Lötung erfolgt, ist eine ungehinderte

Inspektion und Nacharbeit

der bestückten Leiterplatte möglich.

Die Abschirmung ist zudem von

Hand abnehmbar und austauschbar,

ohne dass dabei eine Beschädigung

der Leiterplatte erfolgt und ohne,

dass nachge lötet werden muss.

Vorteile der SnapShot-EMI-

Abschirmungen:

• ultraleicht, fast ideal bei gewichtssensitive

Anwendungen

• exzellente Abschirmeigenschaften

(übertreffen vergleichbare

Abschirmoptionen bei der Effektivität

von unter 1 GHz bis 12 GHz,

relative Abschirmungseffektivität,

verglichen mit traditionellem

Metallgehäuse: 10 dB pro Einheit)

• nichtleitende innere Oberfläche

reduziert die elektromagnetische

Kopplung mit Leiterstrukturen,

minimiert das Gesamtvolumen

und eliminiert die Kurzschlussgefahr

• Reparatur der Schirmung als auch

der Bestückung innerhalb der

Abschirmung ist jederzeit möglich

• hohe Designfreiheit

Um die Verwendung der Snap-

Shot EMI-Abschirmung zu erleichtern,

bietet XGR Lotkugeln in

Tape&Reel-Verpackung für die Verarbeitung

mit SMD-Bestückungsautomaten

an.

Weitere Informationen und/oder

ein kostenloses Muster sind vom

Vertriebspartner für die Regionen

Deutschland, Österreich, Schweiz

und Luxemburg DICO Electronic

GmbH oder direkt von XGR Technologies

erhältlich. ◄

Widerstände für höchste Präzision

Maximale Genauigkeit, geringste Temperaturdrift

sowie Langzeitstabilität, das sind die Vorzüge

von Susumus metallischer Dünnschichtwiderstands-Serie

RG0603 (metric). Ob Automobil-,

Industrie- oder Medizintechnik, wo es

auf extreme Zuverlässigkeit ankommt, sind

sie im Einsatz.

Die metallischen Dünnfilmwiderstände der

metrischen RG0603-Serie (0201 inch) des japanischen

Herstellers Susumu zeichnen sich durch

außerordentliche Exaktheit aus. Sie sind mit

Werten von 100 Ohm bis 40 kOhm erhältlich.

Ihre Toleranz liegt zwischen ±0,1 % (Code B)

und ±0,5 % (Code D). Bei 85 °C sind sie mit

bis zu 63 mW belastbar. Bei einer Betriebstemperatur

zwischen 25 °C bis 125 °C beträgt ihr

Temperaturkoeffizient lediglich ±25 ppm/°C.

Der Dünnschichtaufbau macht diese Widerstände

extrem rauscharm. Dank einer anorganischen

Passivierung sind sie korrosionsbeständig

und resistent gegenüber atmosphärischen

Schwefelverbindungen. Eine schleichende

Veränderung der Widerstandswerte

durch Silbermigration und Bildung von Silbersulfid

ist nahezu ausgeschlossen. Bei entsprechenden

Tests zur Langzeitstabilität war ihre

Drift nach 10.000 Stunden geringer als ±0,1 %.

Die RG-Widerstände eignen sich hervorragend

für den Einsatz in der Automobilelektronik, der

industriellen Messtechnik sowie in medizintechnischen

Geräten. Sie sind blei- und halogenfrei

sowie RoHS-konform. Für die SMD-Montage

im Reflow-Verfahren konzipiert, können

sie mindestens 30 Sekunden lang einer Löttemperatur

von 235 °C ausgesetzt werden.

Sowohl in der Qualität wie auch im günstigen

Preis spiegeln sich die mehr als 55 Jahre Erfahrung,

die Susumu International in der Entwicklung

von Präzisionswiderständen hat.

Susumu Deutschland GmbH

www.susumu.de

meditronic-journal 1/2021

69


Komponenten

Angebot mit den FCT D-Sub-Steckverbindern

von Molex erweitert

onen an. So zum Beispiel Gehäuse

in nichtmagnetischer Ausführung

aus Messing bzw. chemisch vernickelt.

Das umfangreiche Angebot

umfasst Backshells und Zubehöroptionen,

um effektive Lösungen

für eine Vielzahl von Anwendungen

zu bieten. Sollten Kunden im speziellen

Applikationsfall Standardkomponenten

nicht einsetzen können,

modifizieren Heilind und Molex die

Produkte entsprechend.

Heilind Electronics GmbH

www.heilind.de

Der Spezialdistributor Heilind setzt

weiter auf die Qualitätsprodukte der

Firma Molex, einem der führenden

Produzenten von Elektronikkomponenten.

Die FCT D-Sub-Steckverbinder

sind mit der dazugehörigen

Produktpalette vollständig bei Heilind

erhältlich.

Die FCT D-Sub-Steckverbinder

von Molex decken Anwendungsbereiche

in den unterschiedlichsten

Branchen ab. Hierzu zählen

Industrie, Transport, Luftfahrt

und Medizin. Das Steckverbinder-

System von Molex wird hauptsächlich

in der Signal-Übertragung und

bei Hochstrom-Anwendungen bis

40 A eingesetzt. Es leistet auch in

der Kommunikation, Stromverteilung,

bei Schalttafeln und Testgeräten

im Bereich Wire-to-Wire, Wireto-Board

und Board-to-Board seinen

Beitrag.

Große Vielfalt

Die FCT D-Sub-Produktfamilie

umfasst Steckverbinder, die in Standard-,

High-Density- und Mixed-

Layout-Versionen erhältlich sind.

Jede Serie bietet fünf verschiedene

Gehäusegrößen. Molex bietet alle

Produkte (inkl. THT, SMT und Crimp-

Versionen) in verschiedenen Material-

und Beschichtungskombinati-

Gedrehte

Standard-Kontakte

sind mit höheren Strömen belastbar.

Sie haben einen niedrigeren

Übergangswiderstand und größere

Haltbarkeit im Vergleich zu

gestanzten Kontakten. Sie gewährleisten

einen sicheren und zuverlässigen,

semi-permanenten

elektrischen Pfad zwischen zwei

Geräten. Selbstverständlich sind

auch D-Sub-Steckverbinder mit

gestanzten Kontakten erhältlich.

Sofort lieferbar

Heilind hat für das FCT-Produktsortiment

von Molex aus Hauben,

Steckverbindern sowie Kontakten/

Werkzeugen einen umfangreichen

Lagerbestand aufgebaut und ist

sofort lieferfähig. Heilind bietet auch

für die FCT-Artikel eine technische

Beratung und Design-In an. ◄

HF-Abschlüsse für industrielle Mikrowellenanwendungen

Hochfrequenz-Leistungshalbleiter ersetzen

zunehmend die klassischen Magnetrons

(Hohlkammerresonatoren) zur Energieerzeugung

in industriellen Mikrowellenherden und

Mikrowellenanwendungen.

Sie lassen

sich präzise steuern

und haben keine

alterungsbedingten

Leistungsverluste.

Telemeter Electronic

vertreibt die benötigten

Hochfrequenzabschlüsse

mit einer

stabilen Leistung von

1 kW in dem typischen

Frequenzbereich von

2,4 bis 2,5 GHz. Sie haben eine kompakte,

flansch lose Bauform mit den Abmessungen

25,4 x 25,4 x 1,5 mm. Eine stabile Leistungsaufnahme

von 1 kW ist bis zur maximalen Bauteiltemperatur

von 80 °C möglich. Eine weitere

Besonderheit ist das geringe Stehwellenverhältnis

der HF-Abschlüsse. Neben den klassischen

Anwendungen, wie in der Nahrungsmittelzubereitung,

ermöglicht diese Technologie

viele neue Ansätze z.B. im Bereich der

Medizintechnik oder Plasmaerzeugung. Mit

diesen HF-Abschlüssen von Telemeter Electronic

ist es fast ein Kinderspiel, Energie unter

Kontrolle zu bekommen.

Telemeter Electronic GmbH

www.telemeter.info

70 meditronic-journal 1/2021


Komponenten

Immer sicher klimatisieren

Vindur Compact ist das Standard-Klimagerät für perfekte Klimabedingungen

Vollklimagerät Vindur Compact

Alle Bilder: © Weiss Klimatechnik

GmbH

Ganz gleich, ob im Krankenhaus,

im Serverraum oder im Reinraum:

Das Vollklimagerät Vindur Compact

regelt die Raumtemperatur, sorgt

für die gewünschte Luftfeuchtigkeit

und sichert die geforderte Luftreinheit

präzise und zuverlässig. Dank

Weiss Klimatechnik GmbH

www.weiss-technik.com

Integrierte Regelungs- und Steuerungseinheit intelli.4

der Schrankbauweise benötigt es

dabei besonders wenig Platz. Es

eignet sich für den Einsatz in Neubauten

sowie für den Austausch

von bestehenden Klimageräten bei

Modernisierungen.

Drei branchengerechte

Ausführungen

Mit drei Ausführungen eignet sich

Vindur Compact für unterschiedlichste

Branchen: Die Ausführung

ICT ist besonders leistungsstark

und robust, um hohe thermische

Lasten etwa in Technik- und Maschinenräumen

abzuführen. Die Version

MediClean erfüllt zusätzlich

die hohen Hygiene- und Klimaanforderungen

in OPs und anderen

medizinisch genutzten Räumen.

In der Variante CleanRoom sichert

Vindur Compact die präzisen Prozessbedingungen

und die hohe Luftreinheit

in Mess- und Reinräumen,

etwa bei der Chip-Herstellung oder

in der Pharma- und Food-Branche.

Flexibler Aufbau,

zukunftssichere Technik

Technisch wurde das kompakte

Klimagerät so flexibel wie möglich

konzipiert. Es ist mit zwei Filterstufen,

für hohe Pressungen sowie

als Up- oder Downflow-Ausführung

erhältlich. Die variable Stutzenanordnung

bietet verschiedene

Anschlussmöglichkeiten. Die integrierte

Regelungs- und Steuerungseinheit

intelli.4 mit Web-Visualisierung

vereinfacht den Netzwerkaufbau

und sichert die optimale Klimatisierung

auch auf lange Sicht, denn

die Klimageräte können jederzeit

einfach erweitert und angepasst

werden. ◄

Das Vindur Compact

Klimagerät ist ein

zuverlässiger und

leistungsstarker

Allrounder und

lässt sich an

unterschiedlichste

Anforderungen

anpassen

Oszillatoren mit variabler Eingangsspannung

IQD Frequency Products präsentierte die

Modellreihe IQXO-951. Diese Quarzoszillatoren

im Standardgehäuse (SPXO) sind auf

eine Versorgungsspannung im Bereich von

1,6 bis 3,3 V ausgelegt.

Hintergrund: Viele der heutigen Industrie- und

Verbraucheranwendungen benötigen Batterien

zur Spannungsversorgung. Deshalb müssen

diese Produkte mit einer Spannungsänderung

zurechtkommen, wenn sich die Batterien entladen.

Beim Verwenden von Oszillatoren mit

fester Versorgungsspannung kann dies allerdings

zu Problemen führen. Eine sich entladende

Batterie kann ein Absinken der Spannung

verursachen, welche wiederum die Frequenz

des Oszillators beeinflussen kann. Darunter

kann entsprechend die Genauigkeit der

Applikation leiden. Die IQXO-951-Modelle sind

erhältlich in den Standardbauformen 3,2 × 2,5,

2,5 × 2 und 2 × 1,6 mm. Sie bieten eine Standardstabilität

von ±25 ppm über den industriellen

Temperaturbereich von -40 bis +85 °C

und sind zudem mit erweitertem Temperaturbereich

von -40 bis +125 °C erhältlich.

Die neuen Oszillatoren sind für die meisten

batteriebetriebenen Anwendungen geeignet.

Zusätzlich lassen sich damit Stücklisten reduzieren,

da ein Bauteil mehrere Oszillatoren mit

unterschiedlichen festen Versorgungsspannungen

ersetzen kann. Märkte für diese Anwendungen

sind unter anderem der Telekommunikationsmarkt,

das Internet der Dinge (IoT)

und die Medizintechnik.

