2-2021

beamnet

Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

November April/Mai 2/2021 November-Dezember Jg. 12 1/2008

Fachzeitschrift für

Medizin-Technik

meditronicjournal

Mikrodurchmesser für Edelstahl

und Titan

Mikron Tool, Seite 40


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SWISS

In Silico We Trust

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and compliance

issues of medical

devices; it’s time for

virtual prototyping,

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Editorial

Quo vadis, Gesundheitswirtschaft?

Autor:

Hans-Peter Bursig, ZVEI-

Fachverbandsgeschäftsführer

Elektromedizinische Technik.

Bild: © ZVEI/ Frederik Boettcher

Die Gesundheitswirtschaft ist schon lange

als globaler Wachstumsmarkt bekannt. Wirtschaftliche

Entwicklung und demografische

Veränderungen lassen die Nachfrage nach

Gesundheitsleistungen Jahr um Jahr steigen.

Und damit steigt auch die Nachfrage

nach Medizinprodukten. Das zeigt sich auch

im jährlichen Wachstum: Fünf Prozent pro

Jahr ist der langfristig stabile Trend. Vor diesem

Hintergrund entwickelt die medizintechnische

Industrie kontinuierlich neue Produkte

und Lösungen. Der Aufwand für Forschung und

Entwicklung liegt pro Jahr zwischen sieben

und zehn Prozent des Umsatzes. Ein Drittel

der Produkte ist jünger als drei Jahre. Für die

Zeit nach der Pandemie – wenn die Weltwirtschaft

sich wieder erholt hat – ist zu erwarten,

dass sich diese Entwicklung fortsetzen kann.

Das sind eine gute Ausgangsposition und

stabile Bedingungen für eine weiter positive

Entwicklung. Die Pandemie hat uns aber eine

Sache deutlich vor Augen geführt: Die moderne

Gesundheitsversorgung lebt von aktuellen

Daten und ist von einem umfassenden Lagebild

abhängig. Steht die Gesundheitswirtschaft

vor einem Wandel – angestoßen und beschleunigt

durch die Pandemie – auf den sich auch

die Medizintechnik einstellen muss?

Die demografische Entwicklung lässt die

Nachfrage nach Gesundheitsleistungen Jahr

um Jahr höher werden. Gleichzeitig verändert

sich aber auch die Art der Anforderungen an

die Gesundheitsversorgung. In einer älter werdenden

Bevölkerung steigt der Anteil chronischer

Erkrankungen, die eine andere medizinische

Versorgung erfordern als isolierte

Krankheiten. Es kommt zunehmend auf integrierte

und sektorübergreifende medizinische

Versorgung an. Sie verlangen kontinuierliches

Monitoring und datenbasierte Behandlungsansätze.

Medizinische Versorgung und damit

auch die Medizintechnik muss dafür digitalisiert

werden.

Von der Behandlungsepisode zum

Versorgungsprozess

Das bringt weitreichende Veränderung

für alle Beteiligten mit sich: Es reicht nicht,

Schnittstellen in bestehende Medizinprodukte

zu integrieren und Daten mit einer Messaging-

Funktion an den folgenden Behandlungsschritt

weiterzugeben. Diese Form der Automatisierung

von Behandlungsabläufen ist bereits üblich.

Echte Digitalisierung bedeutet, dass die

Daten und Informationen auch außerhalb der

Einrichtung zur Verfügung stehen können, in

denen sie erzeugt wurden. Eine elektronische

Akte mit elektronischen Dokumenten für

Patienten anzulegen gleicht eben nur einem

Aktenordner: Gut, um etwas nachzusehen,

aber nicht geeignet, um den Inhalt elektronisch

neu verarbeiten zu können.

Daten aus anderen Quellen aufzunehmen

und weiterzuverarbeiten, ist der nächste

große Schritt, auf den sich Hersteller von

Medizinprodukten einstellen müssen. Für

die Anwender ist damit eine fundamental

andere Arbeitsweise verbunden. Die bisher

isolierte Behandlungsepisode wird Teil eines

langfristigen Versorgungsprozesses. Die

eigenen Beobachtungen werden durch Daten

und Informationen aus früheren Episoden

ergänzt. Und weil diese Daten digital verfügbar

sind, können sie neu verarbeitet werden und

können neue Erkenntnisse liefern, zum Beispiel

mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz. Etwa auf

der Intensivstation: Zur Prävention könnte in

Zukunft eine KI die Daten einzelner Patienten

analysieren und auf eine kritische Entwicklung

hinweisen, bevor diese zum Alarm führt.

Die Behandlung der Zukunft wird also

nicht mehr in isolierten Episoden stattfinden,

sondern in einem kontinuierlichen digitalen

Prozess, der sich zwischen Krankenhaus,

Arztpraxis und Zuhause des Patienten

bewegt. Die Gesundheitswirtschaft wird

zu einem digitalen Ökosystem mit einem

Gesundheitsdatenraum, in den Anwender,

IT-Systeme und Medizinprodukte sowohl Daten

liefern als auch Daten zur Verarbeitung abrufen.

Eine technische Revolution, die weitreichende

Veränderungen auslösen wird, wie vor über

125 Jahren die Entdeckung der Röntgenstrahlen

– und auf die wir uns alle einstellen müssen.

ZVEI - Zentralverband Elektrotechnik- und

Elektronikindustrie e. V.

www.zvei.org

meditronic-journal 2/2021

3


Inhalt/Impressum

3 Editorial

4 Inhalt/Impressum

6 Aktuelles

11 Dienstleistung

28 Messtechnik/

Qualitätssicherung

37 Bildverarbeitung

38 Sensoren

40 Produktion

50 Produktdesign

52 Medical PC/SBC/Zubehör

56 IoT/Industrie 4.0

58 Komponenten

63 Lasertechnik

66 Materialien

68 Bedienen und Visualisieren

70 Software/Tools/Kits

71 Stromversorgung

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.

November April/Mai 2/2021 November-Dezember Jg. 12 1/2008

Fachzeitschrift für

Medizin-Technik

meditronicjournal

Mikrodurchmesser für Edelstahl

und Titan

Mikron Tool, Seite 40

Mikrodurchmesser für

Edelstahl und Titan

Noch kleinere Durchmesser, noch

tiefere Bohrungen und das alles in

schwer zerspanbare Materialien.

Rostfreie Stähle, hitzebeständige

Legierungen oder biokompatible

Materialien sind äußerst schwer zu

bearbeiten, in der Medizintechnik

aber unerlässlich. Der Schweizer

Werkzeughersteller Mikron Tool ermöglicht

mit der Erweiterung seines

Bohrer- und Fräserprogramms nun

auch Bearbeitungen ab einem Durchmesser

von 0,2 mm. 40

Autoklavierbare induktive Wegaufnehmer und Taster

5G-fähige KI am

Krankenbett

Mona von Clinomic (Vertrieb:

tekmodul) ist ein Device für das

smarte Patientenmanagement auf

der Intensivstation – die 5G-fähige

KI direkt am Krankenbett. Es nutzt

State-of-the-Art Algorithmen, um

die Patientenbehandlung zeitlich

und fachlich zu optimieren. Dabei

kann man Mona alle relevanten

Dinge zur Behandlung der

Patienten fragen. 10

Die induktiven Wegaufnehmer und Feintaster von a.b.jödden erfassen Messwege bis zu

±10 mm mit Auflösungen im μm-Bereich. Der robuste, vergossene Aufbau der Taster und

Wegaufnehmer ermöglicht den Einsatz unter schwierigen Umweltbedingungen. 38

4 meditronic-journal 2/2021


Mai/Juni 2/2021

Beschichtungs-Maschinen für

diagnostische Medizinprodukte

und Reagenzien

Das ExactaCoat System und das FlexiCoat

System von Rubröder sind komplette

Beschichtungslösungen für diagnostische

Medizinprodukte. Beide sind eingehauste

programmierbare 3-Achsen-Präzisions-

Ultraschallbeschichtungs systeme für

gleichmäßige Dünnfilme auf Medizinprodukten

und Implantaten. 45

Zuverlässig

vernetzt im

Gesundheitssystem

Bressner Technology

erklärt, wie mit speziellen

IoT-Lösungen von

Digi International die

lebenswichtige Konnektivität

zwischen Patienten, Ärzten,

Maschinen und Systemen

hergestellt werden kann

– wo und wann immer die

Gesundheitsversorgung

stattfindet. 56

IPx7 Federkontakt-Stecker für anspruchsvolle

Einbausituationen

Mehrere Federkontakte können in einem Kunststoffgehäuse zu

kundenspezifischen Steckverbindern zusammengefügt werden. Das

Verpressen der einzelnen Kontakte mit dem Kunststoffgehäuse erreicht dabei

eine Dichtigkeit von IP54. Für anspruchsvollere Einbausituationen bietet die

N&H Technology GmbH verschiedene Stecker-Konstruktionen an. 61

meditronic-journal 2/2021

Wartungsfreie DC-USV mit Supercaps

Die DC-Notstromversorgung UPSI-2406DP2 von Bicker Elektronik

überbrückt zuverlässig Stromausfälle, Spannungsein brüche und

Flicker in der 24V-Stromversorgung. 74

5


Aktuelles

Aus UB-Software wird die

majesty GmbH

Lange wurde es angekündigt, am

01.01.2021 war es dann soweit: Die

neuen Räumlichkeiten in der Rudolf-

Diesel-Straße 15 in Spaichingen wurden

bezogen. Und dies ist nicht die

einzige Änderung. Im Rahmen des

Umzuges haben sich die Geschäftsführer

Uwe, Jan und Tim Bader auch

für einen neuen Firmennamen entschieden.

So wurde zum 01.01.2021

aus der UB-Software GmbH die

majesty GmbH, angelehnt an das

hauseigene ERP-System Majesty.

28 Jahre Majesty

- wie aus einer Idee die marktführende

Branchensoftware für die

Medizintechnik wurde.

Als Uwe Bader nach seinem

Wirtschaftsinformatik-Studium

bei einem Software-Hersteller zu

arbeiten begonnen hatte, gab es

noch keine richtigen Standards.

Immer wieder wurden neue Konzepte

erarbeitet, eine gerade Linie

war nicht erkennbar. Uwe Bader

kam der Gedanke, dass das auch

anderes geht. Schlussendlich war

es dann ein Kunde, der ihn endgültig

dazu ermutigte, sich an einer eigenen

Software zu versuchen. Der

Grundstein für die Entstehung der

majesty GmbH war gelegt.

Anfangs entwickelte Uwe Bader

die Software noch als One-Man-

Show („UBiS – Uwe Bader individuelle

Softwarelösungen“) alleine

in seinem Bürozimmer von zuhause

aus - doch schon bald sollte die

Firma immer mehr wachsen. Bereits

1994 wurden die ersten Mitarbeiter

eingestellt und es erfolgte die Umfirmierung

zur „UB-Software Entwicklungs-

und Vertriebs-GmbH“.

Individuelles und

bezahlbares ERP-System

Trotz Wachstum war das Ziel

immer das gleiche: ein individuell

anpassbares und bezahlbares ERP-

System für kleine und mittelständische

Medizintechnik-Unternehmen,

welches alle Standards beinhaltet.

Heute gehört die majesty GmbH

zu einem der führenden Anbieter für

ERP-Softwarelösungen im Bereich

der Medizintechnik und betreut rund

600 Kunden im In- und Ausland,

wobei der Großteil der Kunden in

den regionalen Medizintechnik- und

Zerspanungsclustern ansässig ist.

Das Unternehmen beschäftigt mittlerweile

über 40 hochkarätige Mitarbeiter

und die beiden ältesten Söhne

Jan und Tim verstärken seit 2019

die Geschäftsführung.

„Mehr Zeit für Ihr

Kerngeschäft“ - ein Motto,

das hält, was es verspricht

Von Beginn an lag der Fokus

der majesty GmbH auf der Weiterentwicklung

des hauseigenen

ERP-Systems und der dazugehörigen

Kundenbetreuung. Aus diesem

Grund beschäftigt sich das

Unternehmen auch seit geraumer

Zeit intensiv mit den neuen Anforderungen

der MDR (Medical

Device Regulation). So wurde im

vergangenen Jahr das Modul zur

vereinfachten Validierung und

Revalidierung entwickelt, welches

die Abschätzung des Validierungsaufwandes

in Majesty bereits vor

der Durchführung eines Updates ermöglicht.

Dies bedeutet eine wertvolle

Zeitersparnis. Anfang 2021

wird auch das aufwändige Modul

EUDAMED fertiggestellt, das die

Majesty-Anwender bei der Hinterlegung

Ihrer Hersteller- und Produktdaten

in der Europäischen

Union für Medizinprodukte unterstützen

soll.

Mit Zuversicht in Richtung

Zukunft

Nach dem erfolgreichen Umzug

zum Jahreswechsel blickt die

Familie Bader mit dem gesamten

majesty-Team voller Vorfreude auf

einen neuen Abschnitt der Firmengeschichte

und ist sich sicher: „Einer

weiterhin positiven Geschäftsentwicklung

der majesty GmbH steht

nun nichts mehr im Wege.“ ◄

Alle Portraits

© Werbeagentur Fricon

majesty GmbH

info@majesty.de

www.majesty.de

Uwe Bader Jan Bader Tim Bader

6 meditronic-journal 2/2021


2021 -> 52 Jahre Spirig 2021 -> 52 Jahre Spirig 2021 -> 52 Jahre Spirig 2021 -> 52 Jahre Spirig 2021 -> 52 Jahre Spirig 2021 -> 52 Jahre Spirig 2021 -> 52 Jahre Spirig

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Aktuelles

SONOTEC: Ultraschall-Spezialist feiert

30-jähriges Jubiläum

Neuer Standort geplant. Halle wird wieder Technologie-Cluster für die Branche

Gründer und CEO Hans-Joachim Münch mit den Geschäftsführern der

nächsten Generation, Tochter Manuela und Sohn Michael

Sonotec GmbH

www.sonotec.de

1991, kurz nach der Wende,

wagten die Physiker Dr. Santer zur

Horst-Meyer und Hans-Joachim

Münch den Gang in die Selbstständigkeit.

Die Anfänge der heutigen

SONOTEC GmbH waren abenteuerlich

und die Treuhand legte viele

Steine in den Weg. Doch die Erfolgsgeschichte

konnte niemand aufhalten:

Vor allem die exzellente Grundlagenforschung

und das technische

Know-how in der einstigen Branchenhochburg

Halle haben das Unternehmen

zum Technologieführer bei Ultraschall-Lösungen

gemacht. Hightech-

Produkte aus Sachsen-Anhalt haben

den Weltmarkt erobert. Das Wachstum

ist mit durchschnittlich 15 Prozent

jährlich selbst in Corona-Zeiten

so stark, dass der Platz im ehemaligen

„Institut für Lehrerbildung“ in

der Nauendorfer Straße nicht mehr

reicht. Nun entwickelt SONOTEC

in Halle auf einem 10.500-Quadratmeter-Grundstück

in der Thüringer

Straße seinen zweiten Firmenstandort.

Gemeinsam mit anderen Unternehmen

und Forschungseinrichtungen

in der Region kann so wieder

ein Ultraschall-Cluster entstehen.

30 Jahre SONOTEC

Hans-Joachim Münch, Gründer

und CEO der SONOTEC GmbH,

sagt zum 30. Jubiläum: „Die Bilanz

haben wir vor allem unseren hochqualifizierten

180 Mitarbeitern zu verdanken,

für die wir auch in Corona-

Zeiten ein sicherer Arbeitgeber sein

konnten – und der anregenden

Zusammenarbeit mit Universitäten

und Forschungsinstituten in Mitteldeutschland.

Der fruchtbare Austausch

zwischen Forschung und Praxis

hat viele marktfähige Produkte

hervorgebracht. Dabei liegt unsere

Exportquote heute bei 51 Prozent.“

Visionäre und innovative

Ausrichtung

Von Anfang an hatte die SONOTEC

GmbH eine visionäre und innovative

Ausrichtung – ein Erfolgsfaktor, um

zum weltweit führenden Ultraschallspezialisten

aufzusteigen, dessen

Sensoren zur Anwendung in der

Biotechnologie und Medizintechnik

besonders während der Corona-Pandemie

stark gefragt sind. SONOTEC

entwickelt, produziert und vertreibt

weltweit hochspezialisierte Messund

Prüftechnik und fokussiert sich

dabei auf die drei Kernbereiche:

• Sensoren für die „Nicht-invasive

Flüssigkeitsüberwachung“:

SONOTEC ist Produktspezialist

und Technologieführer bei der

kontaktlosen Messung von Durchflüssen

und der Erkennung von

Luftblasen in flüssigkeitsgefüllten

Schläuchen. Hier ent wickelt das

Unternehmen Sensoren für die

Medizintechnik, Biotechnologie

und Halbleiterindustrie. Diese

kommen unter anderem als Komponenten

in Dialysemaschinen

und Herz-Lungen-Maschinen zum

Einsatz, um dort die Patientensicherheit

zu gewährleisten.

• Die „Zerstörungsfreie Prüfung“:

SONOTEC ist unter anderem globaler

Technologieführer bei Systemen

für die berührungslose Ultraschallprüfung

von Kompositbauteilen,

die vor allem in modernen

Flugzeugen verbaut sind.

• Die „Vorbeugende Instandhaltung“:

Undichte Leitungen in Gasund

Druckluftleitungen und Lagerschäden

werden vorher erkannt.

Das vermeidet Ausfälle und teure

Reparaturen, womit diese Sparte

einen starken Beitrag für mehr

Energieeffizienz und Umweltschutz

leistet.

Neben den Zielmärkten Industrie,

Automobilbau oder Medizintechnik

entwickelt und produziert

SONOTEC auch Sensorik für den

Herstellungsprozess von Medikamenten

und Impfstoffen.

Inhabergeführt und

erfolgreich

Bis heute ist das Unternehmen

inhabergeführt und konnte

erfolgreich den Übergang zur

neuen Generation meistern: Seit

2019 verstärken Tochter Manuela

Münch (Betriebswirtin) und Sohn

Michael Münch (Maschinenbauer)

die Geschäftsleitung des Familienunternehmens.

Allerdings war der

Start im Jahr 1991 mühsam: Als sie

ihr Gewerbe anmeldeten, bekamen

sie in breitestem Dialekt zu hören:

„Nu, kamma ‘n davon leebm?“ Die

Sparkasse Halle indes glaubte an

die Geschäftsidee der Physiker und

unterstützte sie mit einem Kredit,

ergänzt durch eine Förderung von

800.000 D-Mark.

Erfolgsgeschichte „Made in

Halle“

Manuela Münch, Geschäftsführerin

von SONOTEC, erklärt: „Wir

haben ein gesundes und kontinuierliches

Umsatzwachstum von

durchschnittlich 15 Prozent pro Jahr

bei stabiler und überdurchschnittlich

hoher Rendite. Man kann also

sehr gut ‚davon leben‘ – und gleichzeitig

auch eine Erfolgsgeschichte

made in Halle schreiben. Wir freuen

uns über das Erreichte, ziehen

daraus aber vor allem Kraft für die

Zukunft, in die wir dank unseres

Überschusses kräftig investieren.

Mit Innovationen – stets kundenspezifisch

– wollen wir auch in

den nächsten Jahren die technologisch

Besten sein und weiterwachsen.

Auch deshalb werden wir den

zusätzlichen SONOTEC-Standort in

Halle bauen – unserer wirtschaftlichen,

emotionalen und technologischen

Heimat. Auf diese Weise

möchten wir unseren Beitrag dazu

leisten, in der Region wieder ein

starkes Technologiecluster für Ultraschall

zu formen.“ ◄

8 meditronic-journal 2/2021


Aktuelles

Treffen wir uns remote!

cms electronics erweitert die Kommunikationsmöglichkeiten und bietet remote-unterstützte Audits an.

cms electronics

www.cms-electronics.com

Ein kleines Virus verursacht

weiterhin in der ganzen Welt Aufregung

und verhindert einen reibungslosen

Ablauf im Leben –

privat wie auch geschäftlich. Seit

einem Jahr erschweren Home office,

Schichtdienst und – gott bewahre –

geschlossene Geschäftsstellen die

Kommunikation mit Lieferanten und

Kunden. Reisebeschränkungen

behindern grenzüberschreitende

Dienstreisen oder der Besuch

in Unternehmen ist aus virologischen

Sicherheitsgründen

von vornherein

verboten.

Das alles führt

auch zu Verzögerungen

in

den Projektabwicklungen

und

der Produktion.

Denn dabei hat

cms electronics

nicht nur mit

fehlenden persönlichen

Kontakten

zu kämpfen.

Häufig verzögern

auch

ausgesetzte

Audits die Produktion,

zum

Beispiel für Rezertifizierungen bei

Bauteil Allokationen in der Serienproduktion.

cms electronics hat nun

als Gegenmaßnahme die Möglichkeit

für Remote Audits geschaffen.

Mit Kunden und auch Lieferanten

werden Absprachen von Termin und

Teilnehmern getroffen und ein Webmeeting

auf Basis von Microsoft-

Teams vereinbart. Dabei wird eine

bei cms electronics verwendete

Datenbrille als eigener Teilnehmer

angelegt. Das Audit selbst wird also

als Teams-Meeting, also als Webkonferenz,

absolviert.

Um den Auditoren die wichtige

Möglichkeit der „persönlichen“

Besichtigungen außerhalb des Meeting-Raumes

zu bieten, wird ein

cms electronics Mitarbeiter mit der

Datenbrille auf den Weg in die Produktion,

an die Anlagen, geschickt.

Die Verbindung mit Bild, Ton und

Sprache zu allen Meeting-Teilnehmern

ist dabei, wenn gewünscht,

ständig gegeben.

cms electronics verwendet dabei

eine Industrie-Datenbrille von barcotec,

die mit einer 16 MP Kamera,

Autofokus & Bildstabilisator hochauflösende

Fotoaufnahmen macht und

einen Echtzeit-Video-Chat erlaubt.

Neben Serienabnahmen bei Kunden

wurden mit diesen Remote

Audits bei cms electronics schon

Lieferantenaudits in Europa und

Asien durchgeführt. Auch machte

man sehr gute Erfahrungen mit Kundenaudits

auf Basis von VDA6.3,

IATF16949 und diversen OEM

Standards.

Auch wenn es nicht ganz so

abläuft wie gewohnt, kann cms

electronics damit die internen und

externen Anforderungen erfüllen

und auch einen gewissen Live –

Charakter simulieren. ◄

„Paketlösung“ für die MDR-Zertifizierung

Steute unterstützt mit der neuen Baureihe

von batteriebetriebenen Funk-Fußschaltern

seine Kunden auf dem Weg zum MDR-konformen

Medizingerät. Am 25. Mai 2021 endet

die Übergangsfrist für die europäische

Medical Device Regulation (MDR

2017-745) für Klasse-I-Produkte. Das

bedeutet für die Hersteller von Medizingeräten:

Es gelten neue Anforderungen

an die technische Dokumentation,

die Marktüber wachung sowie

an das Risikomanagement. Diese

Anforderungen betreffen auch die

User Interfaces. steute Meditec hat

sich entsprechend vorbereitet und

bietet seinen Kunden, internationalen

Herstellern von Geräten in zahlreichen

Disziplinen der Medizintechnik, ein

Dokumentationspaket für die steute-Komponenten

zur Aufnahme in die Geräte-Hauptakte.

Die Bediensysteme werden mit den notwendigen

Unterlagen geliefert, die den Hersteller

des Medizingerätes bei der MDR-Zertifizierung

unterstützen – von der Risikoanalyse

gemäß ISO 14971 und der Dokumentation

der Software-Sicherheit nach IEC 62304

(bis Class C) über Design-FMEA und Prozess-FMEA

bis zur Rückverfolgbarkeit des

einzelnen Bediensystems. Damit profitiert der

Medizingeräte-Hersteller von einem deutlich

verringertem Test- und Dokumentationsaufwand

und einem sicheren Markteintritt unter

MDR-Bedingungen.

steute Technologies

GmbH & Co. KG

www.steute-meditec.com

meditronic-journal 2/2021

9


Aktuelles

5G-fähige KI am Krankenbett

5G+Medizin: Kennen Sie schon Mona?

tekmodul GmbH

info@tekmodul.de

www.tekmodul.de

Mona von Clinomic ist ein Device

für das smarte Patientenmanagement

auf der Intensivstation – die

5G-fähige KI direkt am Krankenbett.

Es nutzt State-of-the-Art Algorithmen,

um die Patientenbehandlung

zeitlich und fachlich zu optimieren.

Dabei kann man Mona alle relevanten

Dinge zur Behandlung der

Patienten fragen. Sie hört zu und

verwendet dafür sichere, schnelle

und vor allem zuverlässige künstliche

Intelligenz. Sie antwortet natürlich

auch – sie zeigt die gewünschten

Informationen auf ihrem Bildschirm.

Außerdem beobachtet Mona

alle klinischen Maßnahmen und

nimmt Datenschutz und Sicherheit

sehr ernst. Keine Daten verlassen

das Krankenhaus und es gibt keine

Cloud-Services oder Drittanbieter-

Schnittstellen. Mona läuft komplett

auf der Krankenhaus-Infrastruktur

und ist zudem normiert respektive

zertifiziert (ISO 14971, IEC 62304,

IEC 62366-1, IEC 60601-1, IEC

60601-2). Dank der vollständigen

Förderfähigkeit nach dem Krankenhaus-Zukunftsgesetz

ist sie nicht nur

in in Patientensicht, sondern auch

in ökonomischer Sicht ein großer

Mehrwert für moderne Kliniken.

Mona: State-of-the-Art

Plattform mit 5G-Modul und KI

Mona verkörpert als integrierte

Hardware-Software-Plattform

modernste Telemedizin in einem

Gerät. Das Hardware-Terminal ist mit

einem einem 5G-Modul (RM500Q

von Quectel), Radarsensoren und

AI-Chips von NVIDIA ausgestattet.

Dabei arbeitet das System unabhängig

von Krankenhausinfrastrukturen

und ermöglicht somit hochverschlüsselte

Telemedizin – auch

dann, wenn die Netzwerkkonnektivität

nicht ausreichend ist. Eine spezialisierte,

hochauflösende fisheye-

Kamera sorgt für kristallklare 180°-

Sicht. Acht Mikrophone schaffen

außerdem klar verständlichen Ton,

auch in geräuschvoller Umgebung.

Warum Mona?

Die Intensivmedizin ist das Herz

und gleichzeitig kritischer Bestandteil

eines Krankenhauses, der 20 - 25 %

der Klinik-Ressourcen ausmacht.

Viele chirurgische und nicht-chirurgische

Fortschritte der letzten vier

Dekaden sind eng mit der Entwicklung

der Intensiv medizin verbunden

oder begründen sich dort. Die

alternde Gesellschaft und gesundheitskritische,

pandemische Zeiten

wie diese steigern die Nachfrage

nach Intensivpflege-Betten enorm.

Es wird davon ausgegangen, dass

sich die Nachfrage nach Intensivpflege

bis zum Jahr 2030 verdoppelt.

Die ebenso weiter steigende

Datendichte führt zu mehr Behandlungsfehlern

und das medizinische

Wissen sowie die Gesundheitsdaten

verdoppeln sich alle drei Jahre.

Außerdem wächst die Komplexität

exakter, evidenz basierter Medizin

stetig weiter. Mona unterstützt Sie

als smarte, digital-physische Assistentin

bei den täglichen Pflichten

am Patientenbett. Sie hilft bei der

Dokumentation, verhilft zu Einblicken

in die Patientendaten und

unterstützt eine exakte Patientenbehandlung.


10 meditronic-journal 2/2021


Dienstleistung

Neue Generation der Holter-

EKG-Technologie in noch

kompakterem Design

Schon das erste liveECG konnte neue Maßstäbe in der Diagnostik

und Monitoring von Herzrhythmusstörungen setzen. Mit der zweiten

Generation konnte man jetzt noch einen Schritt weitergehen.

Die fortschrittliche, kabellose Holter-EKG

Technologie wurde in ein noch kompakteres

Design gebracht. Mit nur 30 g Gewicht und

Schutzklasse IP54B bietet das liveECG einen

hohen Tragekomfort und Langlebigkeit.

Die Elektronik wird mithilfe einer sehr kleinen,

aber handelsüblichen AAAA Batterie betrieben

und kann bis zu 9 Tage ununterbrochen

EKG-Signale auf drei Kanälen aufzeichnen. Es

können Aufnahmen von bis zu 60 Tagen auf

dem Gerät in verschiedenen Speicherformaten

gespeichert werden (MIT, EDF+,…). Damit können

die Aufnahmen flexibel von unterschiedlichen

Analysesystemen ausgewertet werden.

Die von livetec entwickelte Technologie im

Bereich der Langzeit-Überwachung des Herzens

öffnet mit seinen geringen Applikationskosten

und der Vielseitigkeit in der Anwendung

die Möglichkeit, flächendeckend EKGs für Patienten

anzubieten und so z. B. der Volkskrankheit

Vorhofflimmern entgegenzutreten. Neben

externen temporären Herzschrittmachern,

Geräten zur RF/(HF) Herzkatheterblation zur

Rhythmustherapie im Herzen oder zur renalen

Denervation und kabellosem Langzeit-Holter-

EKG, verfügt livetec über eine breite Palette an

Low Level Therapie Lasern. Die Produkte werden

unter eigener Marke oder im OEM/PLM-

Verfahren weltweit angeboten und in Deutschland

hergestellt.

Das Team von hochqualifizierten Ingenieuren

und Technikern verfügt über eine langjährige

Erfahrung bei marktführenden Medizintechnikherstellern.

Die Nähe zur Praxis und damit

umfangreiche Anwenderkenntnisse haben die

Mitarbeiter durch eine bewährte, lang fristige

Zusammenarbeit mit Medizinern / Kardiologen

im In- und Ausland, sowie aus zahlreichen Entwicklungsprojekten

u.a. im Implantatsbereich

(z. B. Funktechnologie) und für die Industrie.

livetec führt Vertragsentwicklungen inkl. Zulassungen

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meditronic-journal 2/2021

11


Dienstleistung

Die Röntgenfluoreszenzanalyse

Schichtdickenmessung von metallischen Schichten im akkreditierten Prüflabor

Bild 1: Ein Kantensteckverbinder ist im Feld ausgefallen. Die Vermessung der

Schichtdicken mittels RFA-Methode zeigt eine Nickel-Schichtdicke von 4,8 µm

im Soll, jedoch eine Gold-Schichtdicke von 43 nm statt den spezifizierten

1000 – 3000 nm

Autor: Dipl. Ing. (TU)

Holger Krumme,

Managing-Director –

Technical Operations

HTV Halbleiter-Test &

Vertriebs-GmbH

info@htv-gmbh.de

www.htv-gmbh.de

Die Röntgenfluoreszenzanalyse

ist eine vielseitige, jenseits der

Metallveredelungsindustrie jedoch

oft weniger bekannte Methode zur

zerstörungsfreien Bestimmung der

elementaren Zusammensetzung

einer Probe bei gleichzeitiger Vermessung

der Schichtdicken mehrerer

Schichten eines Schichtsystems.

Das HTV-Institut für Materialanalyse

bietet, neben einer Vielzahl

umfangreicher Analysemethoden,

international anerkannte und

weltweit vergleichbare Ergebnisse

für Schichtdickenmessungen nach

DIN EN ISO 3497 im vom DAkkS

akkreditierten Prüflabor an.

Im Medizinbereich besteht oftmals

die Notwendigkeit, Schichtdicken

von veredelten Ober flächen,

beispielsweise in der Prothetik oder

auch bei hochwertigen Goldkontakten,

nachzuweisen und zu dokumentieren.

Funktionsweise der

Röntgenfluoreszenzanalyse

(RFA)

Primär-Röntgenstrahlung aus

einer Röhre wird gezielt auf den

Messpunkt geleitet und ionisiert

dort die Atome der Probe. Lücken

in den niederenergetischen Schalen

der Atome werden von Elektronen

aus höherenergetischen Schalen

gefüllt, die Energiedifferenz wird

in Form von Röntgenstrahlung freigesetzt.

Diese Fluoreszenzstrahlung

hat niedrigere Energie als die

Primärstrahlung. Die Energie der

Fluores zenzstrahlung eines Elementes

ist charakteristisch. Wird die

Energie und Intensität der Fluoreszenzstrahlung

im Detektor gemessen,

können die vorhandenen Elemente

und deren Konzentrationen

bestimmt werden. Es können alle

chemischen Elemente mit Ordnungszahlen

zwischen 11 (Natrium) und

92 (Uran) erfasst werden. Durch die

Anregung verliert die Primärstrahlung

mit größerer Eindringtiefe an

Intensität, kann also in Folge die tieferliegenden

Schichten weniger stark

zur Fluoreszenz anregen. Ist der

Schichtaufbau bekannt, kann durch

Intensitätsvergleich der Signale der

Elemente verschiedener Schichten

die Flächenmasse der Schichten

bestimmt werden. Unter Einbezug

der Dichte wird daraus die Schichtdicke

berechnet. Die Dicken mehrerer

Schichten können gleichzeitig

gemessen werden. Ebenfalls ist es

möglich, mit nicht vollständig definierten

Zusammensetzungen der

Materialen der Einzelschichten zu

arbeiten, um beispielsweise an einer

ENIG-Endoberfläche die Schichtdicken

der Gold- und der Nickelschicht

sowie den Phosphorgehalt

der Nickelschicht gleichzeitig

zu bestimmen.

Anwendung der RFA in der

Praxis

Von anderen Methoden zur

Bestimmung der elementaren

Zusammensetzung einer Probe,

wie beispielsweise der energiedispersiven

Röntgenspektro skopie

(EDX) mit Anregung durch den Elektronenstrahl

eines Rasterelektronenmikroskops,

zeichnet sich die

RFA-Methode dadurch aus, dass

für sie kein Vakuum benötigt wird.

Somit können auch feuchte, flüssige

und anderweitig Luftdruckempfindliche

Proben untersucht

werden. Auch eine Probenpräparation

durch Beschichten zur Verbesserung/Herstellung

der elektrischen

Leitfähigkeit ist bei der Röntgenfluoreszenzanalyse

nicht notwendig.

Die RFA-Methode zur Bestimmung

der elementaren Zusammensetzung

einer Probe wird in der

Geologie zur Analyse von Gesteinsproben

verwendet, ebenso lassen

sich Proben von Zement und

Schlacke aus Hochöfen, Ascheproben

unterschiedlichster Herkunft,

Gläser und Keramiken analysieren.

Die RFA ermöglicht eine zerstörungsfreie

Analyse von Edelmetallen

und wird deshalb in der Authentizitäts-

oder Reinheitsprüfung von

Edelmetallen und Schmuck angewendet.

Mit entsprechenden Analysegeräten

werden auch wertvolle

Gemälde untersucht, um die Zusammensetzung

der Farbpigmente zu

bestimmen – eine von vielen Möglichkeiten,

später angefertigte Fälschungen

zu entlarven.

RFA-Analyse in der Produktionsprozesskontrolle

In der Metallveredelungsindustrie

ist die RFA-Analyse eine

übliche Methode der Produktionsprozesskontrolle.

Beschichtungsbäder

werden analysiert, um Konzentrationen

von Primär- und Spurenelementen

zu bestimmen. Die Dicke

und die Zusammensetzung der fertigen

Beschichtungen werden ebenfalls

überwacht, da Produkte mit zu

dicker Beschichtung die Herstellungskosten

erhöhen. Die RFA-

Methode ist schnell, zerstörungsfrei

und weist geringe Messunsicherheiten

auf, weshalb sie sehr

gut für die Serie geeignet ist.

In der Elektronikindustrie

werden vielfältige Beschichtungen

angewendet – Lötoberflächen und

Bond-Anschlussflächen auf Leiterplatten,

Hartgold-Platings auf Steckverbindern

oder Zinn-Oberflächenbeschichtungen

von Lötkontakten

von elektronischen Bauteilen. Insbesondere

in der Medizintechnik ist

eine kontinuierliche Leistung unverzichtbar,

Ausfallzeiten können nicht

12 meditronic-journal 2/2021


Dienstleistung

Bild 2: Die Lotbeschichtung am Ende einer Litze wurde auf RoHS-Konformität geprüft. Es werden nur Signale von Zinn, aus der Lotbeschichtung und Kupfer,

aus der Litze, festgestellt. Die RoHS-Konformität des Werkstoffes ist gegeben

toleriert werden. Wenn hohe Zuverlässigkeit

der Komponenten gefordert

ist, ist es oftmals notwendig,

die Schichtdicken und Zusammensetzungen

der Schichtmaterialien

zu überprüfen, anstatt sich auf die

Angaben des Herstellers oder Lieferanten

zu verlassen. Auch in der

eigenen Produktion ist eine Überprüfung

von funktionelle Schichten

hinsichtlich Dicke und Zusammensetzung

zumindest stichproben artig

unerlässlich.

Bei der Untersuchung von Ausfällen

aus Testphasen und dem Feld

bietet es sich an, auch auf die RFA-

Analyse zurückzugreifen, da Ausfallteile

für die Aufklärung der Ausfallursache

unersetzlich sind und nicht

unnötig zerstört werden sollten.

Beschichtungen und

Oberflächen

von Produkten, die in Autoklaven,

Reinigungs- oder Desinfektionsgeräten

desinfiziert oder sterilisiert

werden müssen, sind dabei besonderen

Belastungen ausgesetzt. Die

Beständigkeit der Oberflächen muss

oft aufwendig in Testreihen verifiziert

werden. Die RFA-Methode

kann wiederholt verlässlich Schichtdicken

messen, ohne teure Prototypen

zerstören zu müssen.

RoHS-Konformität von

Bauteilen

Die RFA-Materialanalyse spielt

auch beim Nachweis der RoHS-

Konformität von Bauteilen eine

wichtige Rolle. Bei zweifelhafter

Zuverlässigkeit der Lieferanten können

dessen vertragliche Zusicherungen

der RoHS-Konformität der

Ware als nicht ausreichend beurteilt

werden, so dass weitere Maßnahmen

durchgeführt werden müssen.

Die laut RoHS 2 (Richtlinie 2011/65/

EU) beschränkten Elemente Blei,

Quecksilber und Cadmium lassen

sich mittels RFA-Materialanalyse

nachweisen. Die Nachweisgrenzen

der Methode liegen dabei deutlich

unterhalb der maximal zulässigen

Höchstkonzentrationen. Die

RoHS-2-Richtlinie restringiert auch

sechswertiges Chrom und Brom in

bestimmten Verbindungen (PBB und

PBDE). Liegen diese Substanzen in

relevanten Konzentrationen vor, so

lassen sich deren Anteil an Chrom

oder Brom mittels RFA nachweisen.

Werden die Elemente nicht nachgewiesen,

kann also ein Vorhandensein

der Verbindungen ausgeschlossen

werden. Nur wenn Chrom

oder Brom gefunden werden, muss

eine aufwändigere Untersuchung

zur Identifikation der Verbindung

bzw. des Oxidationszustands, beispielsweise

mittels GC/MS, nachgeschaltet

werden.

Untersuchung unbekannter

Substanzen

Häufig findet die Methode auch

Anwendung bei der Untersuchung

von unbekannten Substanzen, beispielsweise

anorganischen Verunreinigungen

oder Korrosionsspuren

auf elektronischen Baugruppen,

deren Herkunft aufgeklärt werden

soll. Zur Vermeidung von Korrosion

kann sich auch eine Prüfung

von Kunststoffen auf halogen- oder

phosphorhaltige Flammschutzmittel

lohnen.

Untersuchungen im

akkreditierten Prüflabor

Das Verfahren der Schichtdickenmessung

an Metallen mittels Röntgenfluoreszenz-Verfahren

ist mit der

DIN EN ISO 3497 normiert. Bei HTV,

einem der weltweiten Marktführer

im Bereich Test, Bauteilprogrammierung,

Langzeitkonservierung

und -lagerung, Analytik sowie Bearbeitung

elektronischer Komponenten,

kann dieses Verfahren im durch

die Deutsche Akkreditierungsstelle

GmbH (DAkkS) nach dem internationalen

Standard DIN EN ISO/IEC

17025 „Akkreditierten Prüflabor für

Materialanalysen“, durchgeführt

werden. Die Akkreditierung ist eine

international anerkannte, formale

Bestätigung der Fachkompetenz

des Prüflabors durch eine unabhängige

Stelle. Ein akkreditiertes

Prüflabor arbeitet unparteilich und

transparent, die Messergebnisse

sind verlässlich und metrologisch

rückführbar, also in einer ununterbrochenen

dokumentierten Kette von

Vergleichsmessungen auf ein internationales

Normal, in diesem Falle

eine SI-Einheit, bezogen. Werden

bei den Messungen Abweichungen

vom Soll-Zustand festgestellt, sind

unparteiliche Durchführung und verlässliche

Messergebnisse oft unerlässlich,

um langwierigen Streit bei

Haftungsfragen zu vermeiden.

Um Schwachstellen und Fehlerpotentiale

jedoch bereits frühzeitig

vor dem Auftreten von Ausfällen zu

identifizieren und damit das Risiko

für Fertigungsprobleme, Vertragsstrafen

bei nicht pünktlicher Lieferung

und eventuelle Regressansprüche

zu minimieren, bietet HTV

zahlreiche weitere umfassende

Analyse möglichkeiten an. ◄

Bild 3: Die Beschichtung eines Lötkontakts eines Bauteils wurde erneuert.

Zusammensetzung und Dicke der neuen Beschichtung werden mittels RFA-

Methode überprüft

meditronic-journal 2/2021

13


Dienstleistung

Wiederherstellung der Lötbarkeit

elektronischer Komponenten mittels

Spezialverfahren

Stark verunreinigtes Bauteil vor und nach der Behandlung mit dem revivec-Verfahren

Autor:

M. Sc. Gunter Mößinger

HTV Halbleiter-

Test & Vertriebs-GmbH

Analytik/Forschung und

Entwicklung

info@htv-gmbh.de

www.htv-gmbh.de

In der schnelllebigen Elektronikwelt

sind Unternehmen früher oder

später von Qualitätsschwankungen

ihrer Rohware betroffen. Nicht selten

finden sogar noch Bauteile aus

den 90ern in PLCC-Gehäusen, wie

z. B. den SIEMENS SAB-Controllern

oder Bausteinen in DIP-Gehäusen,

den Weg auf Leiterplatten der

Industriebereiche Anlagenbau, Medizin

oder Militär. Dabei zeigt sich,

dass insbesondere ältere Bauteile

überwiegend aus Quellen mit nicht

langzeit-tauglichen Lagerprozessen

stammen. Häufig anzutreffen

sind daher Oxidationen oder organische

Verunreinigungen an den

Ober flächen der Bauteilpins, welche

die Lötbarkeit signifikant verschlechtern

und somit ein Prozessrisiko

darstellen. Um die Lötbarkeit

und damit die sichere Verarbeitbarkeit

von Bauteilen oder auch Leiterplatten

wiederherzustellen ist eine

hochpräzise Reinigung der Komponenten

als zusätzlicher Prozessschritt

notwendig.

Klassische Ansätze

der Elektronikindustrie zur Wiederherstellung

der Lötbarkeit

bestehen im Einsatz von lösungsmittelhaltigen

Flüssigkeiten und

Chemikalien. Neben Umwelt- und

Wirtschaftlichkeitsaspekten wie

beispielsweise der Entsorgung ggf.

umweltschädlicher Emulsionen oder

anschließend zusätzlich benötigter

Trockenschritte, ist hierbei insbesondere

die rückstandsfreie Entfernung

der Reinigungsflüssig keiten

problematisch.

HTV-revivec

ermöglicht eine effektive Reinigung

elektronischer Komponenten

von Rückständen und Oxidschichten

mittels Spezialverfahren.

Das Spezialverfahren bietet,

im Gegensatz zu den herkömmlichen

Möglichkeiten zur Erhöhung

der Benetzungskräfte und damit

Wiederherstellung der Lötbarkeit,

einen deutlich prozesssicheren und

kostensparenden Lösungsansatz.

Durch spezielle Reinigungsrezepturen

ist es möglich, die Lötbarkeit

von elektronischen Bauteilen

oder Leiterplatten signifikant

zu erhöhen ohne auf aufwändige

chemische Reinigungsverfahren

zurückgreifen zu müssen, welche

nicht immer rückstandsfrei zu entfernen

und darüber hinaus nicht ausreichend

spaltgängig sind.

Mit dem Spezialverfahren werden

die unerwünschten Schichten

aufgebrochen und entfernt. Durch

die selektive Wirkung lediglich

an der Oberfläche besteht keine

Gefahr, Bauteile oder Leiterplatten

zu beschädigen. Auch besonders

hartnäckige organische Verunreinigungen

können durch spezielle

hochselektive Reinigungsrezepturen

in ihrer Bindung geschwächt

und anschließend in einem zweiten

Prozessschritt entfernt werden.

Vergleich der Benetzungskräfte von mit revivec behandeltem Bauteil

(blaue Kurve) mit unbehandeltem Rohbauteil (rote Kurve)

14 meditronic-journal 2/2021


Dienstleistung

Schlechte Benetzung an BGA-Baustein mit mehreren Head-in-Pillow-

Defekten durch Oxidation

Schonend wie eine

Vakuumtrocknung

Während des Verfahrens wird

zusätzlich eine Trocknung erzielt,

die ähnlich schonend wie eine

Vakuumtrocknung bei reduzierter

Temperatur ist. Damit entsteht kein

unerwünschter Feuchtigkeitseintrag,

der bei der Bestückung zum

Popcorn effekt führen könnte. Durch

das angewandte Niederdruckverfahren

erfolgt die Reinigungswirkung

zuverlässig bis in jeden Winkel

des Bauteils oder der Leiterplatte

und reinigt so auch dort, wo

konventionelle Reinigungsansätze

scheitern. Je nach Verunreinigung

lässt sich das Verfahren in einem

mehr stufigen Prozess parametrieren

und auf die ideale Reinigungswirkung

für den Kunden anpassen.

revivec verbessert damit die Lötbarkeit

falsch gelagerter Bauteile

und Leiterplatten. Ziel sollte es dennoch

sein, den Verlust der Lötbarkeit

durch ungeeignete Lagerprozesse

erst gar nicht entstehen zu

lassen und die Alterungsprozesse

auf dem Halbleiterchip zu stoppen.

Hierfür bietet die Firma HTV

das weltweit einmalige Lagerverfahren

TAB (Thermisch-Absorptive-Begasung)

an, welches durch

Vermeidung bzw. starke Reduktion

der Alterungsprozesse die Einlagerung

elektronischer Komponenten

unter Beibehaltung voller Funktionalität

und Verarbeitbarkeit für bis

zu 50 Jahre ermöglicht.

Fazit:

Eine gute Lötbarkeit elektronischer

Bauteile und Leiterplatten

ist für den weiteren Verarbeitungsprozess

unabdingbar. Oxidationen

oder Verunreinigungen, häufig das

Resultat nicht fachgerecht gelagerter

Ware, setzen die Benetzungsfähigkeit

deutlich herab. Als Folge

zeigen sich nicht oder nur sehr

schlecht verlötete Bauteile, die zu

Ausfällen ganzer Baugruppen führen

können. Solch qualitativ unzureichende

Lötstellen resultieren häufig

auch in besonders kostspieligen

verfrühten Ausfällen im Feld.

Mit dem Spezialverfahren revivec

kann die Lötbarkeit schonend

und kostengünstig deutlich gesteigert

werden, wodurch der Lötprozess

wieder die gewünschte Qualität

erreicht und kostenintensive

Ausfälle vermieden werden.

Um den Verlust der Lötbarkeit

bereits im Vorfeld zu verhindern, ermöglicht

die HTV TAB-Langzeitkonservierung

durch Vermeidung bzw.

starke Reduktion der Alterungsprozesse

den vollen Erhalt der Lötbarkeit

und damit der Verarbeitbarkeit

für Jahrzehnte. ◄

cms electronics ist ein Komplettanbieter

für Electronic-Manufacturing-Services

(EMS): von der Entwicklung über das Design,

die Musterfertigung, den Materialeinkauf, das

Bestücken der Baugruppen inklusive dem

Testen bis zur Endgerätemontage bekommen

Kunden alles aus einer Hand. Hauptmärkte

sind Automotive, Industrie, erneuerbare Energien

und Medizintechnik.

cms electronics bietet integrierte Lösungen

über die gesamte Versorgungskette und jahrzehntelange

Erfahrung in der EMS-Fertigung.

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Unser Service – Ihr Gewinn:

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für elektronische und mechatronische

Baugruppen, Geräte und Systeme

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Testen und Montage von Baugruppen,

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Fertigungsequipment und State-of-the-art-

Technologien

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Multifunktionstestgeräten

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Kalkulationen zu optimierten Preisen

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Über cms electronics:

Fertigungen in Klagenfurt am Wörthersee/

Österreich (Zentrale), in Fonyod/Ungarn und in

March-Freiburg (Deutschland); Vertriebsbüros

in Kassel und March-Freiburg/Deutschland;

zwei Trading-Offices in China (Hong Kong und

Shenzhen). Gegründet 2003, 460 Mitarbeiter.

Zertifiziert nach:

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Dienstleistung

Kosten, Risiken und Unsicherheiten bei der

Fertigung von Präzisionsbauteilen senken

Die Fertigungsverfahren Metallstanzen und Laserschneiden ermöglichen die Herstellung hochwertiger

Präzisionskomponenten

Precision Micro

www.precisionmicro.com

Wyatt International Ltd

www.wyattinternational.com

Allerdings bringen sie auch weitere

komplexe Prozesse mit sich,

welche die Kosten, Risiken und

Unsicherheiten der gesamten Lieferkette

erhöhen. In diesem Artikel

untersucht Karl Hollis, Entwicklungsleiter

bei Precision Micro, diese

Zusammenhänge und erläutert,

wieso das photochemische Ätzen

eine schnellere, einfachere und intelligentere

Lösung bietet.

In einer idealen Welt würden sich

alle Hersteller die pünktliche Lieferung

von hochwertigen Komponenten

zu möglichst geringen Kosten

wünschen. Es ist jedoch bekannt,

dass sich diese drei Säulen - Kosten,

Qualität und Geschwindigkeit -

gemeinsam nur schwer erreichen

lassen: Einer dieser Ansprüche

muss fast immer relativiert werden.

Qualität und Leistung

In besonderem Maße gilt dies

für Präzisionsbauteile: Diese sind

oft entscheidende Komponenten

der Ausrüstung, unter anderem in

der Automobilindustrie, in Luft- und

Raumfahrt sowie in der Medizinprodukteindustrie.

Oberste Priorität

haben hier deshalb Qualität und

Leistung, die beide nicht gefährdet

werden dürfen. Die Hersteller haben

daher verstanden, dass Qualität

Zeit kostet und ihren Preis hat. Bei

der Umsetzung dieser Faktoren in

ihre Produktionsplanung und Preismodelle

erleben sie

jedoch unweigerlich

nach wie vor Unstimmigkeiten

und Lieferprobleme.

Zumindest für die

Blechbearbeitung

gibt es jedoch einen

Weg, Kosten, Qualität

und Geschwindigkeit

in ein zufriedenstellenderes

Gleichgewicht zu

bringen. Betrachten

wir deshalb diesen

Prozess, von

Forschung und Entwicklung

bis hin zu

Produktion und Zulieferung.

Design und Bau des

Prototypen

Zunächst stellt sich die Frage

nach dem Design und dem Bau

eines Prototyps, um die richtigen

Toleranzen sicherzustellen und das

Bauteil zweckmäßig zu gestalten.

Dies erfordert den Bau von Werkzeugen

sowie ein gewisses Maß an

Versuch und Irrtum und verursacht

möglicherweise Zeit und Kosten,

insbesondere wenn das gewählte

Material sich auf unerwartete Weise

verhält. Dies ist jedoch nicht ungewöhnlich,

da jedes Metall unverwechselbare

Eigenschaften hat und

jedes Design einzigartig ist. So stellen

bekanntermaßen zum Beispiel

das weiche Metall Aluminium und

der harte Werkstoff Titan die Entwickler

vor spezifische Herausforderungen,

deren Lösung recht kostspielig

sein kann.

Schneideprozess

Dann ist da der eigentliche

Schneideprozess. Hier können

mechanische Verfahren wie Stanzen

und Wasserstrahlschneiden

die Metallkanten scheren, zerstören

oder beschädigen. Beim Laserschneiden

kommt dagegen Wärme

zum Einsatz, die sich ebenfalls auf

das Metall auswirken kann. Obwohl

solche Schwierigkeiten recht geringfügig

sein können und sich schnell

lösen lassen, so verursachen sie

dennoch weitere Komplikationen.

Ähnlich weit verbreitete Aufgaben

stellt das Entgraten, ein Merkmal

des Metallstanzens, das zusätzliche

Arbeitsschritte erfordert, um

die gewünschte Qualität zu erreichen,

etwa Schleifen oder Polieren

oder elektromechanische Eingriffe.

Bei jedem Schritt dieser Prozesse

sind Probleme möglich, die

zusätzliche Kosten, Verzögerungen

und unbekannte Rüstzeiten verursachen

können, die erneut problembehaftet

sind.

Verminderung der

Komplexität

Die wesentliche Ursache dieser

Unsicherheiten liegt in der Komple-

16 meditronic-journal 2/2021


Dienstleistung

xität, die sich meist in zusätzlichen

Kosten niederschlägt. Die leichteste

Möglichkeit, dies zu bekämpfen, bietet

die Einfachheit - wie sie das photochemische

Ätzen darstellt. Dieses im

Allgemeinen auch als chemisches

Ätzen oder Photoätzen bezeichnete

Verfahren ist ein so genanntes subtraktives

Bearbeitungsverfahren, bei

dem Bauteile mit UV-Licht auf speziell

beschichtete Metalle gedruckt und

anschließend selektiv aus den Blechen

geätzt werden. Es hat insofern

Ähnlichkeiten mit dem Druckprozess,

abgesehen vom 3D-Druck.

Das Verfahren ermöglicht die Herstellung

hochkomplexer Bauteile und

kann auf nahezu jedem Metall (mit

einer Dicke bis zu 1,5 Millimeter)

und auf Blechen bis zu 1.500 Millimeter

Länge verwendet werden.

Die unbegrenzten geometrischen

Anpassungsmöglichkeiten und die

beliebig wiederholbare Genauigkeit

machen es perfekt zur schnellen

Fertigung auch der komplexesten

Entwürfe für den häufigen Einsatz

in der gesamten Industrie, selbst

für anspruchsvollste Anwendungen.

Kostengünstige Lösung

Während die Technologie selbst

zwar recht komplex sein kann, ist

der eigentliche Prozess jedoch sehr

schlank und bietet deshalb eine sehr

kostengünstige Lösung.