IQD Frequency Products Ltd

www.we-online.de

www.iqdfrequencyproducts.com

meditronic-journal 1/2021

71


Komponenten

Hi-Techno Dosierpumpen vereinen Präzision

und Flexibilität

Entgasungs fähigkeit. Zur Optimierung

der Installations- und Einbaumöglichkeiten

wurde eine handverstellbare

Steuer einheit (patentiert)

entwickelt, die keinerlei zusätzlichen

Werkzeugaufwand erfordert, auch

eine Wandmontage ist möglich. Variantenreich

zeigt sich ebenfalls die

Anschlussart, ob Schlauch-, Flanschoder

Gewindeanschluss für Überwurfmutter

etc., diese Baureihe bietet

alle gängigen Anschlussvarianten.

IWAKI Europe GmbH

info@iwaki.de

www.iwaki.de

Höchste Präzision und einfache

Bedienung als Lösung für die Dosierung

von flüssigen Chemikalien, genau

das zeichnet die digital gesteuerten

Dosierpumpen mit bürstenlosem

Gleichstrom motor der Baureihe IX

von Iwaki aus. Die regelbare Saugund

Druckgeschwindigkeit sorgt für

eine pulsationsarme und präzise

Dosierung (±1 %) über den gesamten

Leistungsbereich (max. 300 l/h).

Mit der Erweiterung der Baureihe

um die IX-B, stehen nunmehr vier

weitere Baugrößen zur Verfügung,

die den unteren Fördermengenbereich

von 0,0075 l/h bis 45 l/h

ab decken. Die energiesparenden

bürstenlosen Gleichstrommotoren

(BLDC) verfügen über einen erweiterten

Regelbereich von 1000:1.

Diese Motorentechnologie hat den

Vorteil einer höheren Leistungsabgabe

gegenüber Schrittmotoren, die

bei vergleichbaren Dosierpumpen

häufig zum Einsatz kommen.

Hohe chemische

Beständigkeit

Neu ist in dieser Baureihe auch

eine nicht-elastomere robuste PTFE-

Membran mit hervorragendem Permeationsverhalten,

die zusammen

mit dem Pumpenkopf aus PVDF

beste chemische Beständigkeit

auch bei korrosiven Medien bietet.

Zudem sorgt die hochkomprimierende

Pumpenkopfkonstruktion

(patentiert) für eine ausgezeichnete

Von Weitem sichtbar

Eine große LED-Statusleiste bietet

eine einfache visuelle Anzeige

der Betriebsbedingungen auf einen

Blick, der Pumpenstatus ist damit

auch aus einiger Entfernung oder

an dunklen Orten sichtbar. Bei allen

IX Baureihen stehen verschiedene

Betriebsarten bzw. Steuerungsmöglichkeiten

wie Manuell, Puls-, Analog-

und Chargendosierung sowie

Profibus-DP zur Auswahl. Die

gewünschten Einstellungen, erfolgen

über ein mehrsprachiges, benutzerfreundliches

LCD-Display. Alle

wichtigen Betriebsdaten, wie Fördermenge,

Laufzeit, Anzahl der Hübe

etc. sind über das Bedienermenü

jederzeit abrufbar. Für eine erhöhte

Sicherheit im Betrieb sind alle Pumpen

standardmäßig mit einem Membranbruch-

und Überdrucksensor

sowie einem Netzteil für den weltweiten

Einsatz (100 - 240 V AC @

50/60 Hz) ausgestattet. ◄

Kundenindividuelle Faseroptiken und Sonden

für die Lasermedizin

Maßgeschneiderte Lösungen unterstützen alle medizinischen Lasertypen

CeramOptec

sales@ceramoptec.com

www.ceramoptec.de

CeramOptec erweitert sein Leistungsspektrum

im Bereich Lasermedizin

und bietet unter dem Label

MED.OEM ab sofort kundenindividuelle

Faseroptiken und Sonden für

alle medizinischen Lasertypen an.

Von der Preform über den Lichtleiter

bis zur fertigen Sonde werden

sämtliche Produktstufen im

Weitere Informationen unter: www.ceramoptec.de/med-oem-produkte.html

72 meditronic-journal 1/2021


Komponenten

M-Steckverbinder erweitern das Portfolio

Engelking Elektronik GmbH

www.engelking.de

Die Engelking Elektronik GmbH

erweitert ihr Produkt-Portfolio mit

M-Steckverbindern des Herstellers

Shenzhen Signal Electronics Co.,

Ltd. Vor kurzem wurde eine entsprechende

Kooperationsvereinbarung

für Deutschland und Österreich

unterzeichnet. Engelking Elektronik

ist ein aufstrebendes, europaweit

agierendes Unternehmen im

Bereich der Elektromechanik. Das

Unternehmen ist spezialisiert auf

wasserdichte Steckverbindungen

und Schaltelemente.

Umfassende Auswahl an

Verbindungslösungen

Das bisherige Steckverbinderprogramm

umfasste die Hersteller

Bulgin, Techno, Edac und Scolmore.

Durch den Ausbau der Angebotspalette

um M5, M8, M9, M12,

M16, und M23 Steckverbinder von

Signal Electronics, kann Engelking

seinen Kunden nun eine noch

breitere Auswahl an Verbindungslösungen

anbieten.

Zertifizierter Hersteller mit

breitem Sortiment

Signal Electronics wurde 2009

gegründet. Der Schwerpunkt der

Geschäftstätigkeit liegt auf der

Entwicklung und Produktion von

Rundsteckverbindern. Zum Sortiment

zählen Steckverbinder der

Größen M5, M8, M9, M12, M16 und

M23. Diese sind, abhängig von der

Serie, in bis zu acht Kodierungen

erhältlich. Wasserdichte USB- und

RJ45-Datensteckverbinder runden

das Portfolio ab.

Einsatzgebiete

Einsatz finden die Produkte hauptsächlich

in den Bereichen Sensorik,

Bildverarbeitung, Lichttechnik,

Robotik, Schifffahrt, Sicherheitstechnik

und Medizintechnik,

erfreuen sich sich jedoch auf Grund

der standardisierten Steckgesichter

auch in anderen Branchen wachsender

Beliebtheit. Die Produktion

ist UL und ISO9001 zertifiziert und

die Produkte entsprechen den aktuellen

Vorgaben bezüglich RoHS

und REACH.

Näher am Kunden – mehr

Möglichkeiten

Durch die neue Kooperation mit

Signal kann Engelking noch besser

auf die Anforderungen seiner

Kunden eingehen. Neben der

breiteren Auswahl an Steckverbindungslösungen

sind jederzeit

auch kundenspezifische Anpassungen

oder Sonderentwicklungen

möglich. ◄

eigenen Haus entwickelt und dabei

passgenau auf die Anforderungen

der jeweiligen lasermedizinischen

Anwendung zugeschnitten. Dreißig

Jahre Erfahrung in der Entwicklung

von Faseroptiken ermöglichen es

CeramOptec zudem, auch außergewöhnliche

Konfigurationen zügig

und in hoher Qualität zu realisieren.

Ärzten und Forschungslaboren stehen

dadurch auch bei lasermedizinischen

Spezialanwendungen

stets bedarfsoptimierte Lösungen

zur Verfügung.

Die von CeramOptec gefertigten

Lichtleiter und Sonden sind für den

Einsatz im Kontakt- wie im Non-

Kontakt-Modus geeignet. Sie sind

gewebeschonend, verursachen so

gut wie keine Blutungen und ermöglichen

durch einfache Handhabung

eine hochpräzise Laserführung.

Die Anwendungsgebiete reichen

von Augenheilkunde, HNO-Medizin

und Pneumologie über Orthopädie,

Gynäkologie und Urologie bis zu

dermatologischer und ästhetischer

Chirurgie. Klassische lasermedizinische

Applikationen wie Netzhautund

Augenlidoperationen oder Pigmententfernungen

werden durch

die maßgeschneiderten MED.OEM

Lösungen ebenso optimal unterstützt

wie Tumorresektionen oder chirurgische

Eingriffe im Wirbelbereich.

meditronic-journal 1/2021

73


Komponenten

Best of 2020

Faseroptische Lösungen für Industrie- und Medizinlaser

CeramOptec zeigte auf der Photonics

West hochwertige Faseroptiken

für Industrie- und Medizinlaser.

Im Zentrum des Messeauftritts

standen dabei Spezialfasern

für aktive Laserstrahlformung und

langfristig stabile UV-Licht-Applikationen

sowie faseroptische Sicherheitslösungen

für Anwender fasergekoppelter

Lasersysteme. Darüber

hinaus stellte die biolitec-Tochter

Fasern für medizinische CO 2 -Laser

sowie verschiedenste Faseroptiken

mit breitem Einsatzspektrum und

Eignung für zahlreiche standardisierte

Anwendungen vor.

Im Bereich aktive Strahlformung

präsentiert CeramOptec

seine Optran NCC-Fasern, deren

polygonale Kerngeometrie die

Erzeugung von Top-Hat-Strahlprofilen

unterstützt und so den

Einsatz von teuren Homogenisatoren

erübrigt. Für dauerhaft

stabile UV-Licht-Anwendungen

stehen die solarisationsarmen

Optran UVNSS-Fasern, die

selbst nach Langzeitbestrahlung

mit UV-C-Licht noch immer eine

Transmission von 85 Prozent des

Ausgangswertes bieten. Beide

Fasern wurden auf der Photonics

West zudem gemeinsam

mit anderen Faseroptiken auch

in einer Safety-Fiber-Spezialausführung

vorgestellt. Bei dieser

sicherheitstechnischen Sonderkonfiguration

wird durch dünne

Kupferdraht leiter im Polyamidmantel

eine permanente Detektion

des Faser status samt automatischer

Laser systemabschaltung

bei Faserbruch oder Ablösung

von der Strahlquelle ermöglicht.

Als faseroptische Lösung für

medizinische CO 2 -Laser hat CeramOptec

in San Francisco die

Optran MIR-Faser mit an Bord

– eine polykristalline Faser aus

Silber halogenid, die im für dermatologische

Anwendungen typischen

Wellenlängenbereich von 10,6 μm

mit exzellenten Transmissionswerten

überzeugt. Das Feld der

faseroptischen Allrounder wird

unter anderen durch die Optran

UVWFS Breitband-Fasern repräsentiert,

die Eigenschaften von UVund

Infrarotfasern in sich vereinen

und dadurch eine optimale Lösung

für optische Anwendungen mit weitem

Spektralbereich darstellen.

Den vollständigen Artikel finden

Sie im meditronic-journal 1-2020,

auf Seite 21

CeramOptec

www.ceramoptec.com

Miniaturisierung für medizinische Analytik durch Multi-Wellenlängen SMDs

bis zu sechs unterschiedliche LED-Chips

zu integrieren.

Die Auswahl der LED-Chips erfolgt kundenspezifisch

unter Berücksichtigung der Anforderungen

der Anwendung. Wellenlängen beginnend

im UV-Bereich ab 355 nm, dem sichtbaren

Bereich und bis hin zum nahen Infrarot

(max. 1650 nm) sind verfügbar. Die LED-Chips

werden mit optisch transparentem Vergussmaterial

wie Silikon oder Epoxidharz geschützt.

Durch den Aufbau im keramischen Gehäuse

können thermische Einflüsse auf die Messgenauigkeit

minimiert werden.

Die Multi-Wellenlängen SMD haben eine lötfähige

Rückseite und können damit unkompliziert

verarbeitet werden. Sie bieten eine zuverlässige

und flexible Plattform für unterschiedlichste

analytische Messverfahren, wie zum

Beispiel bei der Diagnostik von Vitalfunktionen

oder der Lebensmittelüberwachung.