Digitale Werkzeuge reduzieren

Kosten und Zeit, die mit dem physischen

Prozess verbunden sind. In

ähnlicher Weise erfassen die Ingenieure

während des Prototyping die

Teilezahl, um den Aufwand zu minimieren.

Und da alle Komponenten-

Merkmale gleichzeitig geätzt werden

- ohne Entgraten - entstehen

keine weiteren Kosten für zusätzliche

Prozesse. Zudem lassen sich

in einem Arbeitsgang mit einem

einzigen Werkzeug große Stückzahlen

von Bauteilen verarbeiten.

Als Konsequenz daraus kann sich

ein Zeitrahmen von Wochen oder

sogar Monaten in eine Frage von

Tagen umwandeln - und manchmal

sogar in nur wenige Stunden.

Methoden im Vergleich

Während andere Methoden der

Metallbearbeitung - wie Stanzen,

Prägen und Laser- oder Wasserstrahlschneiden

- durchaus in der

Lage sind, ein qualitativ hochwertiges

Endprodukt zu liefern, ist die

Schlüsselfrage, wie gut diese sich

im Vergleich der Kosten, Qualität

und Geschwindigkeit schlagen.

Die Antwort lautet: Weniger gut als

das photochemische Ätzen. Durch

die Einführung von Einfachheit in

den Prozess ermöglicht das Fotoätzen

die kostengünstige Herstellung

von Präzisionskomponenten

und reduziert damit Risiken und

Unsicherheiten in der gesamten

Lieferkette. ◄

Mechanik-Konstruktion als Dienstleistung – wir erledigen das!

Hoch qualifizierte Fachleute sind

die Basis Ihres Erfolges, und bei

uns ist das nicht anders. So auch

im Bereich unserer Dienstleistungen

in der Mechanik-Konstruktion,

insbesondere für Gehäuse.

Im CAD erstellen wir 3D-Daten

(auch auf Basis bereitgestellter

Daten), alternativ können wir auch

Ihre bestehenden 3D-Daten modifizieren

und daraus Produktionsdaten

generieren.

Nichts ist unmöglich,

sprechen Sie uns an!

Wir können Sie mit einer umfangreichen

Servicepalette entlasten

und unterstützen: Wir konstruieren

oder optimieren sowohl Standardgehäuse

als auch Ihre kundenspezifischen

Gehäusesysteme.

Perfekt in jedem Gehäuse

Selbstverständlich integrieren

wir auch Ihre unternehmenseigenen

Komponenten perfekt in

jedes Gehäuse. Ganz besonders

gilt das natürlich für die Entwicklung

von Gehäuse-Prototypen.

Hier arbeiten wir in einem intensiven

Austausch mit Ihnen zusammen,

damit alle Anforderungen an

Ihr neues Gehäuse optimal umgesetzt

werden. Gerne erarbeiten wir

auch Schutzkonzepte für IP- und

EMV-Lösungen nach Ihren projektspezifischen

Anforderungen.

Auch das ist Teil unserer technischen

Services, die sich von der

Gehäuseentwicklung über die Auslegung

und Gestaltung der Frontplatten

bis hin zur Entwicklung von

Montageteilen erstreckt. Ob als

Komplettpaket oder als Einzelleistung:

bei einem Entwicklungs-

Projekt profitieren Sie jedem Falle

von unserer langjährigen Erfahrung

und unseren bewährten Fähigkeiten.

Richard Wöhr GmbH

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meditronic-journal 2/2021

17


Dienstleistung

Der Herstellung von Medizinprodukten

auf den Puls fühlen

Methoden wie die additive Fertigung und das Spritzgussverfahren nehmen eine immer wichtigere Stellung in

der Entwicklung von Medizinprodukten ein. Essentiell für den raschen Einsatz entscheidender Innovationen sind

aber auch zunehmend unterstützende Softwarelösungen.

werden beispielsweise bei der Herstellung

von Schädelknochenimplantaten,

Beatmungsmasken bis hin zu

Einzelteilen für spezielle Geräte zur

Überwachung von Vitalwerten eingesetzt.

Entscheidend für die wirtschaftliche

Fertigung ist, dass bei

der Wahl des Verfahrens genau

darauf geachtet wird, welche Anforderungen

das gewünschte Produkt

erfüllen muss und welche Stückzahl

benötigt wird. Da jedes der Verfahren

zudem inhärente Vorteile bietet,

zugleich aber auch bestimmte

Vorgaben hinsichtlich des Designs

erfüllt sein müssen, lohnt es sich,

genauer auf die einzelnen Verfahren

einzugehen. Darüber hinaus sollte

man auch immer aktuelle technologische

Entwicklungen und auf dem

Markt verfügbare Dienstleistungen

im Blick behalten.

Autor:

Daniel Cohn,

Managing Director Deutschland

Protolabs

www.protolabs.de

Innovationen retten Leben. Dies

hat sich nicht erst im Zuge einer Pandemie

beweisen müssen. Aber spätestens

seit die Anforderungen an

die Medizinbranche durch COVID-19

weltweit um ein Vielfaches gestiegen

sind, sind Innovationskraft und

Erfindergeist nochmal stärker in

den Fokus von Konstrukteuren und

Medizinern gerückt. Dabei ist offensichtlich,

dass Zeit ein hohes Gut

ist und von einer ersten Produktidee

bis hin zum tatsächlichen Einsatz

so wenig wie möglich verstreichen

sollte. In der Medizin gilt dies

für Impfstoffe, Behandlungsmethoden

und Medizinprodukte gleichermaßen.

Betrachtet man die Medizinprodukte

gesondert, gerät man

allerdings schnell an die Grenzen

des Machbaren. Von einer Idee über

einzelne Prototypen zur Erprobung

der tatsächlichen Realisierbarkeit bis

hin zur ersten Serienproduktion können

mitunter Jahre vergehen. Und

insbesondere bei Produkten, die

schließlich sehr spezielle Einsatzgebiete

bedienen, stellt sich für Entwickler

und Hersteller immer auch

die Frage, wie die Verfügbarkeit

gleichzeitig kostendeckend erreicht

werden kann.

Additive Fertigung oder

Spritzguss

Bei einer Vielzahl medizinischer

Produkte werden heutzutage entweder

die additive Fertigung oder das

Spritzgussverfahren zur Herstellung

eingesetzt. Diese beiden Verfahren

Additive Fertigung:

Allrounder für Individualität

Die additive Fertigung hat sich

mittlerweile fest in der Industrie etabliert.

Bei dieser Fertigungsmethode

werden Ausgangsmaterialien mittels

verschiedener Verfahren Schicht für

Schicht zu einem dreidimensionalen

Konstrukt verfestigt. Sollen die fertigen

Bauteile oder Proto typen aus

Kunststoffen, wie beispielsweise

Polyamid, bestehen, so kommen

als Verfahren das Selektive Lasersintern

(SLS) oder das Multi Jet

18 meditronic-journal 2/2021


Dienstleistung

Fusion-Verfahren (MJF) zum Einsatz.

Werden Teile aus Metall hergestellt,

so wird die Ausgangslegierung

durch einen Laser aufgeschmolzen

und so ein beständiger

Verbund erzeugt.

Während SLS für Kunststoffe

und das direkte Metall-Lasersintern

(DMLS) für Metalle nur zwei

Arten der additiven Fertigung darstellen,

die an dieser Stelle als

exemplarisch gelten können, sind

die Möglichkeiten, die sich durch

den 3D-Druck bieten, bei allen

Verfahren gleich. Dadurch, dass

die Herstellung der Teile schichtweise

erfolgt, haben Konstrukteure

weitgehende Freiheiten hinsichtlich

des Designs. Interne Wabenstrukturen,

um Gewicht einzusparen,

sind hier genauso möglich wie

im Bauteil befindliche Kanäle oder

Aussparungen. Da dieses Verfahren

so weitreichende Freiheiten ermöglicht,

eignet es sich besonders

für Prototypen oder Einzelanfertigungen.

Im Medizinbereich sind

maßgefertigte Implantate, die mittels

DMLS hergestellt werden, mittlerweile

weit verbreitet.

Natürlich haben diese Vorteile

auch gewisse Einschränkungen.

Da beim 3D-Druck die einzelnen

Teile Schicht für Schicht entstehen,

ist das Verfahren zeitintensiv.

Abhängig von der gewünschten

Menge an einzelnen Teilen stellt

sich die Frage nach der Rentabilität.

Wann genau ein anderes Fertigungsverfahren

in Betracht gezogen

werden sollte, lässt sich allerdings

nicht ohne weiteres bestimmen.

Hier ist es wichtig, mit Partnern

zusammenzuarbeiten, die eng

am jeweiligen Projekt arbeiten und

sich mit dem Herstellungsprozess

genauestens auskennen. Nur so

können verlässliche Informationen

zur Rentabilität in Abhängigkeit von

bestimmten Stückzahlen weitergegeben

werden.

Spritzgussfertigung

Im Gegenteil zur additiven Fertigung

ist das Spritzgussverfahren

ein umformendes Verfahren. Hierbei

werden in der Regel Kunststoffe

verflüssigt und unter Druck in eine

speziell angefertigte Form eingefüllt.

Nach der Entnahme des Materials

und nach der Abkühlung hat der

Kunststoff dann die gewünschte

Form. Neben verschiedenen Kunststoffen

können auch Flüssigsilikone

und eine Vielzahl anderer Materialien

verarbeitet werden.

Das Spritzgussverfahren benötigt

vom gewünschten Bauteil eine

Negativform. Diese Werkzeuge können

dann beliebig oft wiederverwendet

werden, um eine Vielzahl

der gewünschten Teile herzustellen.

Manche Hersteller bieten darüber

hinaus eine lebenslange Werkzeuggarantie.

Da Spritzguss-Werkzeuge

nach einer bestimmten Anzahl

an einzelnen Produktionsvorgängen

langsam Abnutzungserscheinungen

zeigen können, gewährleistet

die Garantie eine gleichbleibende

Qualität der gefertigten Teile.

Nach dem Prototypen

Ist man beispielsweise im Innovationsprozess

bereits über das

Proto typen-Stadium hinaus, kann

es sinnvoll sein auf das Spritzgussverfahren

umzusteigen. So kann

eine größere Anzahl an Einzelteilen

gefertigt werden, mit denen

man erste Kleinserien herstellen

kann. Ist die Innovation beispielsweise

ein kleines Medizinprodukt

zur Messung und Übertragung von

Vitalparametern, so kann im ersten

Schritt zur Prüfung der Herstellbarkeit,

das Gehäuse mittels additiver

Fertigung hergestellt werden.

Nach den Tests mit diesem Prototypen

können beispielsweise die

Gehäuseteile für einen klinischen

Testversuch im Spritzgussverfahren

gefertigt werden.

Dabei kann der Umstieg von additiver

Fertigung zum Spritzguss auch

Herausforderungen mit sich bringen.

So sind die Freiheiten hinsichtlich

des Designs beim 3D-Druck nur

noch teilweise beim Spritzguss realisierbar.

Dementsprechend müssen

hinsichtlich der eigentlichen

Konstruktion und der Herstellung

der Spritzgusswerkzeuge oft noch

zusätzliche Anpassungen am Design

vorgenommen werden, um schlussendlich

auch eine funktionierende

Serienfertigung zu erreichen. Glücklicherweise

haben sich in der Folge

technologische Lösungen entwickelt,

die dieses Problem weitgehend automatisiert

beseitigen können.

Entscheidungen erleichtern

mit intelligenten Systemen

Fortschritte in der Rechenleistung

und hinsichtlich anderer technologischer

Errungenschaften haben

bereits seit einigen Jahren einen

weitreichenden Einfluss auf die Fertigung.

Protolabs bietet so beispielsweise

eine automatisierte Machbarkeitsanalyse

an, wenn Kunden ihre

meditronic-journal 2/2021

19


Dienstleistung

jeweiligen Projekte auf der Webseite

hochladen. Auf diese Weise

können Konstrukteure und Entwickler

sofort sehen, an welchen

Stellen ihre Konstruktionsdaten

noch verbessert werden müssen,

um beispielsweise mittels additiver

Fertigung oder Spritzgussverfahren

umgesetzt werden zu können.

Mithilfe neuer Technologien ist es

dem Unternehmen darüber hinaus

gelungen, weitere Funktionalitäten

in seine neue E-Commerce-Plattform

zu implementieren, die wegweisend

für die fertigende Industrie

sind.

Zu den Funktionen, die die neue

Plattform bietet, gehört unter anderem

die Möglichkeit Projekte mit

mehreren verschiedenen Einzelteilen

zu erstellen und die Preisgestaltung

in Echtzeit anhand der

gewünschten Produktmenge und

der jeweiligen Spezifikationen der

Einzelteile nachzuvollziehen. Darüber

hinaus kann im Entwicklungsprozess

ein Punkt erreicht werden,

der es nötig macht, nicht mehr auf

additive Fertigung, sondern auf den

Spritzguss zu setzen. Die Designanpassungen

können nun zusätzlich

durch eine Software begleitet werden,

die der automatisierten Machbarkeitsanalyse

ähnelt. Überhänge

und etwaige Schwierigkeiten beim

Design lassen sich auf diese Weise

schnell und unkompliziert anpassen,

um von einem 3D-Druck-Design zu

einem für die Spritzgussfertigung

zu gelangen.

Bei einigen Projekten und medizinischen

Hilfsmitteln kann es aufgrund

dergeringen Stückzahl möglich

sein, dass auch die Serienproduktion

gut mittels additiver Fertigung

abgedeckt werden kann.

Um genau bestimmen zu können,

welches der Fertigungsverfahren

schlussendlich kosteneffizient

und sinnvoll umsetzbar ist,

können ebenfalls automatisierte

Technologien helfen. Da bei der

Spritzgussfertigung neben den

einzelnen Teilen auch die Kosten

für die Werkzeuge in die Gesamtrechnung

aufgenommen werden

müssen, kann es bis zu einer

bestimmten Stückzahl günstiger

sein auf die additive Fertigung

zu setzen. Diese Stückzahl lässt

sich mithilfe moderner Technologien

bestimmen. Entwickler und

Anwender haben auf diese Weise

immer den vollständigen Überblick

darüber, welche Fertigungsmethode

am sinnvollsten ist.

Innovationen schnell,

unkompliziert und

kostengünstig ermöglichen

Der Weg von der ersten Idee

bis hin zum Einsatz in der Medizin

ist für Entwickler steinig und

mit diversen Unwägbarkeiten übersäht.

Dabei bieten moderne Fertigungsmethoden

wie der 3D-Druck

und das Spritzgussverfahren eine

weitreichende Hilfestellung bei

allen Fragen rund um den Entwicklungsprozess.

Umso wichtiger

ist es, dass sich Entwickler

auf Partner im Fertigungssektor

verlassen können, die mit den

modernsten technologischen Mitteln

arbeiten. Nur so kann gewährleistet

werden, dass die geplanten

Innovationen das tun, was sie sollen:

Leben retten. ◄

20 meditronic-journal 2/2021


Die Profectus GmbH erweitert ihr Geschäftsfeld

Dienstleistung

PROFECTUS GmbH

Electronic Solutions

www.profectus-solutions.de

Zum Januar 2021 gründeten

Helmut Bechtold und Hans-Jürgen

John am Standort Suhl, neben der

bereits seit 10 Jahren bestehenden

PROFECTUS GmbH Electronic

Solutions – die PROFECTUS

GmbH Power Solutions.

Die Hauptaufgaben der neu

gegründeten Gesellschaft sind Vertrieb

und Entwicklung von modularen

Systemkomponenten und individuellen

Lösungen im Bereich der Batterieladetechnik

und Leistungselektronik.

Zukünftig soll das neu gegründete

Unternehmen Speziallösungen

für Ladegeräte, Stromwandler und

andere elektronische Geräte entwickeln

und vertreiben. Die Integration

dieses neuen Geschäftsfeldes,

dessen Aktivitäten in der

neu gegründeten Power Solutions

abgebildet werden, stellt die Profectus

vor neue Herausforderungen,

aber bietet zugleich hervorragende

Perspektiven für Belegschaft und

Unternehmen.

Beide Gesellschaften können auf

gemeinsame Fähigkeiten und Ressourcen

zurückgreifen, die sie zu

einem innovationsstarken und leistungsfähigen

EMS-Partner machen.

Profectus hat in den letzten Jahren

durch zahlreiche Investitionen Kapazitäten

geschaffen ihr Aufgabenfeld

zu erweitern: räumlich, technologisch

sowie in Mitarbeiterqualifikationen.

Mit Gründung der neuen Gesellschaft

wurden bereits Neueinstellungen

gestartet, die einen Ausbau

der Produktionskapazitäten möglich

machen. Als Einheit bieten die

beiden Unternehmen ein umfangreiches

Produkt- und Lösungsportfolio

für Electronic Manufacturing

Services. Profectus kann flexibel

auf technologische und logistische

Anforderungen der Kunden reagieren

und hat sowohl eine zukunftsfähige

Produktion geschaffen als

auch eine individuelle Entwicklung

um seine Marktposition als EMS-

Dienstleister weiter auszubauen. ◄

meditronic-journal 2/2021

21


Dienstleistung

„Gesunde Elektronik“ – Systemlösungen

für die Medizintechnik

straschu Industrie-Elektronik

GmbH

www.straschu.de

Der Trend geht auch in der Medizintechnik

bzw. in der Medizingerätefertigung

zur Assemblierung beim

Gerätehersteller. Die Fertigungstiefe

nimmt weiter ab und bedingt

die Auslagerung einzelner Prozesse

oder ganzer Produktionsprozesse.

Gerade in Hinsicht auf das Thema

Rückverfolgbarkeit bedingt dies eine

überwachte Logistik beim Zulieferer.

Die Gewährleistung beginnt

bereits bei der Übernahme der Fertigungsunterlagen.

Hier gilt es sicherzustellen,

dass die Bauteilspezifikationen

korrekt in die Fertigungsunterlagen

übernommen werden.

Dies gilt sowohl für parts of the

stock als auch beispielsweise für

gerätespezifische Fertigungsteile,

die auftragsbezogen beschafft werden

müssen. Sind diese gerätespezifischen

Fertigungsteile mit Seriennummern

versehen, ist die Dokumentation

der Seriennummern und

deren Zusammenführung für jedes

einzelne Gerät erforderlich.

Wareneingang

Die Herausforderung beginnt

bereits im Wareneingang. Hier sind

die Fertigungsteile mindestens auf

richtige Typbezeichnungen zu prüfen.

Bei gerätespezifischen Fertigungsteilen

sind im Vorfeld Parameter

festzulegen. Dazu zählen

mechanische Vorgaben wie Bohrungen,

Gewinde oder mechanische

Abmessungen. Komplexer zu prüfen

sind Oberflächenvergütungen

wie Lackierungen, Eloxierungen

oder Rauigkeiten. Mit der Vergabe

der Chargennummer und der Freigabe

zur Fertigung steht der Weiterverarbeitung

nichts mehr im Wege.

Korrekte Lagerung

In der Zeit bis zum Produktionsstart

ist die korrekte Lagerung der

Bauteile sicherzustellen. Gerade in

Phasen knapper Bauteilverfügbarkeiten

kommt es häufig vor, dass

Bauteile gekauft werden müssen,

sobald sie beschaffbar sind. Da

dieser Zeitpunkt nicht zwangsläufig

in zeitlicher Nähe des Produktionstermins

liegt, ergibt sich die

Notwendigkeit, gerade SMD-Bauteile

sachgerecht zu lagern. Dabei

spielt die Verwahrung unter nicht

oxidierenden Bedingungen, wie

z. B. einer Schutzgasatmosphäre,

eine große Rolle.

Fertigungsprozess

Der eigentliche Fertigungsprozess

in Bezug auf die Lötung, sowohl hinsichtlich

SMD als auch THT, unterscheidet

sich in der Medizintechnik

nur unwesentlich vom qualifizierten

industriellen Prozess.

Dass Lötbäder überwacht und

die klimatischen Bedingungen in

den Produktionsräumen geregelt

werden, versteht sich von selbst.

Spannender ist die Sicherung der

Chargenrückverfolgbarkeit von einzelnen

Bauteilen und der Zusammenführung

von Seriennummern

einzelner Komponenten im gesamten

Fertigungsprozess. So bekommt

die Leiterplatte während des Bestückungsvorganges

ihre individuelle

Seriennummer. Erst danach ist

der „Mastercode“ für die Zusammenführung

einzelner Chargen

und Seriennummern von mechanischen

Unterbaugruppen vorhanden

– und der Archivname ist verfügbar.

Fertigungsbegleitende Prüfungen

wie AOI („Automatic Optical

Inspection“) oder X-Ray finden

hier mit ihrem Prüfergebnis einen

sicheren Ablageort.

Montageprozess und

Prüfung

An die Bestückung der Leiterplatte

schließt der Montageprozess

an, gerade hier ist eine intelligente

Aufteilung von Montage

und Prüfung gefragt. Hier kommt

es darauf an, Prüf- und Montageschritte

so zu koordinieren, dass die

Montage nicht die Prüfung behindert

und andersherum genauso.

Die dabei erstellte Prüfdokumentation

kann in die bereits beschriebene

seriennummernbasierte Baugruppendokumentation

übernommen

werden.

Als vorläufiges Ende des Prozesses

der Leiterplattenbestückung

kann ein elektrischer Test durchgeführt

werden. Sinnvollerweise wird

hier die Funktion der Teilbaugruppe

sichergestellt, dies kann als Funktionstest

oder In-Circuit Test durchgeführt

werden. Für den Funktionstest

wird der im Vorfeld erstellte Prüfplan

in eine Hardware-Adaption mit zugehöriger

Software umgesetzt. Dabei

sind adapterbedingte Offsets sowie

eine sinnvolle Auswahl von Toleranzfenstern

für die Messergebnisse zu

22 meditronic-journal 2/2021


Dienstleistung

Horst Fiedler, Fachberater Technik & Entwicklung der straschu Industrie-Elektronik GmbH bei der optischen Prüfung

beachten. So genau die Schaltung

auch dimensioniert sein mag, Toleranzen

sind in den Bauteilen nicht

vermeidbar und können nur ähnliche,

nicht aber gleiche Messergebnisse

erzeugen.

Programmierung

Im Rahmen dieses Funktionstest

ist auch die Programmierung

der Baugruppe möglich. Das Einbringen

der Firmware oder auch

das Parametrieren von Startbedingungen,

MAC-Adressen oder anderen

funktionsspezifischen Werten

wird sinnvoll an dieser Stelle durchgeführt.

Auch hier erfolgt die zugehörige

Dokumentation üblicherweise

über die bereits erwähnte individuelle

Seriennummer, unter der alle

relevanten Ergebnisse dokumentiert

werden.

Lagerung und Verpackung

Der finale Schritt vor der Auslieferung

an den Assemblierer stellt

die Lagerung und Verpackung dar.

ESD sicher, wie der gesamte Prozess,

sollte diese sein – klar definierte

klimatische Bedingungen

sichern eine korrekte Lagerung

bis zur Auslieferung.

Fazit

Elektronik muss funktionieren,

wenn es darauf ankommt. Für eine

„gesunde Elektronik“, die letztendlich

das Herz des Endproduktes bildet, ist

eine gewissenhafte Prozessperspektive

von A bis Z entscheidend. ◄

meditronic-journal 2/2021

23


Dienstleistung

Über die Neueinführung von Produkten (NPI) -

eine Erfolgsgeschichte in der Notfallmedizin

Wie es gelingt, ein komplexes Produkt durch die zielgerichtete partnerschaftliche Zusammenarbeit von EMS und

OEM in kürzester Zeit erfolgreich am Markt zu platzieren.

Um erfolgreich am Markt agieren

zu können, ist es für ein Unternehmen

essentiell, sich an die immer

schneller verändernde Welt anzupassen.

Nur so können die aktuellen

und zukünftigen Bedürfnisse

seiner Kunden verstanden und

diese in kürzester Zeit befriedigt

werden. Ist es einem Unternehmen

nicht möglich, diese erforderlichen

und sich in immer kürzeren Intervallen

ereignenden Änderungen zu

erkennen und umzusetzen, wird es

seine Position in seinem Marktsegment

ver lieren und durch anpassungsfähigere

Marktbegleiter verdrängt

werden.

Genau diese Entwicklung ist in

dem stetig wachsenden Marktsegment

der Elektronik besonders zu

spüren. Die Tonfunk GmbH stellt

genau diese Herausforderung in

den Mittelpunkt ihres Handelns

und agiert getreu dem Motto „Nur,

wenn unsere Kunden erfolgreich

sind, können wir es auch sein. Es

ist für uns als Partner besonders

wichtig, die Erfordernisse sowie das

Denken unserer Kunden zu verstehen,

um so mit ihnen auf Projektebene

eine Einheit bilden zu können.

Nur so lassen sich die komplexen

Heraus forderungen der strategisch

wichtigen Projekte effizient umsetzen“,

so Mathias Haase, einer der

Geschäftsführer der Tonfunk GmbH.

tive Lösungen. Das Unternehmen,

welches erfolgreich im Bereich der

Notfallmedizintechnik agiert, konnte

so gemeinsam mit der Tonfunk die

Gerätegruppe des Beatmungsgerätes

MEDUVENT Standard umsetzen.

Und der Erfolg spricht für sich:

MEDUVENT Standard hat sich seit

der Produkteinführung 2020 in

unterschiedlichen Einsatzszenarien

bewährt. Das Turbinenbeatmungsgerät

arbeitet sauerstoffunabhängig

und ist dank des geringen

Gewichts und der Kompaktheit optimal

für die mobile Notfallversorgung

geeignet. Weinmann Emergency

entwickelt seit mehr als 45 Jahren

lebensrettende Geräte für die Notfallmedizin.

Die besonderen Anforderungen

im Bereich der außer- und

innerklinischen Notfallmedizin stehen

bei der Geräteentwicklung im

Mittelpunkt. Dazu gehört in erster

Linie, dass die Geräte schnell, einfach

und intuitiv zu bedienen sind.

Die Geräte müssen außerdem kompakt

und robust sowie für den Einsatz

im Freien geeignet sein. Diese

Anforderungen stellen für die Ingenieure

eine besondere Herausforderung

dar.

Bedürfnisse des Kunden

abdecken

Am Beispiel von MEDUVENT

Standard ist zu erkennen, welchen

hohen Stellenwert die enge Zusammenarbeit

zwischen EMS und OEM

Autor:

Markus Kühne, Key Account

Manager bei der Tonfunk in

Kooperation mit

WEINMANN Emergency

Tonfunk GmbH

www.tonfunk.de

Mehrwert generieren

Ein strategisch wichtiger Kunde

für Tonfunk ist Weinmann Emergency.

Auch hier ist man sich seiner

Verantwortung bewusst und

sieht die enge Zusammenarbeit mit

Lieferanten wie Tonfunk als Vorteil,

um sich den Anforderungen des sich

ständig ändernden Marktes anpassen

zu können und darüber hinaus

weitere Mehrwerte zu generieren.

So bietet Weinmann Emergency seinen

Kunden stetig neue und innova-

24 meditronic-journal 2/2021


Dienstleistung

hat, um am Ende ein genau auf die

Bedürfnisse des Kunden abgestimmtes

Produkt zu erhalten. Und

das in immer kürzer werdenden Produktlebenszyklen.

„Um dieses Ziel

von Anfang an erreichen zu können,

verstanden wir uns in jeder Projektphase

als Partner auf Augenhöhe

und wurden auch von Weinmann

Emergency als solcher empfunden.

Nur so gelang es, die jeweiligen

Mehrwerte in den einzelnen

Fachabteilungen beider Seiten zu

bündeln, um so als ein Team erfolgreicher

zu sein als die Summe jeder

einzelnen individuellen Leistung der

entsprechenden Fachabteilungen.