EPIGAP Optronic hat die Produktpalette

um Multi-Wellenlängen SMDs im Keramik-

Gehäuse erweitert. Die kleine Bauform ist

mit einer Kantenlänge von 3 x 3 mm und

einer Höhe von 1,1 mm für den Aufbau mit

bis zu 4 LED-Chips unterschiedlicher Wellenlängen

geeignet. Die größere Bauform

mit 5 x 5 x 1,1 mm bietet die Möglichkeit

EPIGAP Optronic GmbH

sales@epigap-optronic.de

www.epigap-optronic.de

74 meditronic-journal 1/2021


Komponenten

Proprietäre Multilumen-Schläuche

Freudenberg Medical präsentiert einen innovativen,

gewundenen Multi-Lumen-Silikonschlauch

namens HelixTwist. Die proprietäre

Multi-Lumen-Technologie wurde entwickelt, um

ein Knicken des Schlauches und Blockieren des

Durchflusses zu verhindern. Ermöglicht wird

dies durch die Sicherstellung eines konstanten

Spannungsgleichgewichts zwischen den

inneren und äußeren

Lumen. Der

HelixTwist-Schlauch

eignet sich daher

optimal für den

Einsatz als Herzschrittmacherkatheterschlauch,

Beatmungsschlauch,

N eurost imulat i -

onskatheter und

andere Anwendungen,

bei denen

eine Navigation

durch gewundene

Pfade im menschlichen

Körper erforderlich

sind. „Unsere

neue HelixTwist-Technologie macht mit ihren

hervorragenden Windungseigenschaften buchstäblich

den Weg frei für qualitativ hochwertige

und sichere Anwendungen für eine Vielzahl

von minimalinvasiven Eingriffen in der

Chirurgie” sagt Rüdiger Gall, General Manager

bei Freudenberg Medical. „Bei diesen Eingriffen

muss ein Chirurg durch komplexe Pfade

navigieren. Katheterschläuche mit einem geraden

Lumen können dabei leicht abknicken und

einzelne Lumen blockieren, da sich Pfade im

menschlichen Körper, wie Arterien, in manchmal

unvorhersehbaren Richtungen drehen und

winden.” Mehrlumen-Schläuche fungieren unter

anderem als Träger von Drähten und Kabel

oder dienen zur Medikamentenabgabe zum

Patienten hin. Als solches ist dieser Schlauch

ein wesentlicher Bestandteil minimalinvasiver

Medizinprodukte. Jeder Verschluss oder ein

Knicken der Lumen kann den Erfolg und das

Ergebnis medizinischer Eingriffe gefährden.

HelixTwist ist ein weiteres Beispiel dafür, wie

die Innovationen von Freudenberg Medical

Leben retten, Lebensqualität verbessern und

Kunden dabei helfen, sicherere Produkte zu

entwickeln und gleichzeitig die Markteinführungszeit

neuer Produkte zu verkürzen.

Freudenberg Medical

www.freudenbergmedical.de

Best of 2020

Robuste Konnektivität für medizinische Anwendungen

Mit der Fischer Freedom Serie zeigt Fischer

Connectors wie sich neue Maßstäbe in Sachen

Usability, Integrationsfähigkeit und Vielseitigkeit

rund um die Konnektivität von medizinischen

Geräten setzen lassen. Die Serie bietet eine

Steckfreiheit von 360° und verfügt über einen

einzigartigen versiegelten, blind steckbaren,

ohne Magnet schließenden Schnellverschluss.

Durch qualitativ hochwertige Materialien und

eine exzellente Verarbeitung sind die Steckverbinder

robust und langlebig. Sie optimieren

das Kabelmanagement. Zudem lassen sie

sich einfach und komplett reinigen und sind

nach den Schutzklassen IP68 bzw. IP67 für

die Steckverbinder aus Kunststoff abgedichtet.

Die Freedom Serie unterstützt Innovationen

in der Konnektivität und im Anwendungsdesign

von Wearables und IoT-Anwendungen,

und macht Geräte und elektronische Systeme

insgesamt kleiner, schneller und intelligenter.

In der Medizin eignet sie sich zum Beispiel

für die Roboterchirurgie und für Exoskelette,

tragbare Geräte wie OP-Leuchten, Überachungs-

und Messgeräte, bildgebende Diagnosegeräte,

zum Beispiel MRT-, Ultraschall

oder CT-Geräte. Herz-Lungen-Unterstützungssysteme,

Hörgeräte und Dentalanwendungen

sind weitere Nutzungsmöglichkeiten, sowie

der Einsatz bei der Erfassung biometrischer

Daten zur Unterstützung der Diagnose oder

der Verwaltung von Medikamenten.

Den vollständigen Artikel inklusive

Bildbeschreibung finden Sie im

meditronic-journal 1-2020, auf Seite 23

Fischer Connectors GmbH

www.fischerconnectors.com

meditronic-journal 1/2021

75


Komponenten

Best of 2020

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 PbS- und PbSe-Detektoren. Mit

langjähriger Erfahrung und Mitarbeitern, die

in der Branche als ausgewiesene Experten

bekannt sind, hat sich das Unternehmen nach

eigenen Angaben 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

Innovative Lösung schützt Menschen vor dem Corona-Virus

Deep-UVC-LED-Arrays von

Bolb, Inc. helfen in der chinesischen

Metropole Wuhan beim

Kampf gegen die Corona-Epidemie.

Die Emitter-Arrays mit Leistungen

zwischen 1,2 W und 2,5 W strahlen

stark desinfizierendes UVC-

Licht aus, das neben antibiotikaresistenten

Keimen wie MRSA

auch gefährlichen Viren wie dem

Corona-Erreger SARS-CoV-2 den

Garaus macht. Im neu errichteten

Huoshenshan-Krankenhaus wird

die Technologie bereits eingesetzt,

um Ärzte und Pflegepersonal

zu dekontaminieren,

wenn sie in

ihrer Seuchenschutzkleidung

die Corona-

Isolierstation betreten

oder verlassen. Dazu

müssen Mediziner und

Pflegepersonal rund

30 Sekunden lang von

allen Seiten mit hocheffizientem

UVC-Licht

bestrahlt werden.

Die Wellenlänge ist

dabei so gewählt, dass

sie in dieser kurzen Zeit

die RNA der Viren so

verändert, dass keine

Gefahr mehr von ihnen

ausgeht. Da der Seuchenanzug

auch vor der UVC-

Strahlung schützt, besteht für den

Menschen keine Gefahr. Zusätzlich

ist das Kopfteil der Schutzausrüstung

mit einer Fluoreszenzfarbe

beschichtet, die vor der unsichtbaren

UVC-Strahlung warnt, indem

sie leuchtet sobald die Strahler

aktiviert sind.

In Europa und den USA sind die

Germicidal LEDs (G-LEDs) des US-

Herstellers Bolb bei Laser Components

erhältlich. Neben dem Einsatz

in Krankenhäusern und biomedizinischen

Anwendungen, ermöglichen

UVC-Module zum Beispiel

mobile und vor Ort einsetzbare

Lösungen zur Trinkwasseraufbereitung.

In Landwirtschaft und

Gartenbau kann die Technologie

chemische Pestizide ersetzen und

so kosteneffiziente umweltfreundliche

Anbauformen fördern. Auch

in Kühlschränken lässt sich mit

UVC-Emittern die Haltbarkeit von

Lebensmitteln erhöhen.

LASER COMPONENTS

GmbH

www.lasercomponents.

com/de

76 meditronic-journal 1/2021


Komponenten

UV-C LEDs zur Desinfektion und Sterilisation

Bei IMM Photonics sind ab

sofort leistungsstarke UV-C LEDs

des südkoreanischen Herstellers

und IMM Photonics Partners Seoul

Viosys erhältlich.

Für die Wellenlänge 275 nm

sind die 1 Chip oder 4 Chip

SMT-Aufbauten CUD8AF1D und

CUD8AF4D mit jeweils 19 mW und

60 mW optischer Ausgangsleistung

verfügbar. Der Abstrahlwinkel

bei beiden LED-Typen beträgt

120 Grad. Durch die Verwendung

von Aluminiumgehäusen ist eine

hohe Wärmeleitfähigkeit gewährleistet.

Die geringe Größe und

der niedrige Energiebedarf der

UV-C LEDs erlaubt eine schnelle

und einfache Integration in bestehende

Designkonzepte.

Die Hauptanwendungen von

UV-C LEDs liegen in der Desinfektion

und Sterilisation von Oberflächen,

Wasser und Luft. Einsatzmöglichkeiten

finden sich in Haushaltsgeräten,

im Sanitärbereich,

in Analysegeräten sowie in der

Spektroskopie und Medizintechnik.

Bild: Seoul Viosys Co., Ltd

IMM Photonics

www.imm-photonics.de

Best of 2020

Gute Luftqualität mit Microlüftern

SEPA EUROPE GmbH

www.sepa-europe.com

Zuhause und am Arbeitsplatz:

Frische und reine Luft ist wichtig

für das Wohlbefinden und

die Gesundheit. Im

Fokus steht hier derzeit

das Corona virus.

Die Gefahr einer

Ansteckung ist dabei

in Innenräumen am

Größten. Abhilfe können

hier Luftqualitätsmessgeräte

schaffen.

Denn Luftqualitätssensoren

überwachen die

CO 2 -Konzentration in

der Umgebung und

geben dadurch Rückschlüsse

auf durch

anwesende Menschen

verursachte, Luftbeeinträchtigungen.

Darunter auch die in

letzter Zeit viel diskutierten Aerosole.

Sepa Europe hat speziell für

diesen Anwendungsfall das Programm

der Microlüfter erweitert.

Diese Microlüfter versorgen den

im Gerät befindlichen Sensor mit

der aktuellen Umgebungsluft und

stellen somit die Messung in Echtzeit

sicher. Die breite Palette an

„Wohlfühllüftern“ ist in den Außenmaßen

15 mm, 17 mm und 20 mm

erhältlich.

Alle Microlüfter sind mit dem

zuverlässigen Magfix Gleit lager

ausgestattet und haben eine

Lebensdauererwartung von bis zu

380.000 h. Dank des Tachoausgangs

kann die Drehzahl ständig

überwacht werden. Besonders wichtig

bei Luftgütemessgeräten ist auch

der Schalldruckpegel. Hier können

die Microlüfter von Sepa Europe

besonders überzeugen, denn sie

sind langsam drehend und somit

angenehm leise. ◄

Diesen Fachartikel aus 2020 sollten Sie gelesen haben:

Die ungesicherte Netzwerkschnittstelle

In Krankenhäusern und medizinischen Einrichtungen werden immer

mehr medizinisch-elektrische Geräte und Geräte der Informationstechnik

miteinander vernetzt. Laut der IEC60601-1 werden diese Netzwerkverbindungen

zwischen dem Gerät und dem Ethernet-Netzwerk

als potentielle Gefahrenquellen eingestuft. Es wird gefordert, dass

keine Spannung über die Datenleitungen auf den Patienten übergehen

darf. Um dies sicherzustellen werden Netzwerkisolatoren eingesetzt,

die dafür sorgen, dass alle elektrisch leitenden Verbindungen

zwischen der angeschlossenen Netzwerkperipherie und dem angeschlossenen

Gerät unterbrochen werden.

EMO Systems, meditronic-journal 1-2020, ab Seite16

meditronic-journal Online: https://www.beam-verlag.de/fachzeitschriften/meditronic-journal/zeitschriftenarchiv-2020/

1/2021

77


Komponenten

Verbesserter Support für Motorsteuerungen

und erweitertes Entwicklungs-Ökosystem

Vereinfachte Systementwicklung durch Produkte, Tools, einen Algorithmus für maximiertes Drehmoment und ein

erweitertes Angebot an Referenzdesigns für Motorsteuerungen

stützung für den PIC32MK umfasst

Motorsteuerungssoftware für sensorgesteuerte

und sensorlose Anwendungen

über das MPLAB Harmony

v3 Software-Framework.

Microchip Technology Inc

www.microchip.com

Mit dem zunehmenden Einsatz

von Elektromotoren in immer mehr

Anwendungen, benötigen Entwickler

Produkte und Tools, die sicherstellen,

dass Systeme so effizient

wie möglich laufen und sich gleichzeitig

die Größe der Leiterplatte,

die Anzahl der Bauelemente und

der Energieverbrauch verringert.

Microchip Technology Inc. erweitert

daher sein Angebot für Motorsteuerungen,

das digitale Signalcontroller

(DSCs) und Mikrocontroller (MCUs)

umfasst, die von Designtools, Entwicklungshardware,

einem Algorithmus

zur Maximierung des Drehmoments

und einem Referenzdesign

für Kühlschrankkompressoren unterstützt

werden.

„Neue Bausteine wie unsere

dsPIC33C DSCs mit ihrer hohen

analogen Integration zeigen, dass

wir weiterhin in die einfachere Entwicklung

von Motorsteuerungen

investieren und gleichzeitig die

Kosten für das Design und die

Stückliste in den Bereichen Automotive,

Industrie, Medizintechnik und

Consumer senken wollen“, erklärte

Joe Thomsen, Vice President der

MCU16 Business Unit bei Microchip.

„Unser nun verbessertes Support-

Ökosystem hilft Entwicklern, ihre

Designs mit der optimalen Kombination

aus Leistungsfähigkeit, Effizienz

und Zuverlässigkeit schneller

fertig zu stellen.“

Microchips Angebot für

Motorsteuerungen wurde

ergänzt um:

• dsPIC DSCs:

Die kostenoptimierten, für funktionale

Sicherheit ausgelegten DSCs

dsPIC33CK64MC10x für die feldorientierte

Regelung (FOC) werden

durch Motorsteuerungs-Plugin-Module

(PIMs) für bestehende

Motorsteuerungs-Entwicklungsboards

und nun auch durch ein

neues kostengünstiges Low-Voltage

Motorsteuerungs-Entwicklungsboard

unterstützt. Die integrierte

Entwicklungsumgebung

(IDE) MPLAB X und der MPLAB

Code Configurator (MCC) unterstützen

die schnelle Code-Entwicklung,

während die motorBench-Entwicklungssuite

eine für die FOC-Motorsteuerung

optimierte Code-Generierung

gewährleistet.

• PIC32MK MCJ- und

MCM-MCUs für FOC:

Die 32-Bit-MCUs der zweiten

Generation bieten 32-Bit-Fließkomma-

und DSP-Leistung mit

flexiblen Kommunikationsoptionen.

Durch die gemeinsame Nutzung

analoger Funktionen mit dem

dsPIC33CK unterstützen sie die

nahtlose Migration über Bauteilklassen

hinweg. Diese Bausteine

verfügen außerdem über mehrere

CAN-FD- und USB-Anschlüsse. Die

MCUs werden in der MPLAB X IDE

mit drei Entwicklungshardware-Optionen

unterstützt. Die Softwareunter-

• motorBench-

Entwicklungssuite:

Version 2.35 des GUI-basierten

Softwareentwicklungstools von

Microchip verkürzt die Zeit, die zum

Anlaufen eines FOC-geregelten

Motors erforderlich ist und generiert

optimierten Quellcode, der

für einen bestimmten Motor angepasst

ist. Diese Version erweitert

die Unterstützung der dsPIC33CK

DSCs und fügt einen neuen AT-

PLL-Schätzer (Angle Track Phase

Locked Loop), Feldschwächung

(FW), maximales Drehmoment pro

Ampere (MTPA), Totzeitkompensation

(DTC) und viele andere neue

Funktionen hinzu.

• Zero Speed/Maximum

Torque (ZS/MT)

Algorithmus:

Erübrigt Hallsensoren in Anwendungen,

die ein hohes Drehmoment

bei Stillstand oder niedrige Drehzahlen

für Motoren mit niedriger

Induktivität erfordern. Die dsPIC33

DSCs, SAM- und PIC32MK-Motorsteuerungs-MCUs

werden unterstützt.

• dsPIC33CK Low-Voltage

Motorsteuerungs-Entwicklungsboard:

Bietet eine Plattform für die

Anwendungsentwicklung und eine

Referenz für das Kunden-Board-

Design für dsPIC33CK DSCs.

• Kostengünstiges,

hocheffizientes

Referenzdesign für Kühlschrankkompressoren:

Schließt sich einer wachsenden

Reihe sofort einsatzfähiger Designs

an, die Best Practices für anwendungsspezifische

Motorsteuerungsdesigns

bieten, um die Markteinführung

zu beschleunigen. ◄

78 meditronic-journal 1/2021


Komponenten

Minimierte Fehlanpassungen durch Signal Integrity Engineering beim

„medical-grade“ USB-3.0-Kabel

Die Vorteile der USB-3.0-Technologie

gegenüber USB 2.0 hinsichtlich

der Übertragungsraten von bis zu

5 Gigabit/s führen zu einer deutlich

höheren Nachfrage dieser Übertragungsart.

Insbesondere im Bereich

der medizinischen Echtzeit-Bildgebung

lassen sich brilliante Darstellungen

realisieren. Dazu kommt

eine universell nutzbare Schnittstelle

über USB-Stecker. Damit lassen

sich Geräte und Anwendungen

entwickeln, die aufgrund der hohen

Verbreitung dieser Standardisierten

Schnittstelle an nahezu allen

Endgeräten angeschlossen werden

können.

SAB Bröckskes

www.sab-kabel.de

Materialien

Kombiniert mit dem Streben nach

leichten und damit schmiegsamen

Verbindungskabel ohne „memoryeffect“,

der zum unerwünschten

Krangeln führen kann, stellen sich

insbesondere an die Konstruktionsmerkmale

der Leitung anspruchsvolle

Anforderungen. Um im Einsatz

darüber hinaus auch - zum Beispiel

- eine Autoklavierbarkeit und handgeführte

Bewegung zu gewährleisten,

muss die Auswahl an Materialien

und Fertigungsprozessen

exakt aufeinander abgestimmt sein.

Hochpräzise Fertigungsprozesse

bei der Leitungsherstellung

Auch Asymmetrien im Kabel führen

schnell zu Störungen durch

Laufzeitunterschiede und Signalabstrahlungen,

große Prozesstoleranzen

zu Fehlanpassungen und

Reflexionen. Als Folge daraus kann

es zu Übertragungsverlusten, Verzerrungen

des Signals, Laufzeitund

Datenfehlern und schlussendlich

zu einer verminderten Bildqualität

führen.

„Einen erheblichen Einfluss auf

die Übertragungseigenschaften

haben die Präzision der Fertigungsprozesse

und die Auswahl der Impedanz-relevanten

Materialien“ so

Marc Gerlatzek, Produktverantwortlich

für den Bereich Medizintechnik

bei SAB Bröckskes. „Durch

gezieltes Signal Integrity Engineering

und Abgleich mit unseren dokumentierten

Erfahrungswerten aus

einer Vielzahl von Messungen stellen

wir homogene Übertragungswerte

auf der gesamten Leitungslänge

sicher“.

Längenabhängige Faktoren wie

„voltage drop“ oder Dämpfung

sind dabei limitierend. Leitungsquerschnitte

für eine erhöhte Leistungsübertragung

kommen dabei

fischerconnectors.com

genauso in das Anforderungsprofil

wie tolerierte Außendurchmesser.

Um solche kundenspezifische

Modifikation dennoch zu ermöglichen,

setzt der Kabelspezialist

auf engen Kundenkontakt. Da alle

Leitungsfertigungen ausschließlich

auf Serienanlagen erfolgen, ist

jeder Prototyp zugleich ein Serienprodukt,

das sich zur Vorstellung bei

der benannten Stelle eignet.

An diesen Leitungsfertigungen,

die bereits ab 100 m möglich sind,

lassen sich unter realen Bedingungen

Messungen sowohl an der

Meterware als auch an der Konfektion

durchführen. Der anschließende

Erkenntnisaustausch und -

bei Bedarf - die anschließende praktische

Umsetzung in Konstruktionsmerkmale

sind elementar wichtig für

einen kontinuierlich erfolgreichen

Einsatz. ◄

MEDICAL

CONNECTIVITY

SOLUTIONS

■ STERILIZABLE & DISPOSABLE SOLUTIONS

■ ASSEMBLED SOLUTIONS:

SILICONE AND THERMOPLASTIC

■ LIGHTWEIGHT AND EASY TO HANDLE,

EVEN WITH GLOVES

■ WATERTIGHT SEALING UP TO IP68

FISCHER CORE SERIES

DISPOSABLE

■ Cost-effective single-use plugs

FISCHER MINIMAX SERIES

■ Signal & power

FISCHER FREEDOM

SERIES

Low profile, easy integration

■ Modular or turnkey solution

■ USB 3.0, Ethernet & HDMI 360° mating & fully cleanable



meditronic-journal 1/2021

FC_DE_Medical_Meditronic_Jan21_108x151.indd 1 15.01.21 11:25

79


Komponenten

Schock- und Vibrationssicheheit EN 61373,

Kategorie 2 mit Korrosionsschutz

Provertha bietet zertifizierte High-Performance in kompaktester Bauform mit M12 Mini A- und B- sowie D-Code-

Kabelsteckern mit Kabelverschraubung

Die Leistungsfähigkeit der Kabelstecker-Baureihe

M12-Mini in der

vibrationssicheren zuverlässigen

Anschlusstechnik Crimp von Provertha

in A-Codierungen (5- und

8-polig) sowie B- und D-Codierung

(Ethernet) wurde anhand von Zertifizierungen

nach einschlägigen Normen

offiziell dokumentiert. Die kompakte

M12-Steckverbinder-Baureihe

mit Kabelverschraubung zeichnet

sich trotz ihrer kleinen Baugröße

durch extreme Schock- und Vibrationssicherheit

aus. Beispielsweise

haben die Steckverbinder erfolgreich

die Prüfungen nach EN 61373

(Kategorie 2) „Betriebsmittel von

Bahnfahrzeugen – Prüfungen für

Schwingen und Schocken“ zuerst

in Kategorie 1, Klasse B und dann

in der höheren Anforderungsklasse

Kategorie 2 bestanden. Zudem

weist der M12-Mini den einzigartigen

500h-Korrosionsschutz auf,

der durch den erfolgreich bestandenen

Salzsprühnebeltest gemäß

EN 60512-11-6 nachgewiesen ist.

Prüfprogramm erfolgreich

absolviert

Weiterhin wurde in einem zertifizierten

Prüflabor das komplette Prüfprogramm

gemäß der M12-Steckverbindernorm

IEC 61076-2-101

erfolgreich absolviert. Dieses enthält

Regelungen für A-, B-, C- und

D-kodierte Steckverbinder. Für die

Ethernet-Versionen in D-Codierung

wiederum wurde die wichtige Prüfgruppe

FP der DIN EN 61076-2-113,

die die elektrischen Übertragungsparameter

festlegt, mit Erfolg bestanden.

Somit sind die kompakten Provertha

M12-Mini Kabelstecker nachweislich

für Anwendungen in der

Bahntechnik sowie für extrem raue

Industrieumgebungen mit Schock

und Vibration, z. B. für Pressen in

der Automobilfertigung, bestens

geeignet. Ebenso sorgen die Provertha

M12-Mini Rundsteckverbinder

in anspruchsvollen Anwendungen

der Video- und Medizintechnik für

eine sichere Signalübertragung in

engsten Bauräumen.

Der M12-Mini ist der industrieweit

kompakteste M12-Kabelstecker für

den platzsparenden Ethernet- oder

Feldbus-Anschluss. Die M12-Kabelverschraubung

hat eine Länge von

nur 44 mm bei einem Außendurchmesser

von 16/14 mm. Trotzdem bietet

der Stecker einen großen Kabelklemmbereich

von 4 bis 9 mm. Sein

Vollmetall-Gehäuse sorgt für eine

effektive Schirmung mit hoher EMV.

Gleichzeitig ist eine massive vollgeschirmte

Zugentlastung gegeben.

Kompakt, sicher und

zuverlässig

Mit dem neuen M12-Mini wird

eine kompakte, sichere und zuverlässige

Daten-/Signalübertragung

gewährleistet. Die M12-Verriegelungsmutter

mit einer 6-Kant-Rändel-Kombination

ermöglicht ein

einfaches Anziehen der Schraubverbindung

mit definiertem Drehmoment.

Die Strombelastbarkeit ist

mit 4 A (2 A bei A-8) gemäß Norm

spezifiziert und der Durchgangswiderstand

mit < 5 mOhm. Die

gedrehten Crimpkontakte verfügen

für den Einsatz bei Sonderanwendungen

über eine deutlich höhere

Strombelastbarkeit. Die Schutzart

ist IP67 (schraubverriegelt). Der

M12-Mini kann im Temperaturbereich

von -40 °C bis +85 °C eingesetzt

werden und ermöglicht mehr

als 250 Steckzyklen.

PROVERTHA Connectors,

Cables & Solutions GmbH

www.provertha.com

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als frühe Förderung und Bildung. Unterstützen Sie junge

Menschen und werden Sie Teil der SOS-Stiftungsfamilie!

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80 meditronic-journal 1/2021


Komponenten/Reinigung

Industrieller Flash-Speicher für das Gesundheitswesen

Medizinische Anwendungen erfordern sehr

hohe Standards für Sicherheit und Zuverlässigkeit.

Sie müssen sich mit Fragen wie

der Privat sphäre der Patienten und strengen

gesetzlichen Bestimmungen befassen. Technologien

im medizinischen Bereich müssen

schnell, genau, zuverlässig und mit angeschlossenen

Geräten kompatibel sein, um die

Qualität der Patientenversorgung zu verbessern

und medizinische Fehler zu vermeiden

oder zu minimieren.