Und genau diese Art der Zusammenarbeit

suchen wir und treibt

uns immer wieder aufs Neue an“,

so Haase und ergänzt: „Wenn ein

Kunde seinem Partner ein Vertrauen

in dieser Tiefe entgegenbringt, muss

man sich seiner Verantwortung über

die normalen Grenzen einer EMS-

Dienstleistung hinaus bewusst sein,

da ja z. B. die Medical Device Regulation

Anforderungen vollumfänglich

erfüllt werden müssen. Man hat also

einen erheblichen Anteil am Erfolg

aber auch an der Verantwortung

des Produktes. Es handelt sich hier

schließlich um ein Produkt im medizinischen

Notfallsektor, welches für

Leib und Leben verantwortlich ist.“

Sinnvolle Arbeitsteilung

„Unsere Geräte sollen die Rettungskräfte

dabei unterstützen,

Leben zu retten“, erklärt Billy

Schwalbe, Elektronik Entwickler bei

Weinmann Emergency. Die Tonfunk

GmbH hat Weinmann Emergency

unter anderem bei der Herstellung

der Leiterplatte für MEDUVENT

Standard unterstützt. „Wir haben

das Design geliefert, die Tonfunk

GmbH hat die Beschaffung, Fertigung

und Prüfung übernommen.

Es ist für uns enorm wichtig,

einen Partner an unserer Seite zu

haben, mit dem wir direkt und auf

einer Wellenlänge kommunizieren

können. Uns war wichtig, dass wir

den Prozess nah begleiten können,

und da die Abnahme der Produktionskette

in Deutschland erfolgt, war

das möglich. Die starke Vernetzung

ist für uns wichtig, weil wir so trotz

der anspruchsvollen Aufgabenstellung

hochwertige Ergebnisse erzielen,“

so Schwalbe weiter.

Qualität, Produktionsflexibilität

und Kosten balancieren

Auch auf technischer Seite hatte

MEDUVENT Standard, wie jedes

neue innovative Produkt, seine Herausforderungen.

So war auch hier

der Trend der immer stärker werdenden

Miniaturisierung erkennbar.

„Als Projektpartner mit der Expertise

in der Produktion solcher Produkte

sehen wir unsere Verantwortung

im besten Verhältnis des Platzbedarfes

auf der Leiterplatte für die

entsprechenden Bauelemente, die

den technischen Erfordernissen des

Kunden entsprechen müssen, und

einer bestmöglichen Produktionsstrategie.

Dies wird von uns stetig

mit dem Kunden abgestimmt,

um so das gute Mittel zwischen

den Erfordernissen beider Seiten

zu erzielen. Die Balance zwischen

Qualität, Produktionsflexibilität und

Kosten des Produktes stehen hier

im Fokus. So steht jedem unserer

Kunden ein Team aus acht Personen

auf Tonfunk-Seite aus den unterschiedlichen

Fachabteilungen zur

Verfügung, um alle Themen eines

solchen Projektes gezielt bearbeiten

zu können“, erläutert Markus

Kühne, Key Account Manager bei

der Tonfunk.

Komponentenauswahl und

-beschaffung

Neben diesen produktions- und

designtechnischen Themen, liegt der

Fokus in solch strategisch wichtigen

Projekten wie MEDUVENT Standard

auch in der Auswahl der zu bestückenden

Komponenten. „Da der

weltweite Bedarf Europas an Bauelementen

unseres Fokuskundenportfolios

nach den aktuellen Informationen

des FBDi bei nur 8% liegt

(Automotive, Medizin und Industrie

zusammen), sind unsere Kunden

hier von den Markttreiben wie der

Mobiltelefonie abhängig und bedienen

sich natürlich an diesen Technologien

in Form von z. B. Halbleitern

wie Speicherbausteinen oder

Microcontrollern. Dieser Mark ändert

und erneuert sich jedoch in immer

kürzeren Lebenszyklen, wodurch es

im schlimmsten Fall dazu kommen

kann, dass ein absolut neues Kundenprojekt

nicht wie geplant in die

Serie übergehen kann, da bestimmte

Komponenten bereits obsolet sind.

Aus diesem Grund stimmen wir

uns bereits in der ersten Designphase

mit unseren Kunden zu entsprechenden

Alternativen ab, um

die Bestückungsmöglichkeiten in

Form von Alternativkomponenten

möglichst groß zu halten“, erklärt

Haase. Auch für zukünftige Projekte

wird so das Obsoleszenzmanagement

und dessen stetiger

Ausbau immer mehr an Bedeutung

gewinnen.

Weitreichendes Testkonzept

erstellen

Im konkreten Projekt zu MEDU-

VENT Standard lag für Tonfunk ein

besonderer Schwerpunkt in der

Erstellung des Testkonzeptes. Es

ist wichtig, hier zu verstehen, dass

die Gesamttestabdeckung der einzelnen

elektrischen Prüfungen keinen

Schlupf zulassen durfte, da ein

Ausfall, der erst im Feld entstehen

würde, hier unverzeihlich wäre.

„Aus diesem Grund stimmten wir

uns ständig mit den Kollegen von

Weinmann Emergency detailliert

ab,“ erklärt Mathias Gester, Teamleiter

Prüftechnik von der Tonfunk

Systementwicklung und Service

GmbH, welche die Schwester

der Tonfunk GmbH Ermsleben bildet

und in einer Projektumsetzung

immer den Anteil der elektrischen

Belebung übernimmt. „Aufgrund der

verschiedenen uns zur Ver fügung

stehenden Testmöglichkeiten und

Systeme sind wir hier entsprechend

flexibel und können ein hohes Maß

an Testabdeckung erreichen. Hier

haben wir Weinmann Emergency

entsprechende Empfehlungen, Hintergründe

und die einzelnen Vorteile

erklärt. In einer sehr guten

Zusammenarbeit konnten wir hier

das Optimum erarbeiten. Losgelöst

vom Projekt MEDUVENT Standard

muss man hier aber generell erwähnen,

dass der Kunde es hier selbst

in der Hand hat, wie groß der mögliche

Anteil der Testabdeckung und

Testtiefe ist.“ Gester spielt hier auf

zahlreiche Designrichtlinien hinsichtlich

„Testability“ an, die bereits in der

ersten Entwicklungs- und Designphase

berücksichtigt werden sollten.

Prüfspezifikationen genau

definieren

„Eigentlich haben wir die Definition

des Testszenarios immer selber

übernommen – erstmalig haben

wir diese Aufgabe bei MEDUVENT

Standard extern vergeben. Das

war nur möglich, weil die Zusammenarbeit

mit Tonfunk in den letzten

Jahren so positiv war,“ berichtet

Schwalbe. Weinmann Emergency

hat die Prüfspezifikationen

entwickelt, daraus hat die Tonfunk

einen Großteil der Prüfanweisung

meditronic-journal 2/2021

25


Dienstleistung

erstellt. Wenn der EMS den Ablauf

der Tests entwickelt, spart das auf

Seiten des OEM Zeit und Kapazitäten.

„Die Tonfunk hat uns optimal

abgestimmte Abläufe geliefert und

wir hatten dadurch erheblich weniger

Aufwand.“ Die Ablaufoptimierungen

sind besonders zeitintensiv und in

einer Branche wie der Medizintechnik

liegt das Ziel der Testabdeckung

bei 100 %. Die Sicherheit von Patienten

steht im Vordergrund und

daher wird die Funktionsfähigkeit

mehrfach getestet. Insgesamt finden

für die Leiterplatten von MEDU-

VENT Standard drei verschiedene

Prüfungen statt: Neben dem ICT

(In-Circuit-Test) inklusive Boundary

Scan Test erfolgt der umfangreiche

Funktionstest über einen separaten

Leiterplattenprüfstand. Hier werden

auch komplexe Funktionen geprüft,

wie zum Beispiel die Ansteuerung

der Turbine bei MEDUVENT Standard.

Zusätzlich wird eine automatische

optische Inspektion durchgeführt.

Neben der intensiven Testung

bei Tonfunk findet auch in der Produktion

von Weinmann Emergency

eine Endprüfung jedes einzelnen

Gerätes statt.

Herausforderung

Miniaturisierung

Für die Zukunft sieht Tonfunk

immer kürzer werdende Lebenszyklen

und immer häufiger und

zwingend schnellere Produktqualifizierungen

als eine der aufkommenden

Herausforderungen.

„Wenn man sich diese Entwicklung

anschaut und hier z. B. nur den

weiteren Trend der Miniaturisierung

betrachtet, erkennt man, dass man

es als Unternehmen schaffen muss,

sich nicht nur anzupassen, sondern

darüber hinaus weiter zuentwickeln,

um dem Kunden immer noch diesen

einen Mehrwert über das normale

Maß hinaus bieten zu können. Aus

diversen aktuellen Projekten, die wir

gerade mit den unterschiedlichsten

Kunden in die Serienreife bringen,

erkenne ich hier, dass z. B. Toleranzbereiche

im Bereich der PCB

oder auch der Bauelemente maßgeblichen

Einfluss auf die Qualität

des Endproduktes haben können,

obwohl diese Bauteile sich innerhalb

ihrer vorge geben Toleranzen

laut IPC befinden,“ so Kühne. Er

wünscht sich hier eine entsprechende

Neubewertung dieser empfohlenen

Grenzwerte hinsichtlich der

zur Verfügung stehenden Gehäuseformen,

um dem Trend der Miniaturisierung

effizienter und damit

schneller gerecht werden zu können.

Immer schnellere

Iterationsschleifen

„Auch immer neue Kunden- oder

Marktanforderungen, die sich für

unsere Kunden aus neuen Marktfeldern

oder zur Verfügung stehenden

Technologien ergeben, werden

diesen Trend der immer schneller

werdenden Iterationsschleifen

begünstigen. Darüber hinaus sind

wir uns bewusst, dass wir uns als

EMS in einem Markt bewegen, welcher

für bestimmte Produktgruppen

immer weiter Richtung Osteuropa

oder Asien tendiert. Wir begegnen

dieser Tatsache mit dem Rundumpaket

für unsere Kunden „Von der

Idee bis zum Erfolg am Markt“ und

der weiteren Ausrichtung auf hochkomplexe,

sowie hochintegrierte

Baugruppen und Komplettsysteme,

die ein entsprechendes Maß an Fertigungsbreite

und Technologie erfordern“

erweitert Haase.

Dass diese Rechnung aufgeht,

zeigt sich am Wachstum der Tonfunk

und ihrer nunmehr fast 500 Mitarbeiter,

die bereits vor der Coronakrise

jedes Jahr ein Umsatzplus im zweistelligen

prozentualen Bereich verzeichnen

konnte. Auch die coronabedingten

wirtschaftlichen Herausforderungen

des Jahres 2020 konnte

Tonfunk durch seinen hohen Anteil

an starken und leistungs fähigen

Medizinkunden wie Weinmann

Emergency im Vergleich zum Wettbewerb

gut begegnen. ◄

VIRTUELL

20. – 22.

APRIL

2021

Im Verbund mit

INNOVATE

Wegweisende Fortschritte,

Weiterentwicklungen,

neueste Trends

CONNECT

MedtecSUMMIT Kongress,

Internationale Community,

ausgefeiltes Matchmaking

DO BUSINESS

Geschäftskontakte knüpfen,

Know-How nutzen,

Lösungen finden

Ideeller Träger

26 meditronic-journal 2/2021


Dienstleistung

Unterstützung zulassen und Time-to-Market

verkürzen

Wild

www.wild.at

Entwicklung, Serienüberleitung

und Produktion sind nicht die einzigen

Bereiche, die für eine Systempartnerschaft

mit WILD sprechen.

Auch am Weg zur Produktzulassung

leistet das österreichische Unternehmen

einen wichtigen Beitrag,

um Kundenprodukte sicher und

schnell auf den Markt zu bringen.

Regulatory Affairs erfordern von

Herstellern in der Medizin technik

höchste Aufmerksamkeit und permanente

Aktualisierung ihres Kenntnisstandes.

Das ist kosten- und zeitintensiv.

Als Systempartner sieht

sich die WILD Gruppe deshalb in der

Verantwortung, ihre Kunden auch bei

der Produktzulassung zu unterstützen.

Das dafür notwendige Knowhow

- vom Requirement-Management

bis zur FMEA und Prozessvalidierung

- deckt man inhouse und

im Partnernetzwerk ab. „Wenn der

Zulassungsprozess von Anfang an

berücksichtigt und WILD als Partner

ins Boot geholt wird, erfolgt

die Zulassung von Medizintechnik-Produkten

schneller und einfacher“,

betont Managing Director

Wolfgang Warum.

Partner im

Zulassungsprozesses

WILD ist bereits seit Jahrzehnten

auf die gehobenen Anforderungen

in der Medizintechnik spezialisiert.

Nicht nur in Bezug auf die Entwicklung

und Fertigung der Produkte,

sondern auch hinsichtlich

des gesamten Zulassungsprozesses,

in

dem sich WILD als

nachhaltiger Partner

versteht. So weist der

Systempartner neben

der EN 13485-Zertifizierung

eine GMPkonforme

Fertigung

nach FDA-Vorgaben

vor. Und die Liste an

faszinierenden Produkten,

die WILD produziert

und die bereits

erfolgreich am Markt

zu gelassen wurden,

ist lang: Ob neuartige

Labor analysegeräte,

Operations-Equipment,

innovative Beleuchtungssysteme

für endoskopische

Eingriffe, Therapiegeräte oder medizinische

Hochleistungslaser – überall,

wo es auf Präzision, Verlässlichkeit,

Tempo und die Umsetzung

innovativer Erkenntnisse ankommt,

kann der Systempartner seine Stärken

ausspielen. Das Fundament

dafür ist ein breites Know-how und

die Kombination der Bereiche Entwicklung,

Qualitäts management,

Prozessentwicklung und Projektmanagement.

„Dieses Wissen

geben wir an unsere Kunden als

entwicklungs- und fertigungsbegleitendes

Service weiter, auf das

man sich von Beginn an verlassen

kann“, erklärt WILD Systems Engineer

Melanie Täuber.

Stabilen Schrittes zur

schnelleren Zulassung

Für CTO Wolfgang Warum ist

das ein entscheidender Punkt.

„Regulatory Affairs stehen nicht

am Ende eines Produktentstehungsprozesses,

sondern beginnen

bei der Produktidee. Wer Erfahrung

und Wissen in Zulassungsfragen

mitbringt, startet von einer viel

günstigeren Position aus. Wir von

WILD sehen es als unsere Aufgabe,

unsere Kunden dabei zu begleiten.“

Deren Wünsche und Anforderungen

werden bereits in der Konzeptphase

unter Berücksichtigung

der regulatorischen Rahmenbedingungen

dokumentiert und auf Machbarkeit

geprüft. Unterstützung liefert

der Systempartner unter anderem

in Form einer Zusammenstellung

der Produktakte, die dank

Einbindung in das Dokumentenmanagementsystem

(DPMS) vereinfacht

wird. Um die Entwicklungszeit

so gering wie möglich zu halten,

setzt WILD ihre langjährige

Erfahrung und große Lösungskompetenz

ein.

Qualitätssicherung

in jeder Phase des

Produktlebenszyklus

„Eine unserer größten Stärken

sehen wir jedoch in der Flexi bilität,

die wir bieten. Da wir stabile Entwicklungs-,

Produktions- und Qualitätssicherungsprozesse

implementiert

haben, ist sowohl eine komplette

Neuentwicklung als auch

die Unterstützung in Teilbereichen

möglich“, weiß Melanie Täuber. Die

Wünsche sind je nach Kunden unterschiedlich.

Daher arbeitet die WILD-

Entwicklung mit zwei Varianten. Zum

einen mit dem Entwicklungs prozess,

bei dem der Kunde mit einer Produktidee

an den Systempartner

herantritt und bis zur Serienüberleitung

betreut wird. Zum anderen

gibt es den Kompaktentwicklungsprozess,

in dem der Kunde beispielweise

Support bei der Konstruktion

oder bei der Auslegung von einzelnen

Komponenten eines Gesamtsystems

erhält. Hier werden dann

einzelne Arbeitspakete angeboten.

Und dann gibt es noch den Fall, in

dem die Entwicklung bereits vollständig

abgeschlossen ist und der

Kunde einen Industrialisierungspartner

und Produzenten benötigt.

„Für all diese Wege hin zum

Markteintritt bieten wir eine professionelle

Lösung. Denn auch die

Serienüberleitung kann, beispielsweise

bei Änderungen am Produkt,

ein Prozess sein, bei dem unser

umfassendes Zulassungs-Knowhow

eine wichtige Rolle spielt“,

so Photonic Systems Engineer

Mikael Erkkilä. Dasselbe gilt für

Weiterentwicklungen im Produktlebenszyklus,

die WILD ebenfalls

regulatorisch unterstützt. „Da alles

aus einer Hand erfolgt, können wir

auch in dieser Phase schnellstmöglich

agieren.“ ◄

meditronic-journal 2/2021

27


Messtechnik/Qualitätssicherung

Transparenz über den gesamten

Wertschöpfungsprozess

In-line Prozessüberwachung mit piezoelektrischen Sensoren als Erfolgsfaktor in der Medizintechnik

Das Prozessüberwachungssystem ComoNeo kann mit Hilfe von einstellbaren Bewertungselementen die Qualität des

Bauteils bereits während des laufenden Zyklus beurteilen

Kistler Instrumente AG

info@kistler.com

www.kistler.com

Produzierende Unternehmen

müssen schnell und effektiv auf veränderte

Rahmenbedingungen und

Produktionsketten reagieren – das

hat insbesondere die jüngste Vergangenheit

vielfach gezeigt. Aber

nicht nur kurzfristig, auch perspektivisch

lassen sich strategische Maßnahmen

ergreifen, um für höhere

und sich verändernde Anforderungen

an Produktionsvolumen und

-tempo, aber auch an Produktqualität

und Leistungsfähigkeit der Produktion

gerüstet zu sein. Viele Hersteller

von medizinischen Einwegprodukten,

Kleingeräten oder Bauteilen

aus Kunststoff, beispielsweise

Kanülen, Pipettenspitzen, Inhaler

oder Insulinpens, setzen dabei auf

das Spritzgießverfahren. Damit

investieren sie verstärkt in eine präventive

Qualitätssicherung entlang

des Produktlebenszyklus. Die effizienteste

und sicherste Methode ist

die Integration der Qualitätssicherung

direkt im Prozess. Der Werkzeuginnendruck,

auch Forminnendruck

genannt, ist die aussagekräftigste

Prozessgröße, die Anwendern

vollumfängliche Prozesstransparenz

eröffnet und die Null-Fehler-

Produktion ermöglicht.

Werkzeuginnendruck

In der Spritzgießpraxis spielt der

Werkzeuginnendruck eine wesentliche

Rolle: er beschreibt die Vorgänge

in der Kavität – und damit

lückenlos die Entstehungsbedingungen

des Bauteils über den

gesamten Spritzgussprozess. Das

macht den Werkzeuginnendruck

zum Indikator für die Qualität des

entstehenden Formteils. Seinem

Verlauf während der Füll-, Kompressions-

und Nachdruckphase

können spezifische qualitätsrelevante

Eigenschaften des Bauteils

zugeordnet werden, beispielsweise

Maßtreue, Oberfläche, Gewicht oder

Ausformungsgrad. Der Verlauf des

Werkzeuginnendrucks stellt somit

ein teilespezifischer Fingerabdruck

der Qualität dar, mit dem sich während

des gesamten Produktionsprozesses

genaue Aussagen zu optimalen

Prozessparametern treffen lassen.

Gutteile von Schlechtteilen zu

unterscheiden ist bereits während

der Produktion möglich.

Hohe Anforderungen an

Sensoren und Sensorvielfalt

Um die qualitätsentscheidenden

Vorgänge im Formwerkzeug exakt

zu erfassen, müssen die eingesetzten

Sensoren ihren Beitrag hinsichtlich

Zuverlässigkeit, Präzision und

Robustheit leisten. Die Messung

von Druck und Temperatur beim

Spritzgießen setzt eine hochauflösende

und sichere, zugleich aber

auch wartungsfreie und langlebige

Messtechnik voraus. Entsprechende

Messketten müssen einen Einsatzbereich

von bis zu 450 °C Schmelzetemperatur

abdecken und selbst

bei Druckverhältnissen von 2000 bar

kleinste Druckschwankungen erfassen

und auflösen können. Kistler

setzt piezoelektrische Sensoren

mit teils speziellen Materialien ein,

um diese hohen Anforderungen

zu erfüllen. Das auf dem piezoelektrischen

Effekt (siehe Kasten 1)

basierende Messprinzip erlaubt es

hochdynamische Druck- und Kraftverläufe

präzise zu messen.

Der richtige Sensor

Neben dem physikalischen Messprinzip

ist auch der Einsatz des richtigen

Sensors am richtigen Ort entscheidend,

gerade im Hinblick auf

die Prozesssicherheit. Kistler setzt

hier darauf, dass für die jeweilige

Formteilgeometrie, Einbausituation,

den jeweiligen Spritzgießprozess

und Kunststoffwerkstoff ein

exakt passender Sensor zur Verfügung

steht. Dies spiegelt sich

im umfangreichen und vielfältigen

Sensor produktportfolio wider.

Kombinierte Druck- und

Temperaturmessung

Bei der direkten Messmethode

berührt der Sensor die Kunststoffschmelze

in der Kavität und misst

dort den Druck direkt und ohne Verluste.

Die Front des Sensors lässt

sich bei den meisten Sensoren an

die Oberfläche der Kavität anpassen,

so dass kaum ein Abdruck

auf dem Formteil zu erkennen ist.

Neben einer Vielzahl unterschiedlicher

Durchmesser – angefangen

von 1 mm bis hin zu 9 mm –

ermöglichen Sensoren von Kistler

die kombinierte Messung von Druck

und Temperatur. Ein einziger Sen-

28 meditronic-journal 2/2021


Messtechnik/Qualitätssicherung

sor misst beide Prozessgrößen und

reduziert so die Komplexität für die

Anwender. Alternativ stehen, falls

die Platzverhältnisse im Werkzeug

keine direkte Messung erlauben,

indirekte Sensoren zur Verfügung.

Hier ist ein Kraftsensor hinter einer

Transferstange oder einem Auswerfer

angeordnet. Der Kraftfluss verläuft

also von der Schmelze auf die

Stirnfläche der Transferstange, welche

die Kraft auf den Sensor weiterleitet.

Eine dritte Messmethode

ist die berührungslose Messung,

bei der Messdübel die vom Druck

verursachte Stauchung des Werkzeugs

erfassen. Diese Methode

kommt dann zum Einsatz, wenn

Bauteile keine sichtbaren Markierungen

aufweisen dürfen.

Mit intelligenter

Prozessüberwachung die

Qualität optimieren

Viele produzierende Unternehmen

setzen auf maschinensteuerungsunabhängige,

in den Produktionsablauf

integrierte Prozessüberwachungssysteme,

um die

von piezo elektrischen Sensoren

erfassten Informationen optimal zu

nutzen. Für die Produktion wesentliche

Aspekte dabei sind die Steuerung

und Überwachung des Prozesses

sowie die Dokumentation

des hergestellten Bauteils. Damit

wird ein sicherer und stabiler Prozess

gewährleistet und gleichzeitig

größtmögliche Transparenz über die

zugrundeliegenden Prozessschritte

geschaffen (siehe White Paper).

Entsprechende Geräte wie der

ComoNeo von Kistler können den

Verlauf des Werkzeuginnendrucks

in Echtzeit verfolgen. Die intuitiv

verständliche Visualisierung des

ComoNeo erleichtert es den Anwendern,

Prozesszustände zu erfassen,

sogar beim komplexen Mehrkomponentenspritzguss.

Über das

Monitoring und die Optimierung des

Prozesses hinaus kann ComoNeo

mit Hilfe von einstellbaren Bewertungselementen

die Qualität des

Bauteils bereits während des laufenden

Zyklus beurteilen. Somit wird

die Formteilqualität bewertet, noch

bevor das Bauteil entformt ist. Insbesondere

Hersteller von Präzisionsteilen

und anderer hochwertiger,

montagekritischer Bauteile

profitieren von diesem Tool, das

dem Anwender eine 100-Prozent-

Das neue Prozessüberwachungssystem maXYmos TL ML für Montage- und Fügeprozesse ist FDA- und MDR-konform

In-Prozess-Prognose aller Qualitätsmerkmale

gewährt.

Einfache Bedienung und

Nachvollziehbarkeit

Im Gegensatz zu maschinenintegrierten

Lösungen können bei externen

Prozessmonitoren wie dem

ComoNeo die kompletten Kurvenverläufe

in einer Datenbank für den

gesamten Spritzgießbetrieb abgespeichert

werden. Somit haben Hersteller

zu jedem Zeitpunkt die Möglichkeit,

vergangene Produktionen

mit dem Sollkurvenverlauf zu vergleichen

und im Fall einer Reklamation

den validierten Prozessverlauf

nachzuweisen. Die vollautomatische

Werkzeuginnendrucküberwachung

übernimmt zusammen mit

externen Geräten Funktionen wie

Abmusterung von Werkzeugen,

Prozessanalyse und -optimierung,

Prozess- und Produktionsüberwachung,

Prozess- und Produktionsdokumentation

wie auch die Prozessregelung,

das heißt die Regelung

von Heißkanalreglern und des

Umschaltpunktes.

Frühe Prozessentwicklung

ist entscheidend

Hersteller von medizintechnischen

Produkten, beispielsweise von Insulinpens

oder Inhalern, stehen häufig

unter Zeitdruck. Denn für ihre Kunden

aus der pharmazeutischen Industrie

ist eine möglichst lange

Patentnutzbarkeit des Medikaments

essenziell. Der Produktionsprozess

für das entsprechende medikamentenverabreichende

Gerät muss

daher möglichst früh, am besten

schon während der Medikamentenentwicklung,

im Detail geplant werden.

Für Entwicklungsingenieure in

der medizintechnischen aber auch

in der pharmazeutischen Industrie

ist es deshalb wichtig, sich sehr früh

an Messtechnik- und Prozessüberwachungsexperten

wie Kistler zu

wenden, um den Produktionsprozess

für das medizintechnische

Gerät zu entwickeln, validieren oder

vorlizenzieren zu lassen.

Formgebung, Montage und

Produktprüfung:

Lösungen aus einer Hand

Neben den Lösungen einer werkzeuginnendruckbasierten

Prozessüberwachung

für den Kunststoffspritzguss

bietet Kistler weitere Sensorik-

und Prozessüberwachungslösungen:

die maXYmos Systeme

für Füge- und Montageprozesse

sowie für die Prüfung der gefertigten

Bauteile. Diese basieren auf

Der piezoelektrische Effekt

• bezeichnet die Eigenschaft bestimmter Kristalle, bei mechanischer

Belastung eine dazu proportionale elektrische Ladung abzugeben

• im Jahr 1880 von Pierre und Jacques Curie entdeckt

• im Jahr 1950 Patentierung des Ladungsverstärkers für piezoelektrische

Signale durch Walter P. Kistler – er hatte entdeckt, dass

sich mittels Quarzkristallen eine einwirkende Kraft, Druck oder

Beschleunigung genau bestimmen lässt

• Konkret entsteht durch die gerichtete Verformung des piezoelektrischen

Messelements eine zum ausgeübten Druck proportionale

elektrische Ladung. Das Ladungssignal wird mit einem Ladungsverstärker

in elektrische Spannung umgewandelt

• Piezo-Sensoren sind prädestiniert für den Einsatz bei extremen

Anforderungen (v. a. in punkto Miniaturisierung, Temperatur und

Dynamik)

meditronic-journal 2/2021

29


Messtechnik/Qualitätssicherung

Der direkt messende

Werkzeuginnendrucksensor

6183D

mit einem Durchmesser

von 1 mm

eignet sich besonders

für kleine Teile

und mehrkavitätige

Werkzeuge

über die Montage der Teile bis hin

zur finalen Produktprüfung. Zudem

steht Medizintechnikherstellern mit

dem von Kistler im Frühjahr 2020

im Markt eingeführten Prozessüberwachungssystem

maXYmos TL ML

erstmals ein Prozessüberwachungsgerät

für Montage- und Fügeprozesse

zur Verfügung, das FDAund

MDR-konform ist.