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. Der Zweck des Entwurfs eines

zusätzlichen DRAM-Chips im Flash-Modul

besteht darin, sowohl die Leistung als auch

die Lebensdauer zu erhöhen. Die zuverlässigkeitsoptimierte

MLC erhöht die Datenaufbewahrung

und das Fünffache. Außerdem liefert

die Powerguard-Funktion während eines

unerwarteten Stromausfalls zusätzlichen Strom,

um den aktuellen Flash-Schreibvorgang abzuschließen

und die Firmware zu schützen und

die Tabellenintegrität abzubilden.

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.

Den vollständigen Artikel finden Sie im

meditronic-journal 2-2020, ab Seite 62

Karl Kruse

info@kruse.de

www.kruse.de

www.kruse24.com

Best of 2020

Punktuelle und superfeine Ultraschallreinigung für die Medizintechnik

Bauteile glatter Oberflächen und

einfacher Struktur aus robusten

Materialien lassen sich in industrieüblichen,

niederfrequenten Ultraschallbädern

meist problemlos reinigen.

Nicht so einfach ist dagegen

die Feinreinigung von Medizinprodukten

oder feinmechanischer

Komponenten mit porösen Oberflächen

oder dreidimensionalen

Bauformen. Die per Ultraschall

generierte Energie kann in Tauchbädern

nicht immer in die Materialund

Strukturtiefen der Bauteile dringen

und befriedigende Reinigungsergebnisse

erzielen.

Kaijo Japan stellt nun eine Lösung

für die tiefenwirkende Endreinigung

derartiger Produkte vor. Das neu entwickelte

Ultraschallsystem „Quava

Spot Shower“ (Dusche) wurde dazu

ent wickelt, die hochfrequente akustische

Energie punktgenau an

die zu reinigende Tiefenstelle der

Werkteile zu leiten. Konfigurationsabhängig

kann die Ultraschallenergie

auch als „Dusche“ über

flächigere Applikationen geleitet

werden. Kaijo Quava Spot Shower

besteht aus einem Hochleistungs-

Ultraschallgenerator und einem

robusten Schwingkopf, der direkt

über dem zu reinigenden Objekt

angebracht wird. Das erzeugte

energetische Wasser kann punktgenau

in die zu reinigenden Tiefen

geleitet werden.

Hauptmerkmale

• Punktgenaue und kraftvolle

Ultraschallreinigung von

200 kHz bis zu 2 MHz.

• Wählbare Modulationsmodi

• Leistungskontrolle in 0,1-Watt-

Schritten

• Einfache Installation und Bedienung

dank integriertem Display

• Industrie 4.0 Ready

Kaijo Shibuya Europe

GmbH

www.kaijo-shibuya.de

meditronic-journal 1/2021

81


Antriebe

Best of 2020

Viel Leistung auf kleinstem Raum – Antriebssysteme weitergedacht

Die meisten Anwender brauchen

keine einzelnen Motoren,

um ihre Antriebslösungen zu realisieren.

Besser beraten sind sie

mit kompletten Antriebssystemen,

deren einzelne Komponenten perfekt

aufeinander abgestimmt sind.

Auch wenn der Einbauplatz knapp

bemessen ist und drehmomentstarke

Antriebe gefordert sind,

die aufgrund der Einbausituation

in axialer Richtung möglichst

kurz bauen, gibt es jetzt eine solche

Lösung.

Faulhaber hat seine langjährige

Erfahrung als Systemanbieter

genutzt und nun

auch die BXT-Flachmotorenbaureihe

um

darauf abgestimmte

Getriebe sowie integrierte

Encoder und

Speed Controller

erweitert, die ebenfalls

in axialer Richtung

ungewöhnlich

kurz sind. Typische

Anwendungen für die

kompakten Antriebssysteme

gibt es beispielsweise

in der

Robotik, bei Gelenken

von Prothesen,

in der Laborautomation,

bei Pumpen, in

der Medizintechnik oder bei der

Ausstattung von Flugzeugkabinen.

Dank innovativer Wickeltechnik

und optimierter Auslegung

sind die Motoren selbst nur 14,

16 und 21 mm lang, liefern aber

Drehmomente bis 134 mNm bei

einem Durchmesser von 22 mm,

32 mm bzw. 42 mm. Zur exakten

Drehzahlregelung oder bei hohen

Anforderungen an die Positioniergenauigkeit

werden jetzt durchmesserkonforme

magnetische Encoder

oder Speed Controller vollständig

in die gehäusten Motorvarianten

integriert, wodurch sich der

Antrieb lediglich um 6,2 mm verlängert.

Die passenden Metall-Planetengetriebe

der Baureihe GPT

zeichnen sich ebenfalls durch

kurze Bauweise, hohes Drehmoment

und feinste Abstufungen der

zahlreichen Untersetzungsverhältnisse

aus.

Den vollständigen Artikel finden

Sie im meditronic-journal 5-2020,

ab Seite 115

Dr. Fritz Faulhaber

GmbH & Co. KG

www.faulhaber.com

82 meditronic-journal 1/2021


Antriebe

Was ist ein Bausatzmotor?

Es handelt sich um einen bürstenlosen DC-

Servomotor ohne Gehäuse, Welle und Kugellager.

Ein Bausatzmotor besteht „nur“ aus einem

Stator und einem Rotor. Daraus lässt sich

ein hochintegrierter und optimal angepasster

Antrieb oder sogar eine vollständig austauschbare

und somit servicefreundliche Antriebseinheit

entwickeln. Sind alle

Vorgaben und Umweltbedingungen

bekannt, dann scheitern

oft die Standardmotoren

mit Gehäuse von „der Stange“

um besondere Anwendungsfälle

in der Medizintechnik zu

bedienen. Gründe hierfür sind

vielfältig. Im Gegensatz dazu

spart ein Bausatzmotor sehr

viel Raum und Gewicht. Da

der Bausatzmotor aus Stator

und Rotor speziell an die

jeweilige Anwendung angepasst

werden kann, wird

zusätzlich Energie gespart

und das Laufverhalten ist

besser als bei einem überdimensionierten

Gehäusemotor

oder gar einer Antriebseinheit

mit Getriebe. Dies reduziert als weiteren

Nebeneffekt die Verlustwärme. Erzielt

wird diese hervorragende Anpassung mitunter

durch die Wahl der Kupferdrahtdicke und

des Magnetmaterials.

Konkret besteht ein Stator aus isolierten Kupferwicklungen

und einem Blechpaket. Je nach

Entwurf oder Kundenwunsch sind zusätzlich

Hallsensoren und Sensoren für die Temperaturüberwachung

eingebaut. Ein Rotor ist ein

Gefüge aus einer oder mehreren Rotornaben,

je nach Baugröße des Bausatzmotors. Auf die

Nabe sind die Magnete aufgeklebt. Die Rotornaben

sind vom Anwender auf eine selbstgefertigte

Welle aufzuziehen und mittels Passung oder

Kleber zu fixieren. Zur Absicherung gegen den

Verlust eines Magneten ist der Rotor auch mit

einer Hülse erhältlich. Bei hohen Drehzahlen

oder starken Erschütterungen kann dies notwendig

sein, um dauerhafte Funktionsfähigkeit

zu garantieren.

Der höhere Aufwand in der Entwicklungsphase

zahlt sich gerade bei langlebigen Produkten,

wie die der Medizintechnik, besonders

aus. Greift man auf einen erfahrenen langjährigen

Hersteller in diesem Bereich zurück, dann

hält sich der Aufwand in der Regel im überschaubaren

Rahmen.

ACHSTRON Motion Control GmbH

mail@achstron.de

www www.achstron.de

Best of 2020

Präzision-Kugelgewindetriebe

Eine lineare Positioniervorrichtung

verwendet entweder eine

Spindel oder ein Kugelgewinde.

Eine Spindel ist eine Gewindewelle,

auf der eine einfache Gewindemutter

fährt. Kugelgewinde hingegen

verwenden den Spiralwinkel

des Gewindes, um Drehbewegung

in lineare Bewegung umzuwandeln.

Die Mutter wird an einer

Last (einem beweglichen Tisch oder

Wagen) befestigt, so dass bei drehender

Welle, sich die Mutter und

die Last in die eine oder andere

Richtung bewegen. Die Welle

kann von einem Motor angetrieben

werden.

Kugelgewindetriebe (= Kugelumlaufspindeln)

sind die meist eingesetzten

Gewindespindeln in Industrie-

und Präzisionsmaschinen. Sie

sind mechanische Linearantriebe,

die die Drehbewegung mit einem

hohen Wirkungsgrad in eine lineare

Bewegung mit wenig Reibung

umgewandeln. Sie bestehen aus

einer Kugelgewindespindel, einer

Kugelgewinde-Mutter, in der die

Kugeln integriert sind, sowie einer

Kugel-Rückführung. In den meisten

Fällen wird die Spindel angetrieben

und die Mutter ist mit dem

zu bewegenden Teil verbunden. In

einigen Fällen wird auch die Mutter

angetrieben und die Spindel führt

die Linearbewegung aus.

Linearkugelgewindetriebe werden

in einer Vielzahl von Anwendungen

eingesetzt. Die anspruchsvollsten

Einsatzgebiete liegen in

den extremen Bereichen des Leistungsspektrums

– einerseits bei

Linearkugelgewinden mit sehr

großen Durchmessern, anderseits

bei Linearkugelgewinden mit sehr

kleinen Durchmessern und sehr

fein skalierbaren Leistungen für

optische und medizinische Anwendungen.

Für sehr kleine, hochpräzise

Bewegungen setzten Entwickler

oft Miniaturkugelgewindetriebe

ein. Sie sind also effiziente

Linear komponenten im kleinen

Format und somit ideal für

Kleinst-Anwendungen, in denen

eine präzise Bewegung kleiner

Lasten gefordert wird.

Den vollständigen Artikel finden

Sie im meditronic-journal 3/2020,

ab Seite 54

Dynetics GmbH

Info@dynetics.eu

www.dynetics.eu

meditronic-journal 1/2021

83


Antriebe

Rastmomentfreie Miniatur-Torquemotoren

• Rastmomentfrei

• Nennmomente von 16 - 66 mNm

• Nenndrehzahl bis 8400 U/min

• Bausatz

• geringes Gewicht

Anwendungen

im Überblick:

Maccon lanciert rastmomentfreie

Miniatur-Torquemotoren der

LSI-25-Serie für Anwendungen, die

eine hohe Drehzahlkonstanz bzw.

einen Gleichlauf ohne Momentenwelligkeit

auf kleinstem Bauraum

verlangen. Die Serie wird als Bausatz

geliefert. Die Motoren sind bürstenlose

Permanentmagnet-Synchronmotoren

(PMSM). Da das

Statorblechpaket nutenlos ist, entsteht

somit zwischen Rotor und Stator

kein Rastmoment (engl. „Cogging“).

Die Rastmomentfreiheit ermöglicht

eine hohe Positioniergenauigkeit

und Drehzahlkonstanz ohne

Momenten welligkeit.

Die LSI-25-Serie ist nach der

Bausatz-Philosophie konzipiert.

Es wird ein Rotor und ein Stator

geliefert d. h. die Aktivteile eines

Motors. Der Rotor und der Stator

werden vom Konstrukteur direkt in

seine eigene mechatronische Baugruppe

integriert. Unnötige Lagerungen,

Wellen und Gehäuse entfallen

somit und sparen Gewicht,

Platz und Kosten.

Merkmale im Überblick:

• Motoraußendurchmesser nur

25 mm

• Medizintechnik z. B. portabler

Sauerstoffkonzentrator

• Optomechanische Systeme

• Halbleiterherstellung und -inspektion

• Robotik, integriert mit Getrieben

Der Hersteller der Motoren ist die

Fa. ThinGap aus USA. MACCON

ist Vertriebspartner für den deutschsprachigen

Raum.

MACCON GmbH

www.maccon.de

Miniatur-Lineareinheiten lanciert

Die Maccon GmbH lanciert eine Miniatur-

Lineareinheit für Anwendungen in der Laborautomation,

Inspektion oder für optische

Systeme. Konstrukteure von Geräten für die

Laborautomation, Inspektion oder für optische

Systeme müssen heute mehr denn je anspruchsvolle

Antriebslösungen auf kleinstem Raum

unterbringen. Diese Gerätehersteller benötigen

Lösungen, die für ihre Anwendung technisch

geeignet sind und gleichzeitig preisgünstig sind.