Der 1 mm Miniatursensor UNISENS (6183D) für den

Werkzeuginnendruck erzielt Spitzenwerte nicht nur beim Durchmesser,

sondern auch bei der Genauigkeit

der Erfassung und Analyse physikalischer

Größen wie Druck, Kraft

oder Drehmoment. Die Integration

des maXYmos Systems in Montageprozesse

ermöglicht eine 100-prozentige

Transparenz und Sicherheit

bei der Prozessüberwachung. Medizintechnikhersteller

können damit

entlang der ganzen Wertschöpfungskette

die Produktionseffizienz

und -transparenz steigern – von

der Formgebung der Komponenten

Whitepaper

Werkzeuginnendruck

Im White Paper „Prozess- und

Qualitätsoptimierung in der Spritzgießproduktion

mittels Werkzeuginnendruckmessung“

(siehe Link)

erklären die Autoren Dr. Robert

Vaculik und Marius Mützel wie die

Messung von Umschaltpunkt, Einspritzgeschwindigkeit,

Nachdruck,

Nachdruckzeit, Formtemperatur und

Massetemperatur zur Erhöhung der

Produktqualität, Produktionsoptimierung

und Senkung der Qualitätskosten

beitragen. ◄

https://info.kistler.com/werkzeuginnendruck-whitepaper-download?utm_source=web&utm_medium=right-box&utm_campaign=whitepaper-injection-molding ]

Identifikation und Qualitätskontrolle von UDI Codes

Data Matrix Codes in der Medizintechnik

einfach und sicher lesen

und verifizieren mit den Systemen

der IOSS GmbH. Die lückenlose

Rückverfolgbarkeit von Medizinprodukten

sowie die Verbesserung

der Patientensicherheit spielt

in der Medizintechnik eine bedeutende

Rolle. Voraussetzung hierfür

ist die eindeutige Identifikation

der Produkte. Dies soll zukünftig

durch das Kennzeichnen der

medizinischen Produkte mit einer

eindeutigen UDI (Unique Device

Identifikation) konformen Data

Matrix Codierung gewährleistet

werden. Die anschließende

normgerechte Überprüfung

bzw. Verifikation der aufgebrachten

Codierung, garantiert

die spätere Lesbarkeit im

praktischen Einsatz. Mit den

IOSS Systemen ist die Identifikation

und Qualitätskontrolle

von Data Matrix Codes in der

Medizintechnik einfach und

zuverlässig möglich.

DMT100 - Data Matrix

Lesesystem für den

medizinischen Bereich

Das DMT100 Lesesystem

garantiert eine schnelle und

prozesssichere Identifikation

des Codes. Es wurde speziell

für Data Matrix Codierungen

auf chirurgischen Instrumenten

und Medizinprodukten entwickelt.

DMR210 -

Qualitätskontrolle für Data

Matrix Codierung

Das DMR210 System ermöglicht

eine zuverlässige und wiederholbare

Qualitätsbewertung

der Data Matrix Codierung. Dank

der normgerechten Beleuchtung

ist auch eine sichere Qualitätsbewertung

auf hochspiegelnden

und gewölbten Oberflächen möglich.

Die Verifizierung von lasermarkierten

Data Matrix Codierungen

erfolgt nach der aktuellen

Norm ISO/ IEC15415 / TR29158.

Zusätzlich besteht die Möglichkeit

mit der Dokumentationssoftware

„Q-Report“ einen Nachweis (PDF-

Dokument) gegenüber dem Endkunden

über die gelieferte Qualität

und Lesbarkeit der aufgebrachten

Data Matrix Codierung

zu erstellen.

IOSS intelligente optische

Sensoren und Systeme

GmbH

info@ioss.de

www.ioss.de

30 meditronic-journal 2/2021


WAS WÄRE, WENN WIR KRANKHEITEN STOPPEN

KÖNNTEN, BEVOR SIE NICHT MEHR AUFZUHALTEN SIND?

Der Schlüssel zur Bekämpfung vieler Krankheiten ist ihre frühe Erkennung.

Die präzise Messtechnik von ADI ermöglicht neue, extrem schnelle Tests

und bringt uns alle einer gesünderen Zukunft einen großen Schritt näher.

Analog Devices. Where what if becomes what is.

Mehr zu „What If“: analog.com/WhatIf


Messtechnik/Qualitätssicherung

Strömungssensor für die Laminarflow-

Überwachung

Der EE680 von E+E Elektronik hat eine hohe Messgenauigkeit und eignet sich durch sein GMP-konformes

Design ideal für Reinraum-Anwendungen.

Der EE680 Strömungssensor

von E+E Elektronik dient zur Überwachung

laminarer Strömungen in

Reinräumen oder Sicherheitswerkbänken.

Der Sensor misst präzise

die Luftgeschwindigkeit bis 2 m/s

und gleichzeitig auch die Temperatur.

Er erfüllt die Anforderungen

der Guten Herstellungspraxis (Good

E+E Elektronik Ges.m.b.H.

info@epluse.com

www.epluse.com

Manufacturing Practice, GMP) und

ist damit ideal für die Pharma-, Biotechnologie-

und Mikroelektronik-

Industrie geeignet.

Das im EE680 eingesetzte Strömungssensorelement

basiert auf

dem Heißfilmanemometer-Prinzip

und ermöglicht die simultane Messung

der Luftgeschwindigkeit und

Temperatur. Es liefert präzise Werte

bereits ab 0,1 m/s und hat eine sehr

gute Langzeitstabilität sowie eine

geringe Winkelabhängigkeit. Das

spezielle E+E Sensor-Coating verleiht

dem Dünnschichtsensorelement

eine hohe Resistenz gegenüber

H 2 O 2 -Sterilisation und andere

aggressive Reinigungsmittel.

Hohe Messgenauigkeit

Die werksseitige Mehrpunkt-

Justage der Luftgeschwindigkeit

sorgt für eine hohe Messgenauigkeit

über den gesamten

Arbeitsbereich. Ein Justagepunkt

bei 0,45 m/s berücksichtigt dabei

den in der EU GMP-Richtlinie

für die Herstellung steriler Medizinprodukte

definierten Luftströmungsbereich.

Die Messgenauigkeit

des Sensors wird durch ein

Abnahmeprüfzeugnis gemäß DIN

EN 10204-3.1 bestätigt.

GMP-konformes Design

Durch das glatte Edelstahlgehäuse

und die für die Laminarflow-

Überwachung optimierte Fühlerkonstruktion

erfüllt der EE680 die

Anforderung der Guten Herstellungspraxis

(GMP) im Reinraum. Die

gerade oder abgewinkelte Bauform

des Sensors mit unterschiedlichen

Fühlerlängen erlaubt eine Wandoder

Deckenmontage im idealen

Abstand zum Filterelement, entsprechend

EN ISO 14644-3. Der

praktische Montageflansch und

der M12-Edelstahlstecker erleichtern

die Installation und den Austausch

des EE680.

Visuelle Statusanzeige

Ein in das Gehäuse integrierter

LED-Ring zeigt den Momentanzustand

der laminaren Strömung und

den Sensorstatus. Eine Abweichung

vom Sollzustand oder eine Betriebsstörung

kann dadurch rasch erkannt

werden. Die voreingestellten Schwellenwerte

und weitere Indikationsmöglichkeiten

lassen sich individuell

konfigurieren.

Analoge oder digitale

Messwertausgabe

Die Messwerte für Luftgeschwindigkeit

und Temperatur stehen wahlweise

am analogen Spannungsoder

Stromausgang oder an der

RS485-Schnittstelle mit Modbus

RTU-Protokoll zur Verfügung. Die

Art der Messwertausgabe ist auch

nachträglich einstellbar. Die Konfiguration

und Justage des EE680

gestaltet sich mithilfe eines optionalen

Adapters und der kostenlosen

Konfigurationssoftware besonders

benutzerfreundlich. ◄

Laser-Gasdetektion. Kompakt, genau, flexibel.

Der neue LGD-Compact von

Axetris kombiniert die in der Gasmesstechnik

bewährte TDLS-Technologie

(Tunable Diode Laser

Spectroscopy) mit einer miniaturisierten

Multi-Reflektionszelle.

Das darauf abgestimmte optische

Laser Package-Design ermöglicht

eine modulationsbasierte, aktive

Rauschunterdrückung. Mit einer

Länge von 163 mm, einem Durchmesser

von 50 mm und einem

Gewicht von 600 g ist der LGD-

Compact vergleichbar mit einer

kleinen Getränkedose.

Dank seiner äusserst kompakten

Form sind die kommerziellen

Anwendungsmöglichkeiten sehr

vielseitig. Das leichte Gewicht

ermöglicht beispielsweise portable

Emissionsmessungen per

Drohne. So ist die Überwachung

der Luftqualität auch in unzugänglichen

Gebieten problemlos möglich.

Wegen des geringen Stromverbrauchs

ist der LGD Compact

auch für einen batteriebetriebenen

Einsatz geeignet. Dank dieser

Eigenschaften eignet sich der

LGD Compact für alle Anwendungen,

bei denen eine verlässliche

Messperformance, hohe Langzeitstabilität,

oder eine kompakte

Grösse matchentscheidend sind,

mitunter auch für die Atemgasanalyse

in der Medizintechnik.

Axetris AG

www.axetris.com

32 meditronic-journal 2/2021


Messtechnik/Qualitätssicherung

Vollautomatische Messungen in drei Achsen

Mit den Messgeräten der LVC-Serie jedes Merkmal mit optimierter

Bildschärfe in kürzester Zeit messen – optisch oder taktil

Vision Engineering hat sein Angebot

an automatisierten Videomesssystemen

der „LVC-Serie“ um den

LVC200 und die Plus(+)-Variante

erweitert. Messsysteme der LVC-

Serie bieten eine hohe Präzision und

vollständige Automatisierung. Ideal

geeignet, um präzise und schnelle

Messungen an mittelgroßen Komponenten

oder mehreren kleinen

Teilen zu bewerkstelligen.

Die Variante LVC200

ermöglicht vollautomatische

Messroutinen in drei Achsen bei

reduzierten Mess- und Prozesszeiten.

Eine Messkapazität von 200

x 150 x 200 mm liefert ausreichend

Platz, um im mittleren Größensegment

zuverlässig und reproduzierbar

zu messen.

Die LVC200-Variante verfügt jetzt

über 5MP- oder 6,4MP-Kameras,

Aluminiumsockel für zusätzliche

Stabilität und Präzision bei reduziertem

Gewicht, einen motorisierten

6,5:1- oder 12:1-Zoom und ist

das neueste Videomess system von

Vision Engineering. Die optional

erhältliche Tasterfunktion erlaubt es,

auch komplexe Teile und 3D-Formen

sicher zu erfassen und unterstützt

eine Vielzahl industrieller Messanwendungen,

einschließlich Präzisionskomponenten,

Guss teilen,

Kunststoffformen, Elektronikartikeln

und medizintechnischen Artikeln

und Geräten.

M3-Software

LVC200 beinhaltet die intuitive

und benutzerfreundliche M3-Software,

die mit modernen Messfunktionen

und umfangreichem Reporting

aufwarten kann. Eine Vielzahl

von Messfunktionen und Messwerkzeugen

erleichtern das produktive

Arbeiten und eine erweiterte Videokantenerkennung,

DXF-Overlays,

Profilanpassung und Optionen zur

Gewindemessung vervollständigen

die vielfältigen Messprozessmöglichkeiten.

Vision Engineering Ltd.

www.visioneng.de

Spektroradiometer für Medizinbeleuchtung

Die opsira GmbH entwickelt

technisch-optische Systeme für

Industrien höchst unterschiedlicher

Ausrichtung: von der Medizintechnik

über den Automobilbau

und die Sensorik bis hin zu Konsumgütern.

Das Spektralmesssystem

spr.3 von opsira dient zur einfachen

und präzisen Messung der

absoluten spektralen Emission von

Leuchten. Das kompakte portable

Gerät integriert zweikanalig hochwertige

Spektrometer- und Photometerkomponenten

auf kleinstem

Bauraum. Ein typischer Einsatzbereich

ist die Vermessung von

Lichtquellen und Leuchten in der

Medizintechnik, z. B. Operations

und Dentalleuchten, im sichtbaren

Wellenlängenbereich. Die direkte

Messung von Beleuchtungs- oder

Bestrahlungsstärken sowie die

Messung von Farbtemperaturen,

Farborten oder Farbwiedergabewerten

ist einfach möglich. Die

dazugehörige Software ermöglicht

Langzeitmessungen zur Erfassung

von zeitabhängigen Messgrößen.

UV- oder NIR-Konfigurationen

sind lieferbar.

Durch ein integriertes Filterrad,

das mit beliebig wählbaren Filtern

ausgestattet werden kann, lässt

sich der Messbereich vergrößern

bzw. eine Vorfilterung der Strahlung

durchführen. Spektrometer

und Absolutsensorik bilden

eine kompakte Einheit. Die einfache

Datenverbindung zu einem

beliebigen Rechner oder Laptop

wird über eine USB-Schnittstelle

gewährleistet. Das Gerätekonzept

eignet sich insbesondere

zur Messung von schmalbandigen

Lichtquellen (z. B. LEDs) mit sehr

hoher Genauigkeit und übertrifft

hierbei konventionelle Photometer

deutlich.

Alle Kalibrierinformationen

befinden sich auf dem Sensorkopf.

Somit kann das System mit unterschiedlichen

PCs direkt betrieben

werden. Das robuste System arbeitet

ohne externe Lichtleitfaser und

eignet sich, auch wegen des stabilen

Vollmetallgehäuses, zum Einsatz

in rauen Messumgebungen.

Die opsira GmbH liefert die

Spektrometersysteme fertig kalibriert

aus und steht auch für die

Rekalibrierung als Dienstleister

zur Verfügung.

opsira GmbH

www.opsira.de

meditronic-journal 2/2021

33


Messtechnik/Qualitätssicherung

Einzigartiges platz- und zeitsparendes

Konzept für 2 A / 60 W Multiplexer

Multiplexer Module mit integrierter Überwachungsfunktion zeigen den Schaltzustand eines aktiven Kanals

Pickering Interfaces

www.pickeringtest.com

Pickering Interfaces hat heute

eine neue PXI Multiplexer Produktreihe

veröffentlicht, die es dem

Test-Ingenieur erlaubt, den geöffneten

Zustand jedes Schaltpfades

zu überwachen. Der 40-619 Multiplexer

funktioniert genauso wie ein

typischer, einpoliger 2 A / 60 W-Multiplexer,

verwendet jedoch sekundäre

Hilfsrelais, um den Schaltzustand

eines Multiplexerkanals zu bestimmen.

Jeder Kanal ist mit einem

zusätzlichen Monitorkontakt ausgestattet,

mit dem der Benutzer über

ein externes Messgerät überprüfen

kann, ob die Multiplexer kanäle

offen sind, bevor Testsignale angelegt

werden. Diese Funktion ist bei

Testanwendungen, in denen falsche

oder unbeabsichtigte Eingangssignale

den Prüfling beschädigen

können, essentiell.

Überwachter Multiplexer

Der Multiplexer 40-619 erweitert

die bestehende Produktpalette von

Pickering um das neue Konzept des

überwachten Multiplexers und ist

in neun Schaltkonfigurationen von

16:1 bis 128:1 erhältlich und bietet

eine hohe Flexibilität beim Design

des Testsystems. Es werden hochwertige,

elektromechanische (EMR)

Signalrelais verwendet, die zum

Schalten von Lasten bis zu 2 A bei

250 VAC / VDC geeignet sind. Der

kompakte Aufbau in nur einem PXI

Steckplatz ermöglicht die Implementierung

einer Überwachungsfunktion

bei gleichzeitiger Minimierung des

Platzbedarfs im Chassis.

Integrierte

Überwachungslösung

Steve Edwards, Switching Product

Manager bei Pickering: „Das Modul

40-619 bietet eine integrierte Überwachungslösung

in hoher Packungsdichte

bei geringen Kosten, die eine

komplizierte, externe Verkabelung

und zusätzlichen Testcode überflüssig

macht. Dies wäre erforderlich,

wenn eine ähnliche Topologie

mithilfe von diskreten Schaltelementen

realisiert würde. Der Multiplexer

ist für das Signalschalten in

automatisierten Testgeräten (ATE)

und Datenerfassungssystemen konzipiert

und zielt auf Anwendungen

ab, bei denen vor dem Anlegen des

Prüfsignals der Schaltzustand des

zugehörigen Kanals überprüft werden

muss.“

eBIRST Diagnosewerkzeug

Die Module werden von Pickerings

eBIRST Diagnosewerkzeug

unterstützt. Wie alle Pickering

Produkte werden auch die 40-619

Multiplexer Module mit integrierter

Überwachungsfunktion mit einer

3-Jahresgarantie geliefert. Sie

sind mit Ersatzrelais ausgestattet,

mit denen der Kunde mit etwas

Übung die Module vor Ort reparieren

und so Systemausfallzeiten

minimieren kann. Standardisierte

und kundenspezifische Verbindungstechnik

ist auch für diese

Produkt familie erhältlich.

Einsatzbereiche

Die von Pickering entwickelten

Produkte sind integraler Bestandteil

von Testsystemen, die in der Automobilindustrie,

Luft- und Raumfahrt,

Wehrtechnik, im Energiesektor, der

Automatisierungstechnik, Medizinund

Kommunikationstechnik sowie

in der Halbleiterindustrie eingesetzt

werden. ◄

Jetzt Produktion von Glasampullen und -spritzen hochfahren

Fluke Process Instruments

GmbH

www.flukeprocessinstruments.

com

Fluke Process Instruments bietet

leistungsstarke Sensorik für die

Produktion von Medikamentenfläschchen

und Glasspritzen. Damit

können Medizinglashersteller die

Produktion hochfahren, während

sie gleichzeitig eine konsistent hohe

Qualität gewährleisten. Jetzt, da

die COVID-19-Impfkampagne die

Nachfrage nach Glasampullen und

-spritzen anschnellen lässt, muss die

Medizinglasindustrie bei Durchsatz

und Produktivität nachlegen und ihre

Fertigungsverfahren entsprechend

optimieren. Anwendungsspezifische

Bild 1: Temperaturmesslösungen von Fluke Process Instruments

dienen zur Prozessoptimierung und Produktivitätssteigerung in der

Medizinglasindustrie

34 meditronic-journal 2/2021


Messtechnik/Qualitätssicherung

Innovative Messtechnik für alle Anwendungen

Die Firma AHLBORN entwickelt

und fertigt hochwertige

Datenlogger für Pharmaindustrie

und Medizintechnik, Forschung

und Entwicklung in Industrie,

Umweltschutz, u.v.m.

Eine Besonderheit ist das ALMEMO®

System. Ein einziger Datenlogger ist für

die Messung fast aller physikalischer, elektrischer

oder chemischer Größen geeignet,

nur der Sensor muss getauscht werden.

Dieser wird über einen intelligenten

Stecker angeschlossen.

Die ALMEMO® Steckertechnologie ermöglicht

eine komplexe Messdatenerfassung

mit individuellem Messaufbau. Neu

sind D7 Stecker für digitale Sensoren.

Diese Sensoren können ohne Verlust der

Kalibrierdaten getauscht werden, da die

Kalibierung des digitalen Sensors ohne

Messgerät erfolgt.

Individuelle Parameter werden zusätzlich

im Stecker gespeichert. In den Displays

der Anzeigegeräte sind erweiterte Darstellungsbereiche

möglich. Mit 10 Messgrößen

per D7 Anschlussstecker werden einfache

Datenlogger zu Multifunktionsmessgeräten,

auch mit Sensoren anderer Hersteller.

Für die Messgrößen relative Luftfeuchtigkeit,

Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit

und für elektrische Größen ist AHLBORN

DAkkS akkreditiertes Kalibrierlabor nach

der Norm DIN EN ISO/IEC 17025:2018.

Darüber hinaus wird ein weites Kalibrierspektrum

für alle von der ALMEMO® Messtechnik

erfassbaren Messgrößen angeboten.

Ahlborn Mess- und Regelungstechnik GmbH

Eichenfeldstraße 1 • 83607 Holzkirchen • Tel.: 08024/30070

Fax: 08024/300710 • amr@ahlborn.com • www.ahlborn.com

Temperaturüberwachungslösungen von Fluke

Process Instruments liefern die dafür benötigten

umfassenden, genauen und rückverfolgbaren

Daten. Das Unternehmen fertigt

Datenlogger und berührungslos messende

Infrarotsensoren und berät Kunden bei der

richtigen Auswahl und Konfiguration für Prozesse

wie Tropfenformung, Vorwärmen,

Schrumpfen, Fügen, Umformen, Schneiden,

Belastungstests an gehärtetem Glas u.v.m.

Fluke Process Instruments ist ein führender

internationaler Hersteller industrieller Temperaturmesstechnik.

Punktpyrometer überwachen

Temperaturen aus der Distanz und

eignen sich sowohl für Fertigungslinien als

auch für stationäre Prozesse. Es gibt spezielle

Spektralmodelle für Messungen an Glas,

und die Baureihen Marathon MM, Endurance

meditronic-journal 2/2021

und Thermalert 4.0 bieten Optionen für sehr

kostensensible Anwendungen ebenso wie

für die anspruchsvollsten Anforderungen.

Darüber hinaus steht mit ThermoView TV40

eine Wärmebildkamera zur kontinuierlichen

Überwachung von Umform- und Versiegelungsprozessen

zur Verfügung.

In Ergänzung des Sortiments an Infrarot-

Messtechnik bietet die Baureihe Datapaq Furnace

Tracker Hochtemperatur-Messsysteme

auf Basis von Datenloggern. Diese Systeme

mit einem Hitzeschutzbehälter zeichnen über

kurze Thermoelemente, die an den Glasprodukten

befestigt sind, den Temperaturverlauf

im Ofen auf. Die begleitende Software

erleichtert die Prozesssteuerung, -optimierung

und -validierung. ◄

Bild 2: Die Temperaturprofilsysteme Datapaq Furnace

Tracker zeichnen mit einem industrietauglichen

Datenlogger komplette Temperaturkurven im Ofen auf

35


Messtechnik/Qualitätssicherung

All-in-One-Messgerät

Das Safetytest 1IT+ ist ein

Messgerät für alle wesentlichen

Messungen an E-Installationen,

Maschinen und Geräten:

• Anlagen (VDE 0100-600, VDE

0105-100)

• Betriebsmittel (VDE 0701-0702)

• Maschinen (VDE 0113)

• medizinische Geräte (EN 62353)

Hinzu kommen Objekte wie z.B.

Leitern und Tritte, Brandmelder,

Regale und mehr. Klein, leicht und

handlich mit wegweisender Bedienung

über eine neue revolutionäre

App, verfügbar für iOS und Android.

Die Daten können mit mehreren

Benutzern zentral per Cloud gespeichert

und synchronisiert werden.

Das einzigartige Bedienkonzept

erlaubt eine sehr effiziente Prüfung,

verbunden mit einer sehr schnellen

Dokumentation. Ein angelegter

Standortbaum kann übergreifend

für Anlagen, Geräte und Objekte

verwendet werden.

Der neuentwickelte Prozedur-

Designer ermöglicht ganz individuelle

Prüfabläufe. Dazu können Messdaten

von externen Messungen in

den Prüfablauf eingebunden werden.

Externe Messungen kann man einfach

manuell eingegeben und/oder

zusätzlich mit einem Foto des Messaufbaus

mit Messwerten ergänzen.

Die Cloud-Anbindung über Webbrowser

sorgt für einen reibungslosen

Prozess bei der Datenzusammenführung

von mehreren Benutzern.

Neben allgemeinen Rechtevergaben

der einzelnen Benutzer, können

in einer einfachen Matrix individuelle

Zugriffsrechte zu Betriebsmitteln,

Installationen und Objekten

erstellt werden.

Anwender erlangen damit auch

einen direkten Zugriff auf die Dokumentation

der geprüften und ungeprüften

Betriebsmittel inklusive einer

Fehlerquote. Alle Beteiligten, Prüfer

und Kunde, können neue Geräte

anlegen und inventarisieren. Somit

hat jeder einen direkten Überblick

über neue Betriebsmittel, Anlagenteile

und/oder Objekte.

SAFETYTEST GmbH

www.safetytest.de

iOS Screenshot Standortbaum und Messung (Schleifenimpedanzmessung mit RCD)

Screenshot Remote-Master Cloud (Rechteverwaltung)

36 meditronic-journal 2/2021


Bildverarbeitung

Industriekameras mit 20, 32 und 45 Megapixel Sensoren

von 20, 32 und 45 Megapixel und

ergänzen die boost Serie mit den

bewährten Sony Pregius-Sensoren

IMX255 (9 MP) und IMX253 (12 MP).

Die hochauflösenden

Modelle

enthalten leistungsstarke CMOS-

Sensoren mit modernster Global

Shutter-Technologie und liefern

Bildraten von bis zu 45 fps. Als perfekter

Ersatz für ältere CCD-Sensoren

überzeugen die XGS-Sensoren

mit hervorragender Bildqualität

bei gleichzeitig höherer Bildrate und

geringeren Kosten.

RAUSCHER GmbH

info@rauscher.de

www.rauscher.de

Gleich sechs neue Basler boost

Kamers mit ausgezeichneter Bildqualität

dank der XGS-Sensoren von

ON Semiconductor. Die CXP-Kameras

eignen sich für Anwendungen,

die hohe Auflösungen und Präzision

in einem großen Sichtfeld erfordern.

Basler erweitert die boost Kameraserie

mit CoaXPress 2.0 Interface

um sechs neue Modelle mit Sensoren

der XGS-Reihe von ON Semiconductor

für Anwendungen, die

hohe Genauigkeit benötigen. Diese

boost Kameras bieten Auflösungen

Basler boost Kameras eignen

sich dank ihrer CXP 2.0-Schnittstelle

für Anwendungen mit Bildübertragungsdistanzen

bis zu

40 m, bei denen hohe Datenraten

und Auflösungen gefordert sind.

Das können z. B. Anwendungen

der Halbleiterindustrie, Photovoltaik,

Inspektion von Displays, der

Druck- und Verpackungsindustrie

und der Medizintechnik sein. ◄

Neue High-End-Sensoren mit MIPI-

Schnittstelle

Vision Components stellt eine

Reihe neuer Kameramodule vor,

die hohe Aufnahmequalität und

schnelle Bildraten mit den Vorteilen

der MIPI-CSI-2-Schnittstelle

kombinieren. Sie bestehen

aus dem Sensorboard und einer

voll integrierten MIPI-Adapterplatine.

Damit stehen High-End-

Sensoren der Pregius- und Starvis-Serien

von Sony, die von

Haus aus keine MIPI-Schnittstelle

unterstützen, für flexible

Embedded-Vision-Designs mit

verbreiteten Prozessorboards

zur Verfügung. Die preiswerten

und einfach zu integrierenden

MIPI-Kameramodule sind mit

Monochrome- und Color-Sensoren

erhältlich und wie alle VC-

Kameras industrietauglich und

langzeitverfügbar.

Mit 20 Megapixel Auflösung,

4K-Video und Global-Reset-

Shutter ist das VC MIPI IMX183

perfekt für alle Anwendungen

mit höchsten Anforderungen an

Bildqualität und Geschwindigkeit

– auch Medizin- und Labortechnik,

Smart Agriculture und

Drohnen. Dabei sorgt die Backside-Illuminated-Technologie

(BSI) des Sony-Starvis-Sensors

für hohe Lichtempfindlichkeit und

großen Kontrastumfang. Dieselben

Technologien bieten das VC

MIPI IMX226 und das VC MIPI

IMX178 mit 12 MP bzw. 6,4 MP

Auflösung.

Vision Components GmbH

www.vision-components.com

High-End-MIPI-Kameramodule für

Medizintechnik

Speziell für Medizintechnik,

Diagnostik und Laboranwendungen

stellt Vision Components

eine Reihe neuer MIPI-Kameramodule

vor, die bewährte High-

End-Sensoren für die Integration

mit vielfältigen Embedded-Prozessorplattformen

zugänglich

machen. Sie bieten eine hohe

Bildauflösung und Lichtempfindlichkeit,

geringes Rauschen und

schnelle Bildraten, kombiniert

mit den Vorteilen der MIPI-CSI-

2-Schnittstelle.

Die Kameramodule können an

zahlreiche Embedded-Prozessoren

angeschlossen werden,

sind kostengünstig und haben

eine geringe Leistungsaufnahme.

Damit tragen sie dem Trend zu

Miniaturisierung und Edge Computing

Rechnung und ermöglichen

Gesamtlösungen mit optimalem

Preis-Leistungs-Verhältnis.

Zum Einsatz kommen in medizinischen

Anwendungen vielfach

erprobte und langzeitverfügbare

High-End-Sensoren der Pregiusund

Starvis-Serie von Sony, die

von Haus aus keine MIPI-Schnittstelle

unterstützten. Dafür hat

Vision Components eigens einen

MIPI-Konverter entwickelt, der in

das Design der ultrakompakten

Module integriert ist. Zu den

neuen Modulen gehört das VC

MIPI IMX183 mit 20 Megapixel

Auflösung, 4K-Video-Unterstützung

und Global-Reset-Shutter.

Vision Components GmbH

www.vision-components.com

meditronic-journal 2/2021

37


Sensoren

Autoklavierbare induktive Wegaufnehmer und

Taster

a.b.jödden gmbh

info@abjoedden.de

www.abjoedden.de

Die induktiven Wegaufnehmer

und Feintaster erfassen Messwege

bis zu ±10 mm mit Auflösungen im

μm-Bereich. Bei den Feintastern

wird der Stößel über eine integrierte

oder bei größeren Messwegen

außenliegende Feder in die Ruhestellung

gedrückt. Die Messspitzen

(DIN 878 M 2,5) und die Feder können

für unterschiedliche Messaufgaben

ausgetauscht werden.

Robust bis autoklvierbar

Der robuste, vergossene Aufbau

der Taster und Wegaufnehmer ermöglicht

den Einsatz

unter schwierigen

Umweltbedingungen.

Induktive Messtaster

der Serie SM20 und

21 sind in Sonderausführung

(spezielle

Vergussmasse und

Sonderanschlusslitzen)

für den Einsatz

im medizinischen

Bereich autoklavierbar.

Dieses Verfahren

ist eine Form der

Dampfsterilisation

und gilt als eines der

zuverlässigsten Sterilisationsverfahren.

Durchgeführt wird

es in der Regel in

einem sogenannten

Autoklav bei Temperaturen

zwischen 110 und 140 °C

sowie erhöhtem Druck. Einen

100 %igen Sterilitätszustand gibt es

nicht. Außerdem können durch das

Autoklavieren auch Bakteriensporen

abgetötet und ein unbedenklicher,

praktisch-steriler Zustand von Reinraummaterialien

erreicht werden.

Kompakt und genau

Bei begrenztem Einbauraum

bieten die induktiven Wegaufnehmer

mit einem Außendurchmesser

von 10 mm und einer Gesamtlänge

von 20 mm einen Messhub

von max. 8 mm bei einer Linearität

von 0,25 %.

Die Wegaufnehmer können in

einem Temperaturbereich von -40

bis +120 °C eingesetzt werden.

Eine Temperaturkompensation ist

durch den streng symmetrischen

Spulenaufbau nicht erforderlich. Die

externe Elektronik wandelt die Stößelbewegung

in ein wegproportionales

Signal um. Hohe Schock- und

Vibrationsfestigkeit (Schock 250 g

SRS; Vibration 20 g rms) sowie die

Schutzart IP67 werden durch die

vergossene Ausführung erreicht.

Trägerfrequenzverstärker

Zur Speisung und Signalaufbereitung

sind Trägerfrequenzverstärker

in Modulbauweise für einen

oder zwei Kanäle entwickelt worden.

Sie enthalten einen stabilisierten

Träger frequenzoszillator, einen

phasenabhängigen Demodulator

und die Signalaufbereitung. Damit

sind Ausgangssignale von ±10 VDC,

0 bis 10 VDC oder 0(4) bis 20 mA

möglich. Mit Trimmpotentiometern

werden der Nullpunkt und die Verstärkung

eingestellt.

Die Serie SM12 ist für maximal

zwei Kanäle ausgelegt und wird

als offene Platine - oder in Normschienengehäuse

eingebaut - geliefert.


Füllstandsmessung in der Medizintechnik

EBE Elektro-Bau-Elemente

GmbH

www.ebe.de

Die größte Herausforderung in

der Füllstandsmessung ergibt sich,

wenn die Außenwände von Behältnissen

mit einem Film belegt sind.

Häufig ist das in der Medizintechnik

der Fall, wenn Blut oder Sekrete

gemessen werden sollen. Hier zeigen

die corTEC-Füllstandssensoren

von EBE sensors + motion ihr ganzes

Können.

Die corTEC-Sensoren von EBE

wurden entwickelt, um die Füllstandsmessung

von viskosen

Medien erheblich zu verbessern.

Oftmals kann bei der Verwendung

von stark anhaftenden Flüssigkeiten

die Überprüfung des Füllstands

mit berührungsloser Sensorik

nicht zuverlässig umgesetzt

werden. Denn konventionelle berührungslose

Füllstandssensoren stoßen

beim Messen von filmbildenden

Medien meist an ihre Grenzen.

Gleichzeitig ist in der Medizintechnik,

wo Sicherheit und Sterilität höchste

Priorität haben, ein Kontakt mit dem

Medium nicht möglich. Hier setzt

die corTEC-Technologie von EBE

an. Füllstandssensoren auf Basis

der corTEC-Plattform detektieren

zuverlässig Flüssigkeitssäulen in

nichtleitenden Behältern und durchschauen

nicht nur Behälterwände,

sondern ebenso Anhaftungen von

Blut, Sekreten oder auch Flüssignahrung.

Die Füllstandssensoren

sitzen völlig kontaktlos außerhalb

der Behälter hinter einer Schutzwand

oder in einem dichten, fugenlosen

und dadurch einfach zu reinigenden

Gehäuse. Dort kann sie

nichts berühren oder beschädigen.

Die von EBE entwickelten Auswertealgorithmen

können für unterschiedlichste

Umwelt- und Einsatz-

38 meditronic-journal 2/2021


Niedrigste Drücke messen mit Druckdies

Sensoren

AMSYS GmbH & Co. KG

www.amsys.de

Zur Druckmessung in Geräten

mit hohen Stückzahlen bieten sich

Druckdies an, die noch besser als

die kompakten SOIC-Sensoren in

den zur Verfügung stehenden Bauraum

eingepasst werden können.

Für diese Anwender bietet Amsys

neben fertig kalibrierten Sensoren

auch die reinen Mikromechanische

Druckmesszellen auf Siliziumbasis

(MEMS). Die MEMS haben längst

die mechanischen Messaufnehmer

mit elastischen Membranen verdrängt

und sich z. B. in der Belüftungstechnik

(HVAC) sowie in der

Medizin- als auch Automobiltechnik

millionenfach bewährt.

Komplette Palette für alle

Druckarten und -bereiche

Amsys vertreibt seit über

20 Jahren Druckmesszellen von

Silicon Microstructures, Inc. (SMI).

Dabei wird

die komplette

Palette für alle

Druckar ten

und -bereiche

angeboten.

Es wird unterschieden

in

D i f f e r e n z- /

Relativdruckund

Absolutdruckmesszellen,

letztere

auch für raue

Einsatzbedingungen.

Hier ist insbesondere der

SM97A als Nachfolger des SM98A

für 10 und 20 bar zu nennen.

Niedrigste Differenzdrücke von

unter 0,15 bis 1,5 psi (10 – 100 mbar)

können dagegen mit dem SM95G

gemessen werden. Diese Niederdruckmesszellen

haben zur Erhöhung

der Sensitivität ein biegesteifes

Membranzentrum durch

Mikrostrukturierung der Messzelle

eingearbeitet.

Stärkere

Membrandurchbiegung

Durch eine zusätzliche Maskierung

und Ätzung am Ende des Herstellungsprozesses

gelingt es, die

Membran auf der Rückseite reliefartig

zu strukturieren und im Zentrum

flächig zu verstärken. Die Membranrückseite

erhält hierdurch eine symmetrische

Flächenverdickung. Die

lateralen Abmessungen, die Dicke

und die Ebenheit dieser Verdickung

sind kritische Größen, die aufwendig

kontrolliert und optimiert werden

müssen.

Durch dieses biegesteife Zentrum

erreicht man bei Druckbeaufschlagung

eine stärkere Membrandurchbiegung

in den Randbereichen.

Zusammen mit angepassten Positionen

der Piezowiderstände weist

der SM95G ein Maximum an Sensitivität

von bis zu 300 mV/psi bei

höchster Linearität (±0,1%) auf.

Mittlere Druckbereiche

Das Angebot von Messzellen bei

Amsys wird komplettiert durch die

Differenzdruckdies SM30D (Nachfolger

des SM30G) und SM30G-Pt

für mittlere Drücke zwischen 5 und

30 psi (350 mbar bzw. 2 bar) sowie

den ultrakompakten Absolutdruckdie

SM5108E für 30, 60 und 100 psi

(2, 4 und 7 bar).

Herausragende

Eigenschaften

• 0 – 0,15 psi (10 mbar), 0 – 0,6 psi

(40 mbar) und 0 – 1,5 psi (100

mbar) Differenzdruck

• Sensitivität von typ. 45 mV (0,15

psi), 90 mV (0,6 psi) bzw. 95 mV

(1,5 psi) bei 5 Vdd

• Linearität von ±0,1 % (Oberseite)

bzw. ±0,2 % (Unterseite)

• nur 2,1 x 2,1 mm groß ◄

Das corTEC-Prinzip baut auf einem kapazitiven Messverfahren auf, es

unterscheidet Flüssigkeitssäulen von Filmbelägen an der Gefäßinnenwand

meditronic-journal 2/2021

bedingungen ausgelegt werden.

Dabei nutzt die corTEC-Technologie

ein mehrkanaliges kapazitives

Messverfahren. Dies regt die

Mess elektroden in einem definierten

Spektralbereich an. Bei klassischen

kapazitiven Sensoren treten leicht

Fehlmessungen auf, bedingt durch

den anhaftenden Film an den Behälterwänden.

Für den corTEC-Sensor

spielt es keine Rolle, wie zäh

ein Medium ist oder wie stark es

anhaftet und leitet. Der Füllstand

wird jederzeit zuverlässig gemessen.

EBE konstruiert und fertigt für

OEM-Partner einbaufertige Füllstandslösungen,

auf Wunsch inklusive

Gehäuse und kundenspezifischer

Schnittstelle. Daher eignen

sich die Sensoren beispielsweise

hervorragend für den Einsatz in

Dialysegeräten, in Ernährungsund

Infusionspumpen, zur Urinüberwachung

oder für die Sekretund

Wundabsaugung. Die Sensoren

messen sicher Füllstande

von Blutproben, Absaugpumpen

oder im Bereich der Labordiagnose

auch bei sehr limitierten Platzverhältnissen.

Zudem kann die Technologie

ebenfalls für reine Detektionsaufgaben

eingesetzt werden.

Das bietet zusätzlich die Möglichkeit

Schlauchüberwachungsapplikationen

mittels kapazitiver Sensorik

umzusetzen. ◄

39


Produktion

Mikrodurchmesser für Edelstahl und Titan

Bild 1: Sehr klein und sehr tief dank degressiver Spiralnute und flexiblem Hals

Mikron Tool SA Agno

mto@mikron.com

www.mikrontool.com

Noch kleinere Durchmesser,

noch tiefere Bohrungen und das

alles in schwer zerspanbare Materialien.

Verrückt, nicht wahr? Rostfreie

Stähle, hitzebeständige Legierungen

oder biokompatible Materialien

sind äußerst schwer zu bearbeiten,

in der Medizintechnik aber

unerlässlich – gerade wegen dieser

Eigenschaften. Und genau darauf

hat sich Mikron Tool spezialisiert.

Der Schweizer Werkzeughersteller

ermöglicht mit der Erweiterung seines

Bohrer- und Fräserprogramms

nun auch Bearbeitungen ab einem

Durchmesser von 0,2 mm.

Warum immer kleiner?

Herr Gotti, Leiter des Technology

& Customer Project Center

bei Mikron Tool, erklärt: „Wir folgen

damit einem Bedürfnis unserer Kunden,

denn sobald wir mit einem Produkt

auf dem Markt sind, verlangen

sie nach noch extremeren Abmessungen.

Zum Beispiel unser Mikrobohrer

CrazyDrill SST-Inox: den

boten wir an ab 0,3 mm Durchmesser,

für Entwicklung und Herstellung

bereits eine klare Herausforderung.

Jetzt haben wir es geschafft, eine

Version mit 0,2 mm auf den Markt

zu bringen. Oder der Mikrotieflochbohrer

CrazyDrill Flex. Auch hier

können wir eine beschichtete Version

nun bereits ab 0,2 mm anbieten.

Kurz: Der Trend geht in diese

Richtung. Zum Beispiel in der Medizintechnik,

wo Eingriffe mit immer

kleineren Instrumenten durchgeführt

werden. Doch mit der «Verkleinerung»

der Durchmesser steigen die

Schwierigkeiten, die hohen Ansprüche

an Präzision und Leistung zu

erfüllen, nochmals deutlich an.“

Präzise und hochwertig wie

die Medizintechnik

Der Hartmetallbohrer Crazy Drill

SST-Inox ermöglicht jetzt Bohrungen

ab einem Durchmesser von 0,2 mm,

und bis zu einer Tiefe von 12 x d in

rost-, säure- und hitzebeständige

Stähle. Faktoren wie degressive

Spiralnuten oder das Verjüngungs-

Design am Durchmesser ermöglichen

eine sichere Spanabfuhr, verhindern

ein Verklemmen des Werk-

40 meditronic-journal 2/2021


Produktion

Bild 2: Zwei Werkzeuge genügen, um ein Innensechsrund schnell und

profilgenau zu fertigen

zeuges und sorgen für eine konstant

niedrige Bohrtemperatur auch bei

hohen Schnittgeschwindigkeiten.

Um möglichst allen Kundenbedürfnissen

gerecht zu werden, ist der

Bohrer sowohl mit integrierter Kühlung

als auch für äußere Kühlmittelzufuhr

erhältlich. Beide Varianten

garantieren eine perfekte Spanabfuhr

sowie höchste Leistung und

Standzeit der Werkzeuge. Für den

Anwender bedeutet dies: Er kann

prozesssicher mit hohen Schnittparametern

arbeiten. Unterstützt wird

dies besonders, wenn er über eine

Maschine mit innerer Kühlmittelzufuhr

verfügt.

Bohren im

Durchmesserbereich eines

Haares

Genau das bietet der Mikrobohrer

CrazyDrill Flex, der unbeschichtet

für die Bearbeitung von Stahl, Alu

oder Titan ab einem Durchmesser

von 0,1 mm und für Bohrtiefen bis

meditronic-journal 2/2021

50 x d erhältlich ist. Der Bohrer verdankt

sowohl seine Länge wie auch

seine Elastizität dem flexiblen Halsstück

mit reduziertem Querschnitt.

Seine Stärke? Er erreicht die volle

Bohrtiefe in einer wesentlich kürzeren

Bohrzeit verglichen mit einer

Bearbeitung mittels Einlippenbohrer,

Mikroerosion oder Laserverfahren.

Für rostfreie und hitzebeständige

Materialien erweitert Mikron

Tool den Bereich für Bohrtiefen bis

30 x d auf Durchmesser von 0,2 mm

bis 2 mm (bisher 0,3 bis 1,2 mm).

Unverändert bleiben die Charakteristiken:

die degressive Spiralnutengeometrie,

die im Schaft integrierten

Kühlkanäle und die Hochleistungsbeschichtung

(Bild 1).

Ein einziges Werkzeug zum

Schruppen und Schlichten

von rostfreien Materialien

Der Vollradiusfräser CrazyMill

Cool im Durchmesserbereich von

0,3 bis 8 mm und für Frästiefen bis

5 x d, wurde speziell entwickelt

für Industrien, wo rostfreie Stähle,

Superlegierungen und Chrom-

Kobalt-Legierungen an der Tagesordnung

und die Herausforderungen

entsprechend hoch sind. Er kommt

sowohl zum Schruppen als auch

zum Schlichten beim Kopierfräsen,

Wandungsfräsen und Planfräsen

zum Einsatz. Die integrierten Kühlkanale

garantieren eine konstante

und massive Kühlung an den Schneiden

und ermöglichen eine Bearbeitung

mit hohen Geschwindigkeiten

und Vorschüben und entsprechend

hohen Abtragsraten. Anwendung

findet dieser Fräser bei der Bearbeitung

von verschiedensten Teilen

der Medizin- und Dentaltechnik, wie

beim Fräsen einer Knochenplatte in

Titan Grade 2.

Ganz neu: Mikrowerkzeuge

speziell für

Knochenschrauben

Präzision spielt im ganzen medizinischen

Bereich eine Schlüsselrolle,

denn die kleinste Ungenauigkeit

kann schwerwiegende Folgen

haben. Darauf basiert das neue Konzept

von Mikron Tool zur Bearbeitung

von Torx-Formen bei medizinischen

Schrauben aus Titan oder

rostfreiem Stahl.

Zu diesem Konzept gehören ein

Kombibohrer, ein Mikrofräser, eine

klar definierte Bearbeitungsstrategie

und maximal abgestimmte Parameter.

Die schlüsselfertige Lösung ermöglicht

eine um 50 % kürzere Bearbeitungszeit

und garantiert gleichzeitig

höchste Profilgenauigkeit,

ausgezeichnete Oberflächenqualität

und minimale Gratbildung. Das

bedeutet: Zeit- und Geldeinsparung

gepaart mit Präzision und Qualität.

Bohren, Anfasen, Fräsen

und Entgraten

Zwei Werkzeuge führen in drei

Schritten vier Operationen durch:

Bohren, Anfasen, Fräsen und Entgraten.

Im ersten Schritt bringt der

Kombibohrer CrazyDrill Hexalobe

eine zentrale Bohrung mit einer

Fase von 120° an. Er wird im dritten

Schritt nochmals eingesetzt

und sorgt dann für eine nahezu

gratfreie Oberfläche. Im zweiten

Schritt kommt der Mikrofräser CrazyMill

Hexalobe ins Spiel und fräst

das Innensechsrund mittels Spiralinterpolation

oder Wandungsfräsen

(Bild 2). ◄

41


Produktion

Das ultimative Positioniersystem

Patentierte Baureihe einer 6-Achs-Präzisionspositionierung

EASy-A3-DESY-Steinmeyer-Mechatronik

Autor:

Tobias Zilian, Key-Account-

Manager

Deutsches Elektronen-

Synchrotron DESY

www.desy.de

Steinmeyer Mechatronik GmbH

www.steinmeyer-mechatronik.de

Aus der Forschung in die Industrie:

Das ultrakompakte 6-Achs-Positioniersystem

„EASy“ A3 setzt Maßstäbe

in puncto Tragfähigkeit, Präzision,

Modularität und Wirtschaftlichkeit.

Gemeinsam möchten das

Forschungszentrum Deutsches

Elektronen-Synchrotron DESY und

der Positionierspezialist Steinmeyer

Mechatronik diese innovative Entwicklung

aus dem Stand eines Prototypens

für Forschungsprojekte in

die industrielle Anwendung überführen.

Hierzu soll das hohe industrielle

Anwendungspotential evaluiert

und die Markteinführung vorangetrieben

werden.

Sich an den Grenzen des technisch

Machbaren zu messen und

das Unmögliche möglich machen

– das ist sowohl die Kernkompetenz

von DESY als auch von Steinmeyer

Mechatronik. Die Welt des

winzig Kleinen ist dabei ihr Zuhause,

wenn auch auf ganz unterschiedliche

Weise. Während die Forscher

beim DESY kleinste Elementarteilchen

auf Rekordenergien bringen

und so völlig neue Fenster ins Universum

öffnen, ermöglichen die

Lösungen von Steinmeyer Mechatronik

eine hochgenaue Positionierung

im Submikrometerbereich

und erweitern dadurch den Horizont

industrieller Anwendungen.

Bereits seit mehr als zehn Jahren

arbeiten die beiden Technologieführer

zusammen. Neuestes Projekt:

ein 6-Achs-Positioniersystem

für präzises Positionieren von

schweren Baugruppen in ultrakompakter

Bauform namens EASy A3.

Patentierte Baureihe von

Positioniersystemen

Bei der EASy-Familie (Easy

Alignment System) handelt es sich

um eine patentierte Baureihe von

Positioniersystemen. Die modulare

Bauweise ermöglicht manuelle oder

motorische Präzisionspositionierung

mit bis zu sechs Achsen. Die

Manipulatoren sind dank ihrer ausgeklügelten

Konstruktion sehr präzise,

hochbelastbar, extrem steif

und gleichzeitig äußerst kompakt

gebaut. Sie erlauben eine weitgehend

entkoppelte Ansteuerung aller

sechs Freiheitsgrade und ermöglichen

die Definition eines virtuellen

Pivot-Punktes. Von Vorteil ist zudem

das neuartige Baukastenprinzip, so

lassen sich individuelle Lösungen

innerhalb kürzester Zeit realisieren.

Das Basismodell, ausgerüstet

mit einem manuellen Verstellmechanismus,

lässt sich mit wenigen

Handgriffen auch später noch

auf ein motorisches Positionieren

umrüsten. Entwickelt wurde das

innovative Konzept von DESY für

Positionieraufgaben in Beschleunigeranlagen,

doch diese neuartige

Technik lässt sich auch für industrielle

Anwendungen nutzen. Nach

6-Achs-Aligner-EASy-A3

erfolgreichem Aufbau und Tests

bei DESY wollen das Forschungszentrum

und die Firma Steinmeyer

Mechatronik das innovative Positioniersystem

gemeinsam in die Industrie

überführen und die Serienentwicklung

vorantreiben.

Der EASy A3: Hochpräzise

Schwerlastpositionierung

Für industrielle Anwendungen

ist vor allem der EASy A3 aus

der großen EASy-Familie interessant.

Bei einer Größe von nur 350

x 500 mm positioniert das System

bis zu zwei Tonnen schwere Lasten

mit einer Genauigkeit im Bereich

von Mikrometern. Der Schlüssel

zu dieser unglaublich hohen Tragfähigkeit

und Präzision liegt in der

einzigartigen Bauweise. „Insbesondere

die minimalistische Herangehensweise,

der Verzicht auf rollende

Elemente sowie die intelligente

Kombination aus orthogonalem

Aufbau für die Translationen

und einem Tripod für die Rotationen

machen den Unterschied“, erklärt

Roland Platzer aus dem Bereich

„Zentrale Konstruktion“ bei DESY.

Durch eine ultrakompakte Stapel-

Architektur bestehend aus wenigen

einfachen, dafür aber sehr steifen

Stell-, Lager- und Strukturelementen

wird eine extreme Gesamtsteifigkeit

des Systems erreicht.

42 meditronic-journal 2/2021


Produktion

Medizintechnik, beispielsweise bei

der Protonentherapie. „So kann man

zwar die Eindringtiefe der Protonen

ins Gewebe sehr gut einstellen, doch

ihre Richtung lässt sich nur schwer

steuern. Daher müssen die Fokussiereinheiten

und Strahlerzeuger,

teilweise auch der Patient, ständig

neu ausgerichtet und positioniert

werden“, erläutert Matthes. Bei den

riesigen Geräten und Anlagen –

oft Synchrotrone –, die zur Erzeugung

der Protonen benötigt werden,

ist dies kein leichtes Unterfangen.

Für den EASy A3 stellen weder das

große Gewicht der Gerätschaften

noch die benötigte hohe Genauigkeit

eine Herausforderung dar.

Zudem ließe sich der Positioniervorgang

vereinfachen und automatisiert

gestalten.

Baureihe-EASy

Großes

Anwendungspotenzial

Angesichts der hohen Präzision,

Tragfähigkeit und Kosteneffizienz

des EASy A3 sowie des steigenden

Bedarfs an kompakten Positioniersystemen

ist das industrielle Einsatzpotenzial

enorm. Das mögliche

Anwendungsspektrum reicht dabei

vom wissenschaftlichen Gerätebau

über die Medizintechnik, die Halbleiterbranche

und den Maschinenbau

bis hin zur Automobilindustrie

sowie Luft- und Raumfahrtanwendungen.

„Überall, wo sehr schwere

Komponenten oder Bauteile hochgenau

zueinander ausgerichtet werden,

ist der EASy A3 eine ideale Wahl“,

bringt es Elger Matthes, Entwicklung

und Produktmanagement bei

Steinmeyer Mechatronik, auf den

Punkt. Dabei ist das sechsachsige

Positioniersystem gegenüber

klassischen Technologien für die

hochpräzise Schwerlastpositionierung

wie Lenkergestell, gestapelten

Linearachsen und Hexapoden

sowohl hinsichtlich Leistungsfähigkeit

als auch Wirtschaftlichkeit

klar im Vorteil. Anwender profitieren

außerdem vom modularen Konzept

der Baureihe. „Bis dato sind kommerzielle

universelle Positioniersysteme

eigentlich kaum verfügbar“, so

Roland Platzer und ergänzt: „Mit der

EASy-Familie steht ein Baukastensystem

für nahezu alle Anforderungen

und Anwendungen zur Verfügung.

Die Entwicklung von singulären

Lösungen, die in der Regel mit

einem hohen technischen, zeitlichen

sowie finanziellen Aufwand verbunden

ist, könnten damit der Vergangenheit

angehören.“

Positionierung von

Strahlengängen in

Beschleunigern

Magnetanordnung-FLASH

Zu den Hauptanwendungsgebieten

gehört sicherlich die Positionierung

von Messgeräten in

Beschleunigern, dafür wurden der

6-Achs-Positionierer schließlich

entwickelt. So verfährt und positioniert

beispielsweise ein Mitglied der

EASy-Baureihe – der EASy P1 –

bei DESY hochauflösende Cavity

Strahllage-Monitore (Nachweisgeräte

zur Strahllage-Beobachtung)

eines neuartigen Plasmabeschleunigers.