Die Miniatur-Lineareinheiten

der MiniSlide Familie vom Hersteller Haydon

Kerk kann diese anspruchsvollen Aufgaben

lösen und gleichzeitig den Konstruktionsaufwand

reduzieren, der mit der Entwicklung

von geführten Linearbaugruppen

aus Einzelkomponenten verbunden ist. Die

Miniatur-Lineareinheiten sind für unterschiedliche

Hübe und Kräfte konfigurierbar, einfach

zu integrieren und bieten ein kompaktes niedriges

Profil. Sie bestehen aus einem Schrittmotor,

einer Laufgewindespindel, einer Spindelmutter,

einem Schlitten (mit der Spindelmutter

integriert) und Linearführungen.

Die MiniSlide-Familie bietet enorme Designflexibilität

mit zwei Motoroptionen: einen 21 mm

Hybrid-Linearaktuator der Größe 8 und einen

20 mm Can-Stack-Aktuator. Darüber hinaus

gibt es neun verschiedene Spindelsteigungen

von 0,3 bis 8 mm - mit einer Auflösung von bis

zu 0,0015 mm pro Schritt, Axialkräften von bis

zu 45 N und Hublängen von bis zu 150 mm.

Schließlich sind vier verschiedene Schmierungsoptionen,

eine Drehgeber-Rückführungs-

Option sowie englische oder metrische Hardware-Standards

für die Montage verfügbar.

Einsatz in der Laborautomation

Die Miniatur-Lineareinheiten sind ideal

für den Einsatz in Laborautomationsanwendungen

wie Probenhandhabung, Spektrometer

und Chromatographen, Molekularanalysatoren,

optische Mikroskope und andere

Prüfgeräte. Der Vertrieb von den Miniatur-

Lineareinheiten im deutschsprachigen Raum

erfolgt über Firma Maccon.

MACCON GmbH

www.maccon.de

84 meditronic-journal 1/2021


Stromversorgung

Hochwertige für die Medizintechnik entwickelte Stromversorgungen

Die bei HY-LINE Power

Components erhältlichen

ACuQor-Netzteile sind speziell

für die Medizintechnik entwickelt

und nach den zugehörigen

Normen wie der IEC 60601

zertifiziert.

Die AC/DC-Netzteile mit

einem durchgehenden Eingangsspannungsbereich

von

85 bis 264 V AC sowie Ausgangsspannungen

von 12, 15,

14, 28, 36 und 48 V plus einem

5-V-DC-Standby-Ausgang

decken ein breites Spektrum

medizinischer Anwendungen

ab und sind für die Spezifikationen

B, BF, CF sowie CFD

(Defibrillator) verfügbar. Die

E-Serie bietet 300 bis 500 W

nutzbare Leistung mit Spitzenleistungen

bis zu 700 W auf nur

8,89 x 13,34 x 4,14 mm. Die

G-Serie liefert 800 bis 1400 W

bei bis zu 1800 W Spitzenleistung

in einem Gehäuse von

12,07 x 17,78 x 4,14 mm. Alle

Modelle entsprechen den medizinischen

Sicherheitsspezifikationen

UL60601-1 für Herzkontakt,

ohne dass ein externer Isolationstransformator

erforderlich ist. Der

Arbeitstemperaturbereich reicht

von 0 bis 70 °C, Überspannungs-,

Übertemperatur- und Überstromschutz

sind ebenso vorhanden wie

Power-Good-Signale für AC und

DC sowie Remote Ein/Aus. Es werden

bis zu 93 % Wirkungsgrad bei

Volllast erreicht. DC/DC-Wandler

sind ebenfalls verfügbar.

Weitere Informationen stehen

unter:

hy-line.de/acuqor zur Verfügung.

HY-LINE Power

Components

power@hy-line.de

www.hy-line.de/power

Best of 2020

Maßgeschneiderte medizinische Stromversorgungen

Eine zuverlässige Stromversorgung

bildet das Rückgrat eines

jeden medizinischen Gerätes. Insbesondere

Systemhersteller wollen

sich hier nicht auf ein Standardnetzteil

verlassen müssen.

Sie setzen deshalb auf die von

den erfahrenen Spezialisten entwickelten

Netzteile.

Etwa auf die eigens für die Notfallmedizin

und die Patientenbeobachtung

konstruierten Stromversorgungen,

die besonders

robusten Ladegeräte für medizinische

Geräte

oder die OP-LED-

Beleuchtung mit

einem Wirkungsgrad

von 94 Prozent.

Auch in diesem

Bereich hat

sich die inpotron

Schaltnetzteile

GmbH als Spezialist

für kundenspezifische

Stromversorgungen

einen

Namen gemacht.

Das Unternehmen

berät seine Kunden

individuell für medizinische

Stromversorgungen.

Höchste Flexibilität

Der optimalen Realisierung eines

Systemdesigns gehen umfangreiche

Beratungen in Bezug auf

Bauvolumen, Kosten, etc. voraus.

Die Experten erarbeiten dabei

erfolgreich spezifische Systemkonzepte

- gemeinsam mit dem

Kunden. Zudem werden Parameter

wie Nennleistung, Spitzen leistung,

Wirkungsgrad, Temperaturderating

und Einbaulage berücksichtigt.

inpotron entwickelt indessen

nicht nur ideale Lösungen unter

Einsatz aller gängigen Grundtopologien

und Wandlerkonzepte, sondern

garantiert zudem eine langjährige

Verfügbarkeit. Dabei spielt

es keine Rolle, wie ausgefallen die

individuellen Konzepte auch sind.

inpotron erarbeitet und konstruiert

immer das passende Design.

Den vollständigen Artikel finden

Sie im meditronic-journal 3/2020,

ab Seite 56

inpotron Schaltnetzteile

GmbH

info@inpotron.com

www.inpotron.com

meditronic-journal 1/2021

85


Stromversorgung

Unterbrechungsfreie DC-Stromversorgung schützt vor Anlagenstillstand

unter vergleichbaren Einsatzbedingungen. Durch die

Optimierung der Leistungs elektronik lassen sich mit

der UPSI-2406DP1 DC-Lasten von bis zu 100 Watt

sicher schützen: Industrielle und medizinische PCs,

Steuerungen, Motorantriebe, Sensoren, Messgeräte,

Sicherheitstechnik u.v.m.

Die UPSI-2406DP1

ist mit zahlreichen intelligenten Zusatzfunktionen

ausgestattet: ‚PowerSharing‘ sorgt durch eine optimale

Verteilung der Ladeströme dafür, dass das vorgeschaltete

AC/DC-Netzteil nicht über dimensioniert

werden muss, sondern die Eingangs leistung konstant

gehalten und entsprechend angepasst auf Last und

Li-Ion-Batterielader verteilt wird.

‚Smart Battery Lock‘

Bicker Elektronik GmbH

info@bicker.de

www.bicker.de

Die neue Bicker UPSI-2406DP1 mit integrierter

Lithium-Ionen-Batterie überbrückt auch längere

Stromausfälle, Spannungseinbrüche und Flicker in

der 24-VDC-Stromversorgung. Die DC-USV-Module

sind geprüft nach IEC/UL/CSA 61010-1 / -2-201 und

ideal geeignet für den langjährigen 24/7-Dauerbetrieb

in Schaltschrankanwendungen und dezentralen autarken

Lösungen. Li-Ion-Zellen sind, im Vergleich zu

herkömmlichen Blei-Säure- Batterien, besonders platzund

gewichtssparend. Vielfach größer ist zudem die

Anzahl der Lade zyklen, die realisierbare Entladetiefe

DoD sowie eine bis zu fünfmal längere Lebensdauer

verhindert durch eine entsprechende Deaktivierung

der Batterie die schleichende Entladung

des integrierten Batteriepacks bei ausgeschalteter

UPSI-2406DP1. Der Lastsensor am 24-VDC-Ausgang

schaltet bei Unterschreitung des Schwellenwertes

(keine Last) die DC-USV aus. Mit der ‚Shutdown &

Reboot-Funktion‘ kann bei Stromausfall ein IPC kontrolliert

heruntergefahren und wertvolle Daten gesichert

werden. Nach wiederkehrender Versorgungsspannung

leitet die DC-USV selbstständig den Neustart

des versorgten Computers ein. Zur Einstellung

und Vorprogrammierung diverser Parameter des

DC-USV- Systems sowie dem Echtzeit-Monitoring

steht die Management-Software HID Control Center

zum kostenlosen Download bereit. ◄

Stromversorgungen für Industrie- und Medizintechnik

TRS-STAR bietet Stromversorgungen

des Herstellers

Magic Power Technology an.

Magic Power wurde 1998 in Taipeh

als Hersteller von hocheffizienten

AC-DC- und DC-DC-Konvertern

mit dem Schwerpunkt auf Industrie-

und Medizinapplikationen

gegründet. Zur Unterstützung des

europäischen Marktes eröffnete

Magic Power 2004 eine Niederlassung

in Dahn bei Pirmasens.

„Make it possible“.

TRS-STAR und Magic Power

erarbeiten gemeinsam mit den

Kunden Lösungen gemäß dem

Grundsatz „Make it possible“.

Dadurch ist man in der Lage entweder

Standardlösungen oder

halb- bzw. vollspezifische Entwicklungen

als Single- oder Bundlesystem

aus Stromversorgung,

Motherboard und Speicher lösung

anzubieten. Durch eigene Elektroniklabors

und Entwicklungsressourcen

ist man zusätzlich

in der Lage, die Lösungen in der

jeweiligen Applikation unter den

gewünschten Umgebungsbedingungen

zu testen.

Neben der hardwareseitigen

Unterstützung, die bis auf die Lieferung

der passenden Kabelsätze

heruntergebrochen werden kann,

sind auch kundenspezifische Software-

und BIOS Anpassungen

möglich.

TRS-STAR

www.trs-star.com

86 meditronic-journal 1/2021


Stromversorgung

Speziell für die Medizintechnik entwickelte DC/DC-Wandler

Die bei HY-LINE Power Components erhältlichen

CFQor-DC/DC-Wandlermodule sind

speziell für die Medizintechnik entwickelt und

nach den zugehörigen Normen wie der IEC

60601 zertifiziert.

Die Module erfüllen UL/EN/IEC 60101-1, sind

für Patientenkontakt zugelassen und Defibrillator-sicher.

Sie nutzen das 1/4-Brick-Industrie-Standardformat

(60,6 x 39,0 mm) bei

12,7 mm Höhe und erreichen bis zu 93 % Wirkungsgrad

bei Volllast. Die Eingangsspannungen

sind 12 (9…22), 24 (18…36) oder

48 (34…75) V DC, die Ausgangsspannungen

5, 12, 15 oder 24 V DC. Es können Leistungen

von bis zu 150 W übertragen werden. Die verstärkte

Isolation zwischen Ein- und Ausgang

erreicht bis zu 4250 V DC und über 100 MOhm.

Der Arbeitstemperaturbereich reicht von -40

bis 100 °C an der Baseplate; Unter- und Überspannungs-,

Übertemperatur- und Überstromschutz

sind ebenso vorhanden wie Remote Ein/

Aus, bezogen auf die Eingangsspannung und

Remote Sense für die Ausgangsspannung. Die

Ausgangsspannung kann um +10 und -20 %

justiert werden. Weitere Informationen stehen

unter hy-line.de/cfqor zur Verfügung.

HY-LINE Power Components

www.hy-line.de/power

www.hy-line.de

30 W DC-DC-Wandler für Medizin und Industrie

Die TDK Corporation hat ihre

Palette an DC-DC-Wandlern mit

verstärkter Isolation von 5.000 Vac

zwischen Eingang und Ausgang um

den neuen Typ PXD-M30 mit 30 W

Ausgangsleistung ergänzt. Die

Module zur Leiterplattenbestückung

mit weitem Eingangsspannungsbereich

sind ideal für den Einsatz in

batteriebetriebenen Geräten sowohl

in der Medizintechnik als auch im

Industriebereich.

Die Serie PXD-M30 kann, wie

die anderen 3- bis 20-W-Modelle

der PX-M-Reihe, mit einem Eingangsspannungsbereich

von 9 bis

36 Vdc oder 18 bis 75 Vdc betrieben

werden. Das Angebot an Ausgangsspannungen

umfasst 5, 12, 15,

24, ±5, ±12 und ±15 Vdc. Dank der

4:1 Eingangsbereiche deckt jeder

Wandler immer zwei typische Batteriespannungen

ab und reduziert

damit die Notwendigkeit verschiedener

Varianten der Endgeräte.