Ein wichtiges Aufgabenfeld

des EASy A3 ist folglich das Ausrichten

und Nachjustieren von tonnenschweren

Monochromatoren,

Magnetstrukturen, Teleskopspiegeln

und Messsensoren zum Ausgleichen

von thermischer Drift,

Bodensetzungen und dergleichen.

Positionieren mit

Leichtigkeit

Äußerst interessante Möglichkeiten

eröffnen sich zudem in der

Fertigungsprozesse

optimieren, Produktivität

erhöhen

Dabei ist der Einsatz in Beschleunigeranlagen

längst nicht auf die

Forschung beschränkt. So nutzen

beispielsweise Halbleiterhersteller

die Ringbeschleuniger zunehmend

zur Qualitäts- und Materialprüfung.

Auch die Subsysteme in Halbleiterbelichtern

oder komplette Maschinen

lassen sich mit dem EASy A3

präzise einrichten. Insbesondere in

Branchen wie der Automobilindustrie,

in der vollautomatisierte Prozesse

und höchste Genauigkeitsanforderungen

die Produktion bestimmen,

könnten so enorme Effizienzsteigerungen

in Fertigung und Montage

erreicht werden. Doch nicht nur

dort: Egal ob Schweißen schwerer

Bauteile, Verbinden großer Flugzeugkomponenten

oder Ausrichten

mehrerer Maschinen in Fertigungsstraßen

untereinander: Der

EASy A3 nimmt es mit den größten

Lasten auf, positioniert hochpräzise

und kommt mit wenig Bauraum aus.

Die Mikrometer-Architekten

von Steinmeyer Mechatronik

Keine Frage, das Anwendungspotenzial

des EASy A3 ist enorm. Jetzt

heißt es: raus aus der Forschung,

rein in die Industrie. Dafür hat sich

DESY mit Steinmeyer Mechatronik

einen starken, erfahrenen Partner

an die Seite geholt. Seit mehr als

150 Jahren gilt das Dresdner Unternehmen

als Inbegriff von Qualität

meditronic-journal 2/2021

43


Produktion

und Präzision. Zur Kernkompetenz

gehört dabei neben der Fertigung

von Standardprodukten vor allem die

Realisierung individueller Sonderprojekte

– oder wie Elger Matthes es

ausdrückt: „Unser Geschäft ist es,

verrückte Ideen in industrielle Technik

umsetzen.“ Der Erfolg spricht

für sich. Längst gehört Steinmeyer

Mechatronik zu den weltweit führenden

Herstellern von hochgenauen

Positionierlösungen für optische und

feinmechanische Systeme.

Handwerk in höchster

Präzision

Das Erfolgsgeheimnis der

Sachsen? Leidenschaft, Ideenreichtum,

Erfindergeist, Innovationsdenken

– und die passende Infrastruktur.

Von der Entwicklung über die

Fertigung und Montage bis hin zur

Testabteilung arbeiten alle Abteilungen

am Standort Dresden unter

einem Dach eng zusammen. Insgesamt

produzieren mehr als 120 Mitarbeiter

auf einer Fertigungsfläche

von über 3.900 m² Positioniersysteme

im Submikrometerbereich für

höchste Qualitätsanforderungen. So

können Synergien optimal genutzt

und spezifische Kundenanforderungen

schnell und unkompliziert

realisiert werden: egal ob einzelnes

Funktionsmuster, Projekte

mit Stückzahlen von einigen Dutzend

oder Serien mit mehreren tausend

Exemplaren im Jahr.

Deutsches Elektronen-

Synchrotron DESY

DESY zählt zu den weltweit führenden

Beschleunigerzentren und

erforscht die Struktur und Funktion

von Materie – vom Wechselspiel

kleinster Elementarteilchen über

das Verhalten neuartiger Nanowerkstoffe

und lebenswichtiger Biomoleküle

bis hin zu den großen Rätseln

des Universums. Die Teilchenbeschleuniger

und Nachweisinstrumente,

die DESY an seinen Standorten

in Hamburg und Zeuthen entwickelt

und baut, sind einzigartige

Werkzeuge für die Forschung. DESY

ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft.

Der Bereich Innovation &

Technologietransfer identifiziert

vielversprechende Erfindungen,

betreut Industriekooperationen, vernetzt

DESY über Cluster und Interessensverbände

mit der Wirtschaft

und unterstützt Ausgründungen aus

dem Forschungsbetrieb. ◄

3D-Drucker für die Mikro-Präzisionsfertigung

Boston Micro Fabrication (BMF) stellt hochpräzise

3D-Drucker für die Mikrofertigung von Produkten

her, die hohe Auflösung, Genauigkeit und

Präzision erfordern. In der additiven Fertigung mit

Polymeren und Verbundwerkstoffen produzieren

die microArch 3D-Drucker hochpräzise Bauteile

bei 2 µm Druckauflösung mit ±10 µm Toleranz. Die

3D-Drucker, die eine schnelle und kostengünstige

Alternative zu hochauflösendem Spritzguss und

der CNC-Bearbeitung eröffnen, sind nun auch in

Deutschland, Österreich und der Schweiz erhältlich.

Die 3D-Drucker der Serie microArch wurden auf

Basis der 3D-Drucktechnologie PμSL Projection

Micro Stereolithography entwickelt, die eine schnelle

Photopolymerisation einer Schicht flüssigen Polymers

mittels eines UV-Lichtblitzes in mikroskaliger

Auflösung ermöglicht. Anpassbare Optiken, eine

qualitativ hochwertige Bewegungsplattform und

kontrollierte Verarbeitungstechniken eignen sich

für zahlreiche Anwendungen in der Mikrofertigung

von Prototypen und Kleinserien.

Die Produktreihe

beginnt mit dem Einstiegsmodell microArch P150,

das mit einer Auflösung bis zu 25 μm kleine, detaillierte

Teile zu geringen Investitionskosten erzeugt.

Gleich drei Drucker erreichen 10 μm Auflösung und

richten sich an Unternehmen und Universitäten, die

ultrahohe Auflösung, Genauigkeit und Präzision in

einem Desktop-Paket benötigen. Dazu gehört auch

den neuen microArch P240, der aus zahlreichen

technischen Materialen Teile mit einem größeren

Bauvolumen drucken kann. Dieser Drucker wurde

speziell entwickelt, um die Anforderungen der industriellen

Kleinserien-Produktion zu erfüllen.

Ultrahohe Auflösung und geringe

Toleranzen

Mit der höchsten Auflösung von nur 2 μm eignen

sich die 3D-Drucker der 3. Serie perfekt für Anwendungen,

die eine ultrahohe Auflösung und geringe

Toleranzen erfordern. Die 2-μm-Serie verarbeitet

eine Vielzahl von Materialen und ist die beste Wahl

für die Herstellung von CAD-getreuen Prototypen,

die genau wie das fertige Produkt aussehen sollen.

Einsatzbereiche

Die Mikro-3D-Drucker werden in der Entwicklung

und Produktion von medizinischen Objekten

von Stents über Prothesen bis hin zu chirurgischen

Implantaten verwendet. Die Zugabe von biokompatiblen

Materialien bietet zahlreiche Möglichkeiten

besserer und individueller Patientenversorgung.

In Elektronik und Mechatronik fragen Verbraucher

und Unternehmen immer kleinere Geräte mit

höheren Leistungen nach, die sich ebenfalls mit

microArch 3D-Druckern erfüllen lassen. Hersteller

von Steckverbindern gewinnen mit dem Mikro-

3D-Druck neue Möglichkeiten komplexe Konstruktionen

rentabel zu produzieren.

In der Mikrofluidik und Mikromechanik eignet sich

der Mikro-3D-Druck für Ventile, Pumpen, Sensoren,

Mikrofonkomponenten und viele weitere Anwendungen,

die kleine und hochpräzise Komponenten

erfordern. Die Produktentwicklung erhält mit der

microArch-Serie von 3D-Druckern neue Möglichkeiten

und geometrische Freiheiten.

Boston Micro Fabrication

info@bmf3d.com

www.bmf3d.com

44 meditronic-journal 2/2021


Produktion

Beschichtungs-Maschinen für diagnostische

Medizinprodukte und Reagenzien

RUBRÖDER Group

www.rubroedergroup.com

Aktive und nicht aktive Beschichtungen auf mikrofluidischen

und anderen diagnostischen und medizinischen

Testkits. Die Weiterentwicklung von Technologien

für Beschichtungen von Point-of-Care, In-vitro

und Labordiagnostik hat zu einem erhöhten Bedarf

an Präzisionsbeschichtungen von aktiven und nicht

aktiven Schichten bei der Herstellung dieser Medizinprodukte

geführt.

Ultraschalldüsen können in jede Richtung sprühen

und Zielbereiche, komplexe dreidimensional geformte

Geräte und kleine Komponenten gleichmäßig mit sehr

wenig Overspray beschichten. Ultraschall-Sprühbeschichtungen

sind in hohem Maße steuerbar und bieten

eine sehr hohe Übertragungseffizienz für präzise

dünne Filme von Lösungen oder Suspensionen wie Biopolymeren,

Proteinen, EDTA, Heparin, Amino säuren,

Enzymen, Blutplasma und Konservierungsmitteln.

Einige Beispiele

für Medizinprodukte und Anwendungen, die von der

Ultraschall-Sprühtechnologie profitieren

• Reagenzienbeschichtungen auf Mikrofluidik und

Microarrays (Lab-on-a-Chip).

• Point-of-Care-Diagnose- und Testkits.

• Zellkulturgefäße.

• Blutzuckermessgeräte.

• Blutentnahme- und Analytik.

• Molekular- und Protein-Diagnose-Kits.

• Immunassay-Kits.

Prozessvorteile mit

Ultraschallbeschichtungstechnologie

• Reduziert Overspray und somit Materialverbrauch.

• Das nicht verstopfende Design führt zu minimalen

Wartungs- und Ausfallzeiten.

• Hoch kontrollierbares Spray liefert zuverlässige, wiederholbare

und konsistente Ergebnisse.

• Das Sprühen von ultradünnen, definierten Linien ist

möglich, oft ohne Maskierung.

• Aufgrund der geringen kinetischen Energie des

Sprays werden empfindlichste Zellstrukturen nicht

beschädigt oder verändert.

COVID-19 / Sars-CoV-2 - Tests

Sono-Tek baut Sprüh-Beschichtungs-Maschinen,

die bei der Entwicklung neuer Testprodukte verwendet

werden. Technische Details zu diesen Anwendungen

sind vertraulich. Das Know-how von Rubröder

bei Testanwendungen und der Herstellung von Medizinprodukten

liefert in diesem Bereich Mehrwert für

lebensrettende Analytik.

Maschinenlösungen

Das ExactaCoat System und das FlexiCoat System

sind komplette Beschichtungslösungen für die Anwendung

von Beschichtungen für diagnostische Medizinprodukte.

Beide sind eingehauste programmierbare

3-Achsen-Präzisions-Ultraschallbeschichtungssysteme,

mit denen gleichmäßige Dünnfilme auf diagnostische

Medizinprodukte und Implantate gesprüht

werden können.

Von der Forschung und Entwicklung bis zur Produktion

in moderaten Stückzahlen sind diese Systeme

vollständig mit Sono-Tek-Ultraschalldüsen integriert.

Die Sprühbreiten können auf einfache Weise geformt

werden, um Substrate unterschiedlicher Größe zu

beschichten, einschließlich solcher mit komplexen

Geometrien. Sono-Tek arbeitet eng mit den Herstellern

zusammen, um eine vollständige Beschichtungslösung

zu entwickeln, die auf ihre spezifische Anwendung

zugeschnitten ist. ◄

meditronic-journal 2/2021

45


Produktion

Smarte Systemlösung für

Nadelverklebung

Bild © bdtronic/Hönle/Panacol

für zuverlässiges und

präzises Dosieren in

einer schnellen Produktionsumgebung.

Um den hohen Qualitätsanforderungen

gerecht zu werden,

bieten sich für die

Klebstoffdosierung

die volumetrischen

Dosiergeräte von

bdtronic an. Mit der

Mini-Dis-Lösung von

bdtronic wird das

Dosieren im Mikroliterbereich

unabhängig

von der Klebstoffviskosität

leicht

gemacht. Dank der

kontinuierlichen volumetrischen

Dosierung

ist die Dosierung

pulsationsfrei

und gewährleistet

optimale Prozessgeschwindigkeit,

Wiederholbarkeit

und

Genauigkeit.

Panacol-Elosol GmbH

www.panacol.de

Ein Hauptanwendungsgebiet

für Klebstoffe in der Medizintechnik

ist die Nadel- und Spritzenverklebung

in Serienfertigung. Optimal

abgestimmte Prozesse sind

für eine zuverlässige Verklebung

unerlässlich. Panacol, Hönle und

bdtronic sorgen gemeinsam dafür,

dass präzise Klebstoffdosierung,

perfekter Klebstoffeinfluss und

sekundenschnelles Aushärten mit

UV-Licht Hand in Hand arbeiten.

Da die Nadeln in großen Stückzahlen

produziert werden, ist eine

schnelle und zuverlässige Verklebung

unerlässlich. Die verwendeten

Klebstoffe müssen neben

ihrer mechanischen Haftfestigkeit

eine hochpräzise Fertigung und

dauerhafte Verbindung ermöglichen

und verschiedenen Sterilisationsverfahren

standhalten. Die

UV-härtbaren Vitralit-Klebstoffe

von Panacol erfüllen genau diese

Anforderungen. Sie sind in verschiedenen

Viskositätsbereichen

erhältlich, um sich perfekt an das

Design des Nadelhubs anzupassen

und den Spalt zwischen Hub und

Nadel zu füllen. Auch das Material

von Spritze und Nadel hat Einfluss

auf die Wahl des Klebstoffs: Viele

Klebstoffe sind UV-härtend, was

den Einsatz von transparenten und

UV-durchlässigen Materialien erfordert.

Für Materialien, die UV-Licht

blockieren, wie z. B. Polycarbonate,

werden langwellige LED-härtende

Klebstoffe empfohlen.

Alle Vitralit-Klebstoffe, die für die

Nadelverklebung empfohlen werden,

sind lösungsmittelfrei und nach

USP Class IV und/oder ISO 10993

für den Einsatz in medizinischen

Geräten zertifiziert. Darüber hinaus

wurden mit allen Nadelklebstoffen

hohe Nadelextraktionskräfte auch

nach mehreren Sterilisationszyklen

gemessen. Für die visuelle Qualitätskontrolle

sind auch fluoreszierende

Versionen unserer medizinischen

Klebstoffe erhältlich.

Passendes Dosiersystem

Die Auswahl der Klebstoffe erfordert

ein passendes Dosiersystem

Wahl des

UV-Härtungsgeräts

Im letzten Schritt hängt auch die

Wahl des UV-Härtungsgeräts vom

Klebstoff und der Wellenlänge ab,

die die Polymerisation auslöst. Für

die Nadelverklebung mit Vitralit-Produkten

können je nach Anwendung

entweder UV-A oder sichtbares

LED-Licht verwendet werden.

Die Hönle LED Powerline LC

garantiert durch eine spezielle LED-

Bestückung und eine eigene optimierte

Stromversorgung eine hochintensive

Bestrahlung für schnellste

Aushärtung und kürzeste Taktzeiten.

Darüber hinaus kann die Bestrahlungszeit

in einem Bereich von

0,01 - 99,99 sec gewählt und somit

exakt an die Prozessanforderungen

angepasst werden. Die Köpfe der

Hönle LED Powerline haben ein

kompaktes Design für eine einfache

Integration in jede Produktionslinie.

Die hochintensive, wassergekühlte

LED-UV ist für den Reinraumbetrieb

geeignet. ◄

46 meditronic-journal 2/2021


Neue optimierte E-Greifer-Variante für

Kleinteile-Handling

Modelle jetzt mit freier Positionierbarkeit und Werkstückverlustkontrolle verfügbar

Produktion

Funktionen bei der neuen GEP2000-B-Version hinzu.

Sie verfügt jetzt über eine freie Positionierbarkeit, welche

es dem Greifer erlaubt, diesen vorzupositionieren.

Dadurch lässt sich der Hub ganz flexibel an das

Werkstück anpassen, was im Prozess zu einer Zeitersparnis

und einer Vermeidung von Störkonturen führt.

Ebenfalls neu ist die Funktion der Werkstückverlustkontrolle.

Sollte ein Werkstück durch äußere Einflüsse

verloren gehen, erkennt dies der Greifer jetzt und sendet

diese Information an die Steuerung.

Ideal für den Einsatz in der

Pharma- & Elektronik-Industrie

Alle Greifer der Serie GEP2000 sind mit einer integrierten

Steuerung und einer mechanischen Selbsthemmung,

die den Verlust des Werkstücks bei Stromausfall

verhindert, ausgestattet und stehen in drei Ansteuerungsvarianten

zur Verfügung: Mit IO-Link, mit digitalem

I/0 und mit digitalem I/0 in Kombination mit einem

analogen Ausgang zur Abfrage der Backenpositionen.

Ebenfalls serienmäßig haben alle GEP2000-Greifer

eine Notentriegelung sowie eine bidirektionale Datenübertragung

(nur IL-Version). Diese oben genannten

Eigenschaften und eine garantierte 10 Mio. Zyklen

Wartungsfreiheit prädestinieren die äußerst flexiblen

und schnellen Greifer besonders für einen Einsatz in

den Bereichen Pharma, Elektronik und Leichtbauteile.

Weitere wichtige Informationen

Zimmer Group

info@zimmer-group.de

www.zimmer-group.de

Mit den 2017 erfolgreich am Markt eingeführten

GEP2000-Greifern hatte die Zimmer Group eine elektrisch

angetriebene Kleinteilegreifer-Serie aufgelegt,

die vor allem für Montageaufgaben und das Handling

von Kleinteilen wie z. B. Uhrenkomponenten oder Teströhrchen

in der Laborautomation konzipiert wurde. Für

diese Aufgaben bietet die Serie, die in vier Baugrößen

verfügbar ist, einstellbare Greifkräfte zwischen

80 und 500 Newton und Backenhübe zwischen sechs

und 16 Millimetern. Vor kurzem wurde diese bewährte

Serie nun mit der Umstellung auf -B optimiert und um

die Greifer-Variante -03 erweitert.

Werkstückverlustkontrolle und freie

Positionierbarkeit

So kommen zu den bisherigen Highlights dieser

Serie – die programmierbaren 32 Werkstückdatensätze,

die Teileerkennung (im Bereich von ±0,05 mm)

und die einstellbare Greifkraft – zwei weitere wichtige

In der IO-Link-Variante bieten die GEP2000- Greifer

alle systemtypischen Vorteile von IO-Link - also nicht

nur die einfache Handhabung und Bedienung, sondern

auch die problemlose Integration. Nach dem

Anschluss eines einzelnen Kabels kann der Greifer

Daten von der übergeordneten Steuerung empfangen

oder an sie senden. Parameter wie Greifkraft

und Greifgeschwindigkeit werden zentral festgelegt,

über die IODD (I0 Device Description) meldet sich der

Greifer an der übergeordneten Steuerung an. Das führt

zu einer Zeitersparnis bei der Inbetriebnahme oder

bei einem Austausch des Greifers. Mit IO-Link eröffnen

sich aber auch neue Perspektiven für erweiterte

Diagnosefunktionen und die vorbeugende Wartung

(Predictive Maintenance), was sich in einer verbesserten

Anlagenverfügbarkeit niederschlägt.

Zusätzliche Hardware in Form von Controllern ist

dank dieser hoch entwickelten Steuerung nicht erforderlich.

Als Bindeglied zwischen Greifer und Feldbus

genügt ein IO-Link Master, und auch in einer eventuell

genutzten SPS muss keine zusätzliche Software

implementiert werden. Die Zimmer Group stellt für die

einfache Bedienung ein eigenes Mensch-Maschine-

Interface (Human Machine Interface HMI) zur Verfügung.


meditronic-journal 2/2021

47


Produktion

Nadelfrei und dicht

Bild 1: Jet-Injektionsgerät PRIME (© Portal Instruments)

Autoren:

Dipl.-Ing. Frank Brunnecker,

Geschäftsführer & Gesellschafter,

Dipl.-Ing. Christian Ebenhöh,

Key Account Manager,

Evosys Laser GmbH

www.evosys-laser.de

Die nadelfreie Injektion (engl. Jet

Injection) bezeichnet die Technik,

Arzneistoffe unter hohem Druck

und ohne Verwendung einer Nadel

in die Haut zu injizieren. Portal

Instruments, ein Spin-Off des Massachusetts

Institute of Technology

(MIT), hat ein Jet-Injektionsgerät

(Bild 1) entwickelt, das diese Technologie

für den Patienten einfach

und ohne ärztliche Unterstützung

nutzbar macht. Die Medikamente

werden in eine Einweg-Kunststoffampulle

gefüllt und mit dem elektronischen

Injektionsgerät in die

Haut injiziert. Eingesetzt wird die

Entwicklung insbesondere für die

Biologika-Therapeutika. Zu diesen

zählen unter anderem Insulin, Hormone

und Impfstoffe.

Jet-Injektionsgerät

Portal Instruments produziert

gemeinsam mit Partnern das Jet-

Injektionsgerät PRIME für die nadelfreie

Injektion. Zentrales Element

des Gerätes ist die Kunststoffampulle

mit der Düse, welche nach

der Benutzung einfach aus dem

Gerät entnommen und entsorgt

werden kann. Der filigrane Aufbau

der Ampulle und der eingesetzten

Düse stellt eine besondere Anforderung

an den Fügeprozess dar.

Neben der geforderten Dichtheit

und Festigkeit, müssen Bauteiltoleranzen

im Bereich weniger Hundertstel

Millimeter gewährleistet

werden. Die Düse darf sich während

der Bearbeitung nicht verformen,

um die anschließende Funktion

zu gewährleisten.

Das passende

Fügeverfahren

Da eine Herstellung mittels Spritzgießen

aufgrund von Hinterschnitten

in der Bauteilgeometrie nicht

realisierbar ist, muss die Baugruppe

aus zwei Einzelteilen hergestellt

werden. Als Fügeverfahren

standen Kleben, Laser-, Heißluft-

oder Heizelementschweißen

zur Auswahl. Aufgrund der deutlich

schlechteren Prozess sicherheit

und des zusätzlichen Platzbedarfs

an der Kunststoffampulle, kann die

Düse nicht geklebt werden. Gegenüber

den Alternativen Heizelementund

Heißluftschweißen, sprachen

zahlreiche Vorteile für ein lasergestütztes

Fügen. Neben deutlich kürzeren

Taktzeiten, zeichnen vor allem

die gute Kontrollierbarkeit sowie die

hohe Prozess sicherheit und -stabilität

das Verfahren aus. Spannungsrisse

in Folge von Eigenspannungen

durch den Wärme eintrag, können

bei der Bearbeitung mit dem Laser

deutlich leichter vermieden werden.

Die Produktqualität wird mit Laserschweißen

nachweislich gesteigert.

Ausschuss durch zu hohen Energieeintrag

verringert sich, da die lokal

eingebrachte Energie auf ein Minimum

begrenzt wird. Auch Verunreinigungen

des Bauteils, z. B. durch

mechanischen Abrieb, entfallen.

Stoffschlüssig durch

Laserbearbeitung

Für das Laserschweißen von

Kunststoffen existieren verschiedene

Verfahrensprinzipien. Die industriell

gängige Methode ist das Laserdurchstrahlschweißen.

Dabei wird

ein für die Wellenlänge der Laserstrahlung

transparenter Werkstoff

mit einem absorbierenden kombiniert

(Wellenlängen üblicherweise

zwischen 800 - 1100 nm). Der Laserstrahl

wird durch das transmissive

Formteil hindurch auf den absorbierenden

Fügepartner fokussiert,

wodurch dieser oberflächlich aufschmilzt.

Über Wärmeleitung wird

der transparente Kunststoff, der mit

einer definierten Kraft angepresst

wird, ebenfalls plastifiziert, so dass

eine stoffschlüssige Verbindung

entsteht. Dieses Verfahren setzt

jedoch voraus, dass einer der beiden

Fügepartner laserabsorbierend ist,

üblicher weise durch ein Additiv. Für

die vorliegende Anwendung musste

daher ein anderer Lösungsansatz

verfolgt werden.

Größere Wellenlänge

Um zwei ungefärbte Kunststoffe

miteinander zu verbinden, kann

die Lasertechnik auf längerwellige

Strahlung ausweichen. Dabei

wird die optische Eigenschaft von

thermo plastischen Kunststoffen ausgenutzt:

ab einer Wellenlänge von

ca. 1,3 µm steigt die Absorption im

ungefüllten Kunststoff sukzessive an,

und ab ca. 2,7 µm wird die Strahlung

fast vollständig vom Polymer

48 meditronic-journal 2/2021


Produktion

Bild 2: Kunststoffampulle mit Düse

(© Evosys)

absorbiert. Eine gängige Methode

für das Schweißen von zwei transparenten

Kunststoffen ist beispielsweise

der Einsatz eines Lasers mit

einer Wellenlänge im Bereich von

1,5 - 2,2 µm. Anders als beim herkömmlichen

Durchstrahlverfahren,

können mit dieser Variante zwei

Werkstücke ohne zusätzlichen

Absorber gefügt werden. Nach einer

eingehenden Bewertung der alternativen

Verfahren, wurde letztlich

das Schweißen mit einem Laser

der Wellenlänge 1,9 µm als qualitativ

und wirtschaftlich beste Lösung

ausgewählt.

Quasisimultanes Schweißen

Als Prozessvariante kommt das

sogenannte quasisimultane Schweißen

zum Einsatz. Dabei fährt der

Laserstrahl den Schweißbereich

mehrfach mit hoher Geschwindigkeit

ab und erwärmt ihn somit vollständig.

Das Material plastifiziert quasi

gleichzeitig. Unter Abschmelzen

eines messbaren Fügewegs werden

die beiden Fügeteile stoffschlüssig

verbunden, wodurch Toleranzen in

den Materialeigenschaften und der

Bauteilgeometrie ggf. kompensiert

werden können.

Sauberes Bauteil - sauberer

Prozess

Als Werkstoff wurde aufgrund der

medizinischen und mechanischen

Anforderungen ein COP mit medizinischer

Zulassung ausgewählt. Insbesondere

die hohe Biostabilität und

die materialbedingte geringe Anlagerung

von Bakterien gaben dabei

den Ausschlag. Sämtliche zu verbindenden

Bauteile werden ungefärbt

und ohne Zugabe von Additiven zur

Absorptionsänderung eingesetzt.

Unter Berücksichtigung der funktionalen

und herstellungsspezifischen

Randbedingungen, wurde die Konstruktion

der Kunststoffampulle

entsprechend der Anforderungen

des Schweißverfahrens angepasst

(Bild 2). Hervorzuheben ist eine gut

für den Laserstrahl zugängliche

Bearbeitungszone sowie die Möglichkeit,

die präzisen Einzelteile in

einer Aufnahme zu fixieren.

Für die Fertigung des Bauteils

wurde in Zusammenarbeit mit der

Evosys Laser GmbH, ein geeignetes

Produktionssystem konzipiert. Die

kundenspezifische Laserschweißanlage

greift auf out-of-the-box Module

aus dem Sortiment des Schweißanlagenherstellers

zurück. Sämtliche

Komponenten, wie Laser und Steuerung,

sind im Anlagengehäuse integriert

- damit wird eine kompakte

Bauweise erreicht. Aufgrund der Fertigungslogistik,

ist in einer ersten

Ausbaustufe die Handbestückung

der Schweißanlage vorgesehen.