Das PXD-M30 ist im 2x1“ Standardformat

aufgebaut und misst

damit 50,8 x 25,4 x 10,2 mm. Der

Betriebstemperaturbereich erstreckt

sich von -40 °C bis +105 °C. Bei

Konvektionskühlung wird ab 40 °C

ein Leistungsderating erforderlich;

bei forcierter Kühlung mit Luftstrom

ab 73 °C. Alle Modelle verfügen

über einen Überstrom-, Überspannungs-

und Übertemperaturschutz.

Eine Remote ON/OFF Funktion mit

wahlweise positiver oder negativer

Logik gibt es optional. Die Stromaufnahme

im Leerlauf liegt unter 10 mA,

so dass batteriebetriebene Endgeräte

im Standby-Modus länger funktionsfähig

bleiben. Die Serie PXD-

M30 hat eine Eingangs-Ausgangs-

Isolation von 5.000 Vac (2x MOPPs)

und weniger als 2,5 μA Berührungsstrom.

Die Sicherheitszertifizierung

umfasst sowohl die IEC/EN 60601-1

und ANSI/AAMI ES60601-1 als auch

die IEC/EN/UL/CSA 62368-1 mit

CE-Kennzeichnung für die Niederspannungs-

und RoHS-Richtlinien.

Die EMV Anforderungen der Normen

EN55011-A oder EN55032-A

können ohne zusätzliche externe

Komponenten erfüllt werden.

TDK-Lambda Germany

GmbH

www.emea.lambda.tdk.

com/de

Diesen Fachartikel aus 2020 sollten Sie gelesen haben:

Ein glückliches Paar

Jeder PC braucht eine Stromversorgung. Nur leider passt nicht

jede Stromversorgung zu jedem Rechner. Um die höchste Effizienz

zu erzielen, sollten PC, Stromversorgung, Motherboard und Speicherlösung

zusammenpassen. In der Medizintechnik müssen dann auch

noch alle Anforderungen erfüllt sein beispielsweise stbiler, zuverlässiger

Betrieb, auch 24/7, Patientensicherheit, desinfizierbare, geschlossene

Gehäuse, elektromagnetische Verträglichkeit etc.. Der Artikel

beschreibt die Komponenten und worauf man achten sollte und gibt

Handlungsempfehlungen.

Magic Power, meditronic-journal 1-2020, ab Seite 66

Online: https://www.beam-verlag.de/fachzeitschriften/meditronic-journal/zeitschriftenarchiv-2020/

meditronic-journal 1/2021

87


Verpacken/Kennzeichnen/Identifizieren

Best of 2020

Identifikation, Markenschutz und

kundenspezifische Lösungen mittels

passiver RFID Technologie

© AdobeStock, Micro-Sensys GmbH

Micro-Sensys GmbH

info@microsensys.de

https://microsensys.de/

Der Einsatz von RFID-Technologien

ermöglicht innovative

Lösungen sowohl in die Medizin-

Technik als auch in anderen Branchen.

Diese Technologie trägt

dazu bei, Ersatzteile und Zubehör

für hochwertige Geräte und Spezial-Anwendungen

in der Chirurgie,

in der Beatmungstechnik und

in der therapeutischen Behandlung

eindeutig zu erkennen und

deren Einsatz nachzuverfolgen.

Dabei ermöglichen die automatische

Aufzeichnung und Speicherung

der Historie am Objekt

selbst gleichzeitig einen effizienten

Betrieb.

Mit einer breiten Palette an miniaturisierten

passiven Transpondern

und Sensor-Transpondern bietet

microsensys eine vielseitige Basis

für differenzierte Anwendungen

der RFID-Technologie.

Die Vorteile passiver Sensortransponder

gegenüber konventioneller

kabelgebundener Technik

oder aktiven, batteriegestützten

Funksendern liegen vor allem

in der geringen Masse und dem

energiesparenden Betrieb, was

die Anwendungsdauer solcher

Systeme über mehrere Jahre wartungsfrei

garantiert.

Jedes RFID-System besteht

grundsätzlich aus den Datenträgern,

welche auch als Transponder

oder Tag bezeichnet werden,

sowie dem Lesegerät mit der

Antenne für die kontaktlose Kommunikation

mit dem Transponder.

Hierbei müssen das Lesegerät und

der Transponder, welche in einer

Anwendung zum Einsatz kommen

sollen, kompatibel sein. Dies

betrifft insbesondere die Trägerfrequenz

der kontaktlosen Übertragung,

aber auch die angewandten

Modulationsverfahren, die Größe

der Antennen und die Datenstrukturen.

Die Festlegung von internationalen

RFID-Standards, z. B.

der ISO15693, hat die Anwendung

der RFID-Technik deshalb

sehr befördert.

Wesentlich für die Anwendung

der RFID-Technologie ist, dass

der Transponder selbst über keine

eigene Energiequelle wie eine Batterie

verfügt, sondern über das

von der Antenne des Lesegerätes

abgestrahlte Feld mit Energie versorgt

wird. Eine dauerhafte Kennzeichnung

von Bauteilen

mit einem Transponder

kann somit baulich relativ

einfach vorgenommen

werden.

Lesegerät für die RFID-

Transponder werden in

verschiedensten Ausführungen

für stationäre

und mobile Anwendungen,

aber auch in

Modul-Bauformen für

eine platzsparende Integration

in Geräte angeboten.

Diverse Standard-Schnittstellen

mit

den diese Lesegeräte

angeboten werden, z. B.

RS232, USB, CAN, I 2 C

und SPI, vereinfachen

die elektrische Integration

in das jeweilige Medizingerät.

Für eine einfache

softwaretechnische Einbindung

werden abhängig von der

Schnittstelle üblicherweise auch

die zugehörigen Treiber bzw. Sample-Codes

bereitgestellt.

Anwendung der

RFID-Technologie

Um die Vorteile einer Kennzeichnung

von relevanten Zubehör-Teilen

eines Medizingerätes mit RFID-

Transpondern optimal nutzen zu

können, sollten die Vorteile dieser

Technologie und der mögliche

Nutzen ihrer Anwendung schon

zu Beginn der Geräte-Entwicklung

betrachtet werden.

Die Integration der RFID-Technologie

in ein Medizingerät führt

aufgrund von Anforderungen aus

Sicht des Gerätedesigns, des

Risiko managements, der angewandten

Fertigungstechnologien

und den technischen Möglichkeiten

der RFID-Technik oft zu Anpassungen

am Transponder bzw. am

Lesegerät. Basierend auf bestehenden

Standard-produkten führen

Modifikationen jedoch meist

schnell zu einer optimierten Lösung,

welche die zulassungs- und kundenseitigen

Anforderungen erfüllt.

88 meditronic-journal 1/2021


Materialien

Additive Manufacturing in Platin Iridium

Der Prozess der Additiven Fertigung: Von der CAD-Zeichnung über den

3-D-Druck zur Weiterverarbeitung

C.HAFNER

www.c-hafner.de

In Zeiten, in welchen der verantwortungsbewusste

Umgang mit Ressourcen

unseren Alltag bestimmt,

werden neue Technologien zur effizienteren

Bearbeitung und Herstellung

verschiedener Komponenten

unverzichtbar. Additive Fertigungsverfahren

bieten eine Vielzahl

an Applikationsmöglichkeiten,

bei denen die Vorteile der Technologie

optimal zum Tragen kommen.

Einer der Hauptvorteile der Technologie

liegt in der Designfreiheit.

Da man nicht länger bereits bei der

Konstruktion Einschränkungen durch

die Herstellbarkeit mittels „konventioneller

Herstellverfahren“ hinnehmen

muss, bieten sich vielerlei Potentiale.

Die Gewichtsreduzierung von

Bauteilen oder zuvor nicht herstellbare

Geometrien aber auch Materialien

und Legierungen, welche

durch herkömmliche Verfahren wie

z. B. Guss nur sehr aufwendig und

kostenintensiv herstellbar sind, können

durch AM wirtschaftlich realisiert

werden.

Komponenten aus Platin

und Platin-Legierungen

Die Verwendung von Platin für

verschiedene Anwendung ist meist

unverzichtbar. In der Medizintechnik

werden u. a. Elektroden zur Stromabgabe

an umliegendes Gewebe

aus Platin hergestellt. Die Durchflussmesstechnik

greift immer dann

auf Platin zurück, wenn zu messende

Medien eine hohe chemische

Aggressivität aufweisen. Auch der

Wärmeausdehnungskoeffizient

kann bei verschiedenen Materialpaarungen

einer Baugruppe den

Einsatz von Platin erfordern. Immer

dann, wenn gleichzeitig eine höhere

Festigkeit gewünscht ist, wird Iridium

hinzugefügt, um diese zu erhöhen.

Auszug aus dem Pulver-Portfolio

Potentiale bei der

Verarbeitung von

Platin-Iridium

Betrachtet man die zuvor genannten

Vorteile der Technologie

• Materialeffizienz

• Designfreiheit

• Herstellung komplexer Werkstoffe

erkennt man sehr schnell, dass

diese natürlich im Bereich der Edelmetalle

und im Speziellen im Bereich

der Platingruppenmetalle (PGM)

besonders zum Tragen kommen.

Aufwendige Gießprozesse mit hohen

Einsatzmengen zur Herstellung der

Halbzeuge sind in Verbindung mit

hohen Kosten für die Wiederaufarbeitung

der Abfälle ineffizient.

Durch die additive Herstellung von

Komponenten aus Platin-Iridium können

die Materialeinsatzmengen bei

der Herstellung um ein Vielfaches

minimiert werden. Bei der Weiterbearbeitung

können, sofern diese

überhaupt notwendig ist, durch endformnahe

Gestaltung der Halbzeuge

die Abfallmengen reduziert und die

Bearbeitungszeiten reduziert werden.

Die prozessbedingt sehr feinkörnigen

Gefüge sind häufig ein weiterer

Vorteil bei Kleinstbauteilen für

z. B. die Medizintechnik. Die Mikrobearbeitung

kann hierdurch positiv

beeinflusst werden.

Entwicklung

Häufig bieten die zuvor beschriebenen

Punkte bei bereits bestehenden

Komponenten verschiedene

Optimierungsansätze. Durch

Berücksichtigung der Technologie

bereits bei der Produktentwicklung

und Konstruktion kommen

die Potentiale der Technologie zur

Gänze zum Tragen.

Als Spezialist für Edelmetall-Technologie

werden bei C.HAFNER seit

vielen Jahren die Möglichkeiten der

additiven Fertigung durch Laserschmelzen

auch in Kombination mit

der konventionellen zerspanenden

Fertigung untersucht und eingesetzt.

Die für das pulverbettbasierte

Laserschmelzen verwendeten Edelmetallpulver

müssen verschiedene

Anforderungen erfüllen, um Qualitätsziele

wie z. B. eine Dichte von

>99,7% zu ermöglichen. Aus diesem

Grund ist bei C.Hafner die Entwicklung

der Pulver und additiven

Prozesse sowie deren Anwendung

für die Produktion unter einem Dach

vereint. ◄

Best of 2020

Diesen Fachartikel aus 2020 sollten Sie gelesen haben:

Bis auf den letzten Keim –

Dem unsichtbaren Feind auf der Spur

Multiresistente Keime sind ein ernst zu nehmendes Problem. Neben

einer Vielzahl an neuen Viren sind es vor allem Bakterien, gegen die

kein Antibiotikum mehr wirkt. Es wird fieberhaft nach neuen Antibiotika

geforscht, mit mäßigem Ergebnis. Allerdings gibt es noch einen anderen

Ansatz. . Univ. Prof. Dr. med. J. Peter Guggenbichler, Geschäftsführer

der AMiSTec, hat basierend auf dem Modell des natürlichen

Säureschutzmantels der menschlichen Haut eine neuartige Technologie

zur antimikrobiellen Ausstattung von Kunststoffen, Farben und

Lacken, Keramik, Metallen, Textilien, Papier etc. entwickelt und patentiert.

Damit ließe sich in Krankenhäusern und Pflegeheimen das Risiko

von nosokomialen Infektionen bzw. an multiresistenten Keimen, Viren

oder Pilzen schwer zu erkranken erfolgreich eindämmen.

AMiSTec GmbH, meditronic-journal 4-2020, auf Seite 13

Online: https://www.beam-verlag.de/fachzeitschriften/meditronic-journal/zeitschriftenarchiv-2020/

meditronic-journal 1/2021

89


Dienstleistung

Durchbruch bei Keramikbearbeitung

Kern vervielfacht die Abtragraten – prozessstabil

Die Aufnahme im Rasterelektronenmikroskop beweist: Dank des neuen

Schnittmodus entsteht beim Bearbeiten von Keramik ein fließender Span

Kern Microtechnik gelingt mit einem neu entwickelten Schnittmodus ein

Durchbruch in der Keramikbearbeitung

KERN Microtechnik GmbH

kern@microtechnic.com

www.kern-microtechnik.com

Auf Basis intensiver Grundlagenforschung

ist es der Kern Microtechnik

GmbH gelungen, die hochgenaue

Bearbeitung von technischer

Keramik auf ein neues Level zu

heben. Basis dafür sind ein neuer

Schnittmodus, höchstpräzise Kern-

Bearbeitungszentren und Spezialwerkzeuge

von 6C Tools. Ab März

2021 wird der neue Bearbeitungsprozess

in der betriebseigenen Auftragsfertigung

eingesetzt.

Technische Keramik

Die Vorteile von technischer Keramik

wie Siliziumcarbid, Aluminiumoxiden

etc. sind vielfältig. Die Werkstoffe

sind extrem hart, hochsteif,

chemie- und wärmebeständig sowie

temperaturleitfähig. Demgegenüber

steht als technischer Nachteil lediglich

eine Sprödigkeit, die manche

Anwendung ausschließt. Hauptgrund,

warum das Material nicht

häufiger eingesetzt wird, ist laut

Kern-Projektleiter Marvin Gröb die

teure mechanische Endbearbeitung,

die bis zu 80 Prozent der gesamten

Bauteilkosten ausmacht.

Kosten senken

Diesen Kostenanteil prozessstabil

zu senken, haben sich

Marvin Gröb und sein Team zum Ziel

gesetzt. Heute steht für den Ingenieur

fest: „Unsere intensive Grundlagenforschung

hat sich gelohnt.

Gemeinsam mit Werkzeugexperten

von 6C Tools ist es uns gelungen,

einen duktilen Schnittmodus zu entwickeln,

der beim Fräsen die Keramik

nicht brechen, sondern einen

Span fließen lässt.“

Umfangreiche Tests

bestätigen bereits, dass es in

dieser Kombination möglich ist, im

Vergleich zum aktuellen Benchmark

vielfache Materialabtrag raten

in Keramik zu erzielen. Gleichzeitig

gelingt es, die oft problematische

Kantenbrüchigkeit zuverlässig zu

vermeiden und den Werkzeugverschleiß

zu senken. „Wir können darüber

hinaus auch deutlich tiefere Bohrungen

als bislang realisieren und

erzielen mit unserer Kern-Micro-

Baureihe µm-genau höchste Oberflächengüten“,

erklärt Gröb weiter.

Diese Entwicklung hat eine hohe

Relevanz für den praktischen Einsatz.

Der Projektleiter arbeitet

gemeinsam mit Kern daran, den

neuen Schnittmodus in aktuelle

Projekte der Prototypen-, Einzelteilund

Serienfertigung von Keramikbauteilen

zu implementieren. Gröb

ist sich sicher, bereits gegen Ende

des ersten Quartals 2021 über erste

Erfolge berichten zu können.

Marvin Gröb, Projektleiter bei Kern,

weiß um die Leistungsfähigkeit des

neuen Keramik-Schnittmodus: „In

Kombination mit höchstpräzisen

Kern-Bearbeitungszentren

und Spezialwerkzeugen

von 6C Tools lassen sich

Materialabtragraten vervielfachen

und Kantenbrüchigkeit zuverlässig

vermeiden.“

90 meditronic-journal 1/2021


Dienstleistung

Anspruchsvolle fotochemisch geätzte Teile für die Medizintechnik

Bild: © Precision Micro

Als einer der führenden Spezialisten für

fotochemisches Ätzen in Europa präsentierte

Precision Micro seine Ätztechnologie auf

der Medtec LIVE. Gezeigt wurden das Ätzen

komplexer medizinischer Teile, insbesondere

von Komponenten aus Titan. 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, gratund

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 Knie- und Hüftimplantate.

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 über das Know-how zur

Verarbeitung 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.

Die 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.

Den vollständigen Artikel finden Sie im

meditronic-journal 2/2020, auf Seite 23

Precision Micro

www.precisionmicro.com

Best of 2020

Desinfektion neu denken

Bild: © Andre / Adobe Stock

Licht tötet Bakterien, Keime und

Viren - und zwar äußerst effizient.

Herkömmlicherweise werden auf

Oberflächen Desinfektionsmittel

eingesetzt. Jedoch können

Bereiche des öffentlichen Lebens

wie z. B. öffentliche Verkehrsmittel,

Lebensmittelgeschäfte oder Toiletten

nicht permanent mit Desinfektionsmitteln

gereinigt werden. Eine

einfache und effiziente Alternative

dazu ist die Desinfektion mittels

UV-Licht. In der Lebensmittelproduktion,

der Trinkwasseraufbereitung

und der Entkeimung von Belüftungsanlagen

wird diese Methode

bereits seit Jahren erfolgreich angewendet.

Warum diese Technik mit

einem Schlag auf ein derartiges

Interesse stößt, ist leicht erklärt:

sie ist schnell, kostengünstig und

bekämpft zuverlässig Keime, Bakterien

und Viren.

„Damit Oberflächen effizient mittels

UV-Licht desinfiziert werden

können, muss das Objekt mit einer

ausreichenden Dosis gleichmäßig

bestrahlt werden. Die Photonic ist

durch ihr Know-how im Bereich

Lichttechnik optimal gerüstet, um

solche applikationsspezifischen

Lösungen schnell und effizient

umzusetzen“, erklärt Stefan Zotter,

Photonic Entwicklungsleiter. Das

Unternehmen unterstützt ihre Kunden

in allen Schritten der Produktentwicklung.

Von den ersten

Konzepten bis hin zur Serienfertigung

bringen die Licht-Experten

ihre langjährige Erfahrung in den

Bereichen Optik, Mechanik, Elektronik

und Software in das Projekt

ein und tragen damit zum Erfolg

der Kundenprodukte bei.

Stößt die Desinfektion mit UV-

Licht an ihre Grenzen, kann die

photodynamische Desinfektion

zum Einsatz kommen. Hier arbeitet

man mit einer harmlosen Flüssigkeit,

Photosenitizer genannt, in

Kombination mit ungefährlichem,

sichtbarem Licht. Die lichtaktive

Substanz wird auf das Objekt aufgebracht

und erzeugt durch Reaktion

mit Licht und Luft, reaktiven

Sauerstoff, der Keime, Viren und

Bakterien sehr effizient abtötet.

Dieses Verfahren wird bereits in

der Behandlung von schlecht heilenden

Wunden und in der Zahnmedizin

oder Dermatologie sehr

erfolgreich eingesetzt.

Den vollständigen Artikel finden

Sie im meditronic-journal 3/2020,

ab Seite 74

Wild

www.wild.at

meditronic-journal 1/2021

91


Dienstleistung

Qualitätssicherung optischer Bauteile in der

Medizintechnik

Bestromung von LEDs zur Voralterung in Klimakammer

Die LED absolvierte einen beispiellosen

Siegeszug in nahezu allen

Bereichen der Lichttechnik. Auch in

der Medizintechnik werden LEDs

für verschiedenste Applikationen

eingesetzt. Von weniger präsenten

Einsatzgebieten wie beispielsweise

in der Hintergrundbeleuchtung von

Bildschirmen, über den Einsatz in

OP- und Behandlungsleuchten, in

denen früher Halogen- oder Xenon-

Autor:

M. Sc. Gunter Mößinger,

Analytik/Forschung und

Entwicklung

HTV Halbleiter-Test &

Vertriebs-GmbH

info@HTV-GmbH.de

www.HTV-GmbH.de

Leuchtmittel eingesetzt wurden, bis

hin zur automatisierten Auswertung

von Teststreifen - LEDs sind heutzutage

aus dem medizinischen Alltag

nicht wegzudenken. Doch insbesondere

wenn es um den Einsatz von

LEDs in medizinischer Messtechnik

geht, ist eine genaue Prüfung der

eingesetzten LEDs unabdingbar.

LEDs frühzeitig testen

So sollten die LEDs bereits vor

dem Einsatz im Messgerät einem

Burn-In-Prozess oder einer Bestromung

unterzogen werden, um einen

späteren Drift der optischen und

elektrischen Parameter zu reduzieren

und Frühausfälle herauszufiltern.

Neben der Intensität ist

vor allem die Farbigkeit der LED

ein wichtiger Kennwert, der oft in

engen Grenzen liegen muss, damit

die Applikations- bzw. Messschaltung

fehlerfrei funktioniert. Insbesondere

dominante Wellenlänge

bzw. Peak-Wellenlänge der Emitter

zeigen sich häufig als problematische

Kenngrößen. Für den

Hersteller ist die genaue Selektion

in kleine Farb-Klassen sehr kostspielig

und kann dazu führen, dass

die „Ausbeute“ für einzelne Selektionsklassen

in der Produktion stark

schwankt. Daher ist es von essentieller

Bedeutung, diese Parameter

im Lichtlabor durch eine Serienprüfung

zu überwachen, um die Messgenauigkeit

der produzierten Messsysteme

über den Produktionsprozess

hinweg konstant zu halten.

Farbwiedergabe

Abseits der Messtechnik ist beim

Einsatz von LEDs in medizinischer

Beleuchtungstechnik eine gute Farbwiedergabe

oder definierte Farbtemperatur

von großer Wichtigkeit.

Doch auch der Lichtstrom, welcher

in Lumen gemessen wird, ist entscheidend,

wenn mehrere LEDs in

Clustern oder als Chip-Array eingesetzt

werden. So sollten die Helligkeitsunterschiede

nicht zu stark sein,

da sonst einzelne Bereiche überstrahlt

werden und Anforderungen

an die Homogenität der Lichtverteilung

nicht eingehalten werden können.

Auch hier ist eine Selektion

ein wichtiges Instrument, um Ausreißer

beim Lichtstrom oder Farbtemperatur

bereits vor der Produktion

zu verhindern.

Richtlinien

Die internationale Beleuchtungskommission

(CIE - Commission

Ulbricht-Kugel mit 1 m Durchmesser zur Vermessung des Lichtstroms

92 meditronic-journal 1/2021


Internationale de l‘Éclairage) gibt

zur Vergleichbarkeit Richtlinien zur

Vermessung von LEDs vor, nach

deren Aufbau die Messung erfolgen

soll. So werden gängige, bedrahtete

3 mm und 5 mm LEDs im Aufbau

nach CIE127 cond. B vermessen,

bei dem die LED exakt 100 mm

von einer aktiven Detektorfläche mit

der Größe von 1 cm 2 entfernt positioniert

wird. Dabei eignet sich der

Aufbau für die Messung der photometrischen

Lichtstärke (Angegeben

in Cd bzw. mcd) bzw. der radiometrischen

Strahlstärke (z. B. bei IRoder

UV-LEDs).

Der wohl bekannteste Aufbau

kommt bei der Messung des Lichtstroms

zum Einsatz. Hier werden

die LEDs, abhängig von ihrer Strahlungscharakteristik,

in oder seitlich

an eine Ulbricht-Kugel, wie sie

auch im HTV-Lichtlabor verfügbar

ist, angebracht, so dass sie das

Innere der Kugel erleuchten. In

diesem speziell kalibrierten Aufbau

wird das emittierte Licht mehrfach

in der speziell beschichteten

Kugel reflektiert und anschließend

in eine Glasfaser gekoppelt, welche

in einem Spektroradiometer

für die Erfassung des Lichtspektrums

endet. Darauf basierend wird

per Software darüber entschieden,

ob die LED als PASS oder FAIL zu

beurteilen ist.

Optische und elektrische

Parameter

Die HTV GmbH erarbeitet in

Zusammenarbeit mit den Kunden

Teststrategien, um möglichst alle

potentiellen Fehlerquellen, die durch

schlechte LEDs auftreten können,

zu eliminieren. Neben den bereits

erwähnten optischen Parametern

wie dominanter Wellenlänge, Peak-

Wellenlänge, Farbtemperatur, Lichtstrom

und Lichtstärke lassen sich

im neuen HTV-Lichtlabor viele weitere

optische Parameter messen.

Darüber hinaus ist auch eine Selektion

der elektrischen