Hightech inside

Kernelement des Systems ist der

Laser mit nachfolgender Strahlformung

und -führung (Bild 3). Der

Strahl wird mit einem speziellen

Optik aufbau in ein dynamisches

Spiegel system (Galvanometerscanner)

geleitet. Nach dem Scanner

folgt eine Planfeldoptik, die den

Strahl in die Bearbeitungsebene

fokussiert. Da Düse und Ampulle

an der Stirnseite miteinander verbunden

werden müssen ohne dabei

bewegt zu werden, fährt der Laserstrahl

– geführt durch den Scanner

- mehrfach eine Kreislinie ab.

Fertigung

Ein weiteres für die Fertigung

unerlässliches Modul ist die Positionier-

und Spanneinheit für die beiden

zu fügenden Bauteile. Zentrales

Element ist ein Dorn, der an einer

Öffnung an der Spitze ein Vakuum

erzeugt. Die Düse wird vom Bediener

auf dem Dorn positioniert, ein

Sensor prüft danach berührungslos

das Vorhandensein. Anschließend

wird die Ampulle über Düse

und Dorn aufgesteckt. Auch hier

erfolgt die Positionskontrolle über

einen geeigneten, berührungslosen

Sensor. Sobald beide Fügeteile in

der korrekten Lage sind, wird die

gesamte Vorrichtung automatisch

in Schweißposition gefahren. Nun

erfolgt das Spannen mit einem elektrischen

Servoantrieb, um die erforderlichen

Kräfte für den Schweißprozess

exakt dosieren zu können.

Während des Schweißvorgangs

erfolgt eine Online-Prozesskontrolle

mittels Fügewegüberwachung.

Die Qualität der Naht ist nach dem

Schweißvorgang durch eine gleichbleibend

hohe Festigkeit charakterisiert

- in mechanischen Ausdrücktests

der Düse versagt die

Verbindung kohäsiv im Material der

Komponenten und nicht adhäsiv in

der Fügeebene.

Einfache Bedienung

Eine benutzerfreundliche und

schnelle Bedienung der Anlage im

Produktionsalltag gewährleistet

das Human-Machine-Interface auf

Basis einer Industrie-SPS. Ergänzt

durch die Programmiersoftware Evo-

LaP wird die Flexibilität der Anlage

erhöht. Der Anwender kann schnell

die Daten für Schweißkontur, Vorschubgeschwindigkeiten

und Laserleistung

einprogrammieren. Auf-

Bild 3: 2-µm-Laserschweißsystem (© Evosys)

grund der intuitiven Bedienoberfläche,

die speziell für die Nutzung

auf Touchbildschirme ausgelegt ist,

kann der Benutzer quasi ohne aufwändige

Schulung direkt starten.

Fazit

D i e Te c h n o l o g i e d e s

2-µm-Laserschweißens von

Kunststoffen eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten

und stellt in

vorliegender Applikation ein alternativloses

Fügeverfahren dar. Die

Erfahrungen in der Serienproduktion,

sowohl mit dieser Technologie,

als auch mit der eingesetzten

Schweißanlage, sind durchweg

positiv. Bei gleichzeitig hoher

Schweißnahtqualität, garantiert der

saubere und robuste Prozess eine

hohe Ausbringung bei den gegebenen

Schwankungen des Werkstoffs

und der Bauteilgeometrie.

Die Anlage selbst zeigt eine hohe

Verfügbarkeit bei extrem niedrigen

Folge kosten. Dazu tragen der wartungsarme

Laser und die zuverlässigen

mechanischen und elektrischen

Komponenten bei. ◄

meditronic-journal 2/2021

49


Produktdesign

Für den Benutzer ist die Schnittstelle

das Produkt!

© Adobe Stock/Fotograf: angellodeco. ITK Engineering GmbH

D i e B e t r a c h t u n g d e r

Gebrauchstauglichkeit stellt bei

Medizinprodukten eine effektive,

effiziente und zufriedenstellende

Benutzung für die Anwender sicher.

Dieser Aspekt wird in der Entwicklung

häufig „stiefmütterlich“ behandelt,

doch die Praxiserfahrung zeigt,

dass die Gebrauchstauglichkeit nicht

nur für sichere Produkte sorgt, sondern

auch begeisternde und innovative

Lösungen zutage fördert und

damit einen wesentlichen Beitrag

zum Produkterfolg leisten kann.

Die Analyse der Gebrauchstauglichkeit

ist zunächst eine gesetzlich

vorgeschriebene Disziplin zur Vermeidung

von Benutzungsfehlern,

die zum Schaden von Patienten

führen könnten. Darauf aufbauend

lässt sich mit den richtigen Metho-

Autor:

Dr. Christian Hübsch

ITK Engineering GmbH

info@itk-engineering.de

www.itk-engineering.de

den und Prozessen, die im Folgenden

dargelegt werden, jedoch

auch die Benutzerschnittstelle zwischen

Mensch und Maschine ganzheitlich

betrachten, entwicklungsbegleitend

analysieren und optimieren.

So lässt sich am Ende der Entwicklung

das bestmögliche Benutzungserlebnis

erreichen, denn für

den Benutzer ist die Schnittstelle

das Produkt. Diese kann dabei aus

grafischen Oberflächen, aber auch

aus mechanischen Teilen wie Schaltern,

Knöpfen oder Lampen bestehen.

Der Wille zur konsequenten

Verfolgung des nutzerzentrierten

Ansatzes wird erfahrungsgemäß

nicht nur mit einer höheren Produktqualität,

sondern in der Regel auch

mit einer reibungsloseren Projektdurchführung

belohnt.

Die Phasen des

nutzerzentrierten

Design-Ansatzes

Für ein nutzerzentriertes Human

Maschine Interface-Design werden

neben der genauen Spezifikation

der Benutzergruppen und Benutzungsumgebungen

alle Anwendungsfälle

durchdacht und in sogenannten

Workflows ausspezifiziert.

Ein Workflow definiert dabei die

genaue Abfolge von Benutzungsschritten

am Produkt und erlaubt es

frühzeitig, sich möglicher Gefahren,

Probleme oder nötiger Designentscheidungen

bewusst zu werden.

Zudem lassen sich die Workflows

entwicklungsbegleitend in leichtgewichtigen

Prototypen verschiedener

Abstraktionsgrade umsetzen. So

können frühzeitig Erfahrungen mit

realen Benutzern gesammelt werden,

um Änderungsrisiken in späten

Entwicklungsphasen zu vermeiden

(formative Evaluationen). Die

Fokussierung auf eine Entwicklung

ausgehend von den Bedürfnissen

und Anwendungsfällen der Benutzer

stellt außerdem sicher, dass

nur wirklich benötigte Teile im Produkt

Eingang finden und diese die

Bedürfnisse und Abläufe auch bestmöglich

realisieren. Im Folgenden

werden die einzelnen Phasen einer

nutzerzentrierten User Interface-

Entwicklung, die auch in der Abbildung

schematisch dargestellt sind,

näher beschrieben.

Phase 1: „Kontextphase“

Die UI-Entwicklung startet mit

einer „Kontextphase“, in der eine

Analyse der Rahmenbedingungen

durchgeführt wird. Sie umfasst die

Benennung und Beschreibung aller

möglichen Benutzer des Produktes,

die mit dem Produkt durchzuführenden

Aufgaben sowie weitere relevante

Aspekte, wie beispielsweise

eingesetzte Werkzeuge oder Einsatzumgebungen.

Diese Informationen

tragen zu einer klaren Informationsbasis

für alle Stakeholder und

für die weitere Entwicklung bei. Es

empfiehlt sich, die Kontextphase in

Form von Workshops durchzuführen.

Dies erlaubt den direkten Austausch

aller Beteiligten und schafft

den Rahmen für eine einvernehmliche

Zieldefinition und einen erfolgreichen

Projektstart.

Phase 2:

„Anforderungsphase“

Sobald die Kerninformationen

und Rahmenbedingungen definiert

sind, lassen sich in einer „Anforderungsphase“

die Erfordernisse

– gemeint sind hier die grundlegenden,

lösungsunabhängigen

Bedürfnisse – klar spezifizieren.

Ausgehend von diesen Erfordernissen

werden im nächsten Schritt

die Nutzungsanforderungen definiert,

also solche funktionalen und

nicht-funktionalen Anforderungen,

die von Benutzerseite an das Produkt

gestellt werden.

Phase 3: „Szenarienphase“

Basierend auf den Nutzungsanforderungen

lassen sich Szenarien

gruppieren, die die unterschiedlichen

Aufgaben am Produkt widerspiegeln.

Diese Abläufe wiederum zer legen

sich jeweils in einzelne Schritte

im Rahmen einer Aufgabendurchführung.

In der „Szenarienphase“

kann für jeden dieser Schritte definiert

werden, ob es sich um eine

Handlung am Produkt (Aktion)

oder die Wahrnehmung benötigter

Informationen handelt. Wichtig ist

zudem die frühzeitige Analyse, ob

ein Benutzer in einem bestimmten

Schritt etwas falsch machen könnte

50 meditronic-journal 2/2021


Produktdesign

Startpunkt

Kontextphase

Anforderungsphase

Szenarienphase

Prototypenphase

Umsetzung

Einstieg in den Produktkontext

und Vorbereitung aller

folgenden Phasen

Ableiten der Anforderungen und

Vordenken einer Lösungsskizze

Ausarbeitung konkreter

Benutzungsszenarien

Erstellung von Workflows,

Wireframes, Mockups, Prototypen

Implementierung,

Verifikation,

Validierung

Konzept & Prozessübersicht: Usability, UI-Entwicklung, User Experience

Use

Specification

ergeben

können

Umsetzung

beeinträchtigen

werden

konzipiert zu

gibt vor

Benutzer

(-gruppen)

Umgebungen

Erfordernisse

(Stakeholder Needs)

Nutzungsszenarien

Benutzungsfehler

UI-Elemente

Workflows

Intended Use

gibt vor

haben

Aufgaben

werden

durchgeführt in

Ressourcen

führen zu

Nutzungsanforderungen

(User Requirements)

mit Idee

einer frühen

Systemskizze

bestehen aus

Scenario Steps

Kategorie entweder oder

Aktion

Wahrnehmung

können

beinhalten

ergeben

Wireframes

z.B. Anforderung

der Elemente

in Screens

werden modelliert in

werden

verfeinert

in

Mockups

Entwerfen der

Designs und

Verfeinerungen

Realisierung

beinhalten

Prototyp

Die einzelnen Phasen der nutzerzentrierten Schnittstellenentwicklung © ITK Engineering GmbH

(Missverständnisse, Falscheingaben

o. Ä.), was in der Fortführung

zu einer Gefahr für den Patienten

oder einem Schaden führen könnte.

Derartige Schritte bedürfen im Kontext

der Medizintechnik entwicklung

stets besondere Aufmerksamkeit

und besondere Handhabung, nicht

nur normativ betrachtet, sondern

auch ethisch.

Phase 4: „Prototypenphase“

Mithilfe der definierten einzelnen

Schritte können im folgenden

Prozessschritt die vom Benutzer

benötigten Schnittstellenelemente

und Informationen am Produkt

meditronic-journal 2/2021

abgeleitet werden. Diese ergeben

sich unmittelbar aus den „Aktionen“

und „Wahrnehmungen“ und bilden

das minimal benötigte Werkzeugset

der Schnittstelle. Sie werden im

Rahmen einer „Prototypenphase“ in

strukturierte Abläufe (sog. Workflows)

modelliert und umgesetzt,

z. B. als eine Abfolge von GUI-

Screens. Workflows lassen sich in

dieser Phase in einem ersten Schritt

besonders gut in sog. Wireframes

abbilden. Die Erfahrung zeigt, dass

(zu) frühe Fokussierung auf Design

und Stil den Fokus stark von dem

eigentlichen Anspruch einer möglichst

effizienten Benutzerführung

© Shutterstock/Lifestyle Travel Photo/Adobe Stock/Maksim Kabakou/ITK

Engineering

und Aufgabenerledigung ablenkt

und daher eher hinderlich ist. Über

die Wireframes haben alle Stakeholder

bereits früh die Möglichkeit,

einen genauen Eindruck der Schrittfolgen

am zukünftigen Produkt zu

bekommen. Ab diesem Zeitpunkt

stehen die Wireframes im Zentrum

von ersten iterativen Verbesserungsrunden

und Benutzertests.

Mockups

Sobald der Satz von Wireframes

ausreichend konsolidiert und freigegeben

wurde, können in einem weiteren

Schritt darauf aufbauend sog.

Mockups erstellt werden, bei denen

die rein funktionalen Schritt abfolgen

durch ein zeitgemäßes Design und

ggf. „Corporate Styles“ ergänzt werden.

Hier werden beispielsweise

die Farbpaletten, Schriftgrößen,

genauen Elementanordnungen und

Bilder definiert und implementiert.

Zudem lässt sich das Mockup je

nach Produkt und Zielsetzung beliebig

bis hin zu einem Click-Prototypen

erweitern. Das fertige Mockup

bietet den Stake holdern eine vollständig

ausdesignte Umsetzung

der Schnittstelle des Produktes,

die im nachfolgenden Schritt realisiert

werden kann. Je nach verwendeten

Entwicklungswerkzeugen

kann das Mockup in der nachfolgenden

Umsetzungsphase direkt

als Eingangsartefakt weiterverwendet

werden, was die Reibungsverluste

zwischen Design und Umsetzung

stark verringern kann. Anzumerken

ist, dass der gezeigte Prozess

kein „Wasserfallmodell“ darstellt,

sondern vielmehr auch noch

nachgelagerte Verifikations- und

Validierungsschritte umfasst. Zudem

können alle gezeigten Schritte und

Methoden jederzeit erneut angepasst

und ausgeführt werden, was

den Prozess in der Realität eher zu

einem iterativ ausgeführten Leitfaden

macht.

Bedeutung der frühen

Phasen

In vielen heutigen Projekten wird

aus Zeit- und Kostendruck oft zu

wenig Fokus auf die frühen Phasen

gelegt, die jedoch essenziell für den

korrekten Grundstein und die Konsolidierung

aller Stakeholder sind.

Der vorgestellte Prozess soll ein

Schlaglicht auf die Ausgestaltung

eben dieser frühen Phasen im Kontext

einer Schnittstellenentwicklung

werfen. Hersteller sind gut beraten,

die Entwicklung eines Produktes

von Anfang an den Bedürfnissen

der realen Benutzer auszurichten.

Dieser nutzerzentrierte Ansatz führt

bei konsequenter Umsetzung und

angemessener Berücksichtigung

zu Lösungen, die den Kunden und

Benutzern am Ende effektive, effiziente

und begeisternde Produkte

zur Verfügung stellen. Dies sollte

das Ziel jedweder Produktentwicklung

sein – für Kunden, aber nicht

zuletzt auch für den Markterfolg. ◄

51


Medical-PC/SBC/Zubehör

Mobiles Terminal für mehr Mobilität im

Gesundheitswesen

Besonders in medizinischen

Bereichen wie Arztpraxen, Krankenhäusern,

Gesundheitszentren, aber

auch Laboren und der Tiermedizin

ist oftmals mobiles Equipment erforderlich,

um schnell und flexibel in

verschiedenen Räumen arbeiten

zu können. Das mobile Terminal

Medico 249, ein Panel-PC mit 23,8“

Größe aus dem Hause ICO Innovative

Computer GmbH erfüllt das

hohe Maß an Flexibilität und sichert

ICO Innovative Computer

GmbH

www.ico.de

gleichzeitig die hohen medizinischen

Standards.

Antibakterielles Gehäuse

Zertifiziert nach DIN EN60601-1,

der strengen europäischen Norm für

elektrische Geräte in der Medizin,

hat das Terminal ein antibakterielles

Gehäuse und ist zusätzlich mit einer

IP65-geschützten Front ausgestattet.

Dadurch lässt sich der Medico 249

auch mit scharfen Reinigungs- und

Desinfektions mitteln mühelos reinigen

und sorgt für Sicherheit bei

Patienten und Personal. Als besonderes

Highlight ist er mit drei wechselbaren

Akkus ausgestattet, die

einen Betrieb fernab einer Stromversorgung

ermög lichen und somit

eine Kabelverbindung zur Stromversorgung

über flüssig machen.

Für einen stationären Betrieb kann

er aber selbstverständlich auch mit

einer festen Stromversorgung angeschlossen

werden.

Schnelle Bedienung

Im Inneren des medizinischen

Terminals kommt ein Intel Core

i5-7200U mit 2,50 GHz sowie bis

zu 32 GB Arbeitsspeicher zum Einsatz.

Der kapazitive Touchscreen mit

PCAP-Technologie ermöglicht eine

schnelle Bedienung des Panel-PCs

und erlaubt moderne Funktionen wie

Wischen oder Zoomen. Eine 128 GB

schnelle SSD sorgt für einen schnellen

Start von Programmen und des

Betriebssystems. Durch das komplett

lüfterlose Design, sowie den

konsequenten Verzicht auf mechanische

Bauteile im Medico 249 entstehen

keine ungewünschten Nebengeräusche

während der Behandlung,

Therapie oder Anamnese.

Vielfältiges

Schnittstellenangebot

Auch im Bereich der Schnittstellen

zeigt sich der Medico 249 äußerst

anschlussfreudig. Neben zwei Gbit

LAN-Anschlüssen ist WLAN bereits

integriert. Zwei weitere Monitore

können über die beiden Displayport-Anschlüsse

angesteuert werden.

Für die Erweiterung mit zusätzlicher

Peripherie wie Messgeräte,

Tastaturen oder Scanner stehen

neben zwei seriellen Schnittstellen

auch vier schnelle USB3.2-Schnittstellen

zur Verfügung. Zusätzlich

steht noch ein PCIe x4- und ein Mini

PCIe-Steckplatz zur Verfügung, die

für eigene Erweiterungen genutzt

werden können. Bereits in kleinen

Stückzahlen können diese auch in

der hauseigenen Fertigung der ICO

GmbH vorkonfektioniert werden.

Standardisierte

Befestigungspunkte

Durch die integrierten standardisierten

VESA100-Befestigungspunkte

lässt sich das Medico 249

Terminal leicht an verschiedenste

Einsatzorte anbringen. Passende

medizinisch zugelassene Schwenkarme,

Standfüße, aber auch Medizinwagen

mit mehreren Ablagen

sind ebenfalls bei der ICO GmbH

passend zum Medico 249 erhältlich.

Highlights im Überblick:

• Medizinisches Terminal Medico

249

• Wechselbare Akkus für mobilen

Betrieb

• Zertifiziert nach DIN EN60601-1

• Intel Core i5-7200U mit 2,50 GHz

• Bis zu 32 GB Arbeitsspeicher ◄

Künstliche Intelligenz in Höchstform

Distec GmbH

info@distec.de

www.distec.de

Der industrielle Embedded Box-

PC EC-3200 von iBASE ist perfekt

für Anwendungen mit künst licher

Intelligenz (KI) und höchsten Leistungsansprüchen.

Außergewöhnliche

Geschwindigkeit

Er basiert auf dem hochmodernen,

stromsparenden und leistungsstarken

NVIDIA Jetson TX2,

der außergewöhnliche Geschwindigkeit

und Energieeffizienz mit

einem Dual Core Denver 2 und

einem Quad Core ARM Cortex-

Bildquelle/©: iBase

52 meditronic-journal 2/2021


Medical-PC/SBC/Zubehör

Motherboards im ATX-Format mit neuester

Generation von Intel Core Prozessoren

RUBY-D811-Q370 enthält Intel Core Prozessoren der 8./9. Generation und Intel Q370 Chipsatz

(zuvor Coffee Lake S)

Optimierte Rechenleistung

Das neue RUBY-D811-Q370

Motherboard im industriellen ATX-

Formfaktor bietet optimierte Rechenleistung

und Energieverbrauch durch

den Einsatz der Intel Core i3/i5/i7/

i9 Prozessoren der 8./9. Generation

(zuvor Coffee Lake S Plattform) mit

bis zu 8 Kernen im LGA 1151 Sockel

sowie der neusten Intel Gen 9

Grafik-Engine.

Weitere Merkmale sind

Portwell, Inc.

European Portwell Technology

B.V.

info@portwell.eu

www.portwell.eu

Portwell hat ihr neues Board

RUBY-D811-Q370 vorgestellt. Laut

Brian Lai, Portwell Produktmanager,

bietet es eine ausgeglichene

Kombination von Energieeffizienz

und optimierter Rechenleistung,

beschleunigter Grafikverarbeitung

und allgemeinem Energieverbrauch.

Außerdem unterstützt

das neue industrielle ATX-

Computer board die Steuerung in

der Produktionsautomatisierung,

zahl reiche Peripheriegeräte und

Netzwerkkonnektivität für eine Vielzahl

von Anwendungen.

Zu diesen Anwendungen

gehören Industrie 4.0, Anlagen

zum Test von Halbleitern, Steuerung

von Prozessrobotern, automatisch

gesteuerte Fahrzeuge, GPU-

Rechenengines, medizinische Bildgebung,

intelligenter Einzelhandel,

Spielautomaten in Casinos, intelligenter

Transport, Rüstung u.v.a.

Unterstützung von Dual Channel

DDR4 Non-ECC Long- DIMM

2400/2666 MHz bis 128 GB; 6x

USB 3.1 (4 am hinteren I/O), 6x

USB 2.0, 6x SATA III, 3x konfigurierbare

PCIe 3.0 Steckplätze (1x

PCIe x16 oder 2x PCIe x8 Signal

oder 1x PCIe x8 und 2x PCIe x4),

3x PCIe 3.0 x4, 2x PCIe 3.0 x1 und

1x mini-PCIe; 1x M.2 Key E 2230

für drahtlose Übertragung und 1x

M.2 Key M 2242/2260/2280 für

SSD; zweimal Gigabit-Ethernet,

10x COM-Ports; drei unabhängige

Displays aus Dual DP (4K

Auflösung), 1x HDMI (4k Auflösung)

und 1x VGA (Auflösung

bis 1920 x 1200) verfügbar in

Clone und Extended Modes und

ATX-Anschluss zur Spannungsversorgung.

A57 Prozessor ver bindet. Dies

ermöglicht die hoch moderne

NVIDIA Pascal-Architektur mit

256 Rechenein heiten und bis zu

1,33 TFLOPS. Der EC-3200 bietet

hohe Rechen- und Videoanalyse-Fähigkeiten

mit 8 GB Speicher

und 59,7 GB/s Speicherbandbreite,

um eine anspruchsvolle Echtzeit-

Datenverarbeitung durchzuführen

und Latenzprobleme zu überwinden.

Dabei nutzt er die GPUbeschleunigte

Parallelverarbeitung

zur Bewältigung datenintensiver

und unternehmenskritischer

Arbeitslasten, ohne die Bandbreite

stark zu belasten. Durch seine

robuste Machart ist der EC-3200

ideal für den Einsatz in Industrierobotern,

medizinischen Geräten

oder Smart Cities.

Lüfterloses Design

Der EC-3200 bietet ein lüfterloses

Design für einen unterbrechungsfreien

Betrieb und einen

erweiterten Temperaturbereich

von -20 bis +60 °C. Mit seinem

geringen Stromverbrauch liefert

der NVIDIA Jetson TX2 eine

25-mal höhere Energieeffizienz

als andere hochmoderne Desktop-Grafikprozessoren.

Trotz seiner

kompakten Abmessungen

verfügt der Box-PC über 8 GB

LPDDR4 Arbeitsspeicher und

32 GB eMMC. Als I/O-Schnittstellen

stehen HDMI, Gigabit-Ethernet,

zwei USB 3.0 und zwei USB 2.0

Anschlüsse zur Verfügung. Am

Gehäuse befinden sich ein DB9-

Anschluss für RS232- oder CAN-

Bus, ein Micro-USB-Steckplatz,

ein externer 10-poliger GPIO-

Anschluss. Das Betriebssystem

basiert auf einem speziell angefertigten

Ubuntu Linux. ◄

Mehr Flexibilität

„Das neue RUBY-D811-Q370 hat

nicht nur den aktuellsten Intel Gen

Core i Prozessor der 8./9. Generation

und den Q370-Chipsatz“, bestätigte

Lai, „sondern mit seinen vielen

I/Os und PCIe-Erweiterungssteckplätzen

lässt es sich besonders

flexibel und funktionell in einer

größeren Vielfalt von Anwendungen

einsetzen. „Außerdem“, fügte Lai

hinzu, „erhalten unsere Kunden die

beruhigende Gewissheit des über

10jährigen Supports aller Portwell-

Produkte.“◄

meditronic-journal 2/2021

53


Medical-PC/SBC/Zubehör

Mini-ITX Embedded Motherboard für Intel Core

der 10. Generation

WADE-8212 enthält Intel Core-Prozessoren der 10. Generation und den Intel Q470E Chipsatz für höhere CPUund

Grafikleistung sowie flexiblere Ausbaufähigkeit bei Ein- und Ausgängen

(4K Auflösung), 1x HDMI 2.0a (4K

Auflösung), 1x VGA (Auflösung bis

1920x1200) auf der Rückseite, 1x

LVDS (Auflösung bis 1920x1200) onboard;

ATX-Anschluss sowie TPM

2.0 on-board für höhere Sicherheit.

Schneller und

leistungsfähiger

Portwell

European Portwell Technology

B.V.

info@portwell.eu

www.portwell.eu

Portwell präsentiert WADE-8212,

die neuste Ergänzung ihrer Serie

von Embedded-System-Boards mit

Mini-ITX-Formfaktor. Laut Brian

Lai, Produktmanager bei Portwell,

ist das neue WADE-8212 für

einen leistungsfähigeren Multi-Tasking-Betrieb

und eine verbesserte

Bildausgabe mit hoher Auflösung

sowie eine schnellere Netzwerkkonnektivität

(2,5 Gb) konzipiert

worden.Seine reichhaltige Ausstattung

mit Ein- und Ausgängen

und Erweiterungsmöglichkeiten

unterstützt eine Vielzahl von

Peripherie geräten in den verschiedensten

Anwendungen wie industrielle

Automatisierung, Produktion

mit Robotern, automatisierte

Prüfanlagen, Halbleiterausrüstung,

Prozesssteuerungen in der Produktion,

automatische fahrerlose

Transportfahrzeugen (AGV), medizinische

Geräte, Kommunikationseinrichtungen,

IoT-Gateways, intelligente

Transportsystemeu.v.m.

Schnittstellen und

Erweiterungen

WADE-8212 unterstützt den Intel

Q470E Chipsatz und die neuste

Intel Core i9/i7/i5/i3/Pentium/Celeron

Prozessorplattform (vormals

Comet Lake S) der 10. Generation

mit bis zu 10 Kernen/20 Threads

(35 W - 80 W) im LGA1200-Sockel.

Weitere Features sind Zweikanal-

DDR4 2400/2666/2933 MHz Non-

ECC SDRAM in zwei SO-DIMM-

Sockeln bis 64 GB; 1 und 2,5 Gigabit

Ethernet (Intel I219LM und I225LM);

5x COM-Ports (zwei davon per BIOS

konfigurierbar); 6x USB 3.2 Gen 1

und 4x USB 2.0; 4x SATA III Ports,

GPIO und Audiobuchse.

Die reichhaltigen Erweiterungsmöglichkeiten

umfassen 1x PCIe

Gen 3 x16, 1x M.2 Key E 2230

für Funkmodule (Bluetooth/Wi-Fi),

1x M.2. Key M 2242/2260/2280 für

SSD, 1x M.2 Key B 3042 und SIM-

Kartensteckplatz für 4G/5G. Die drei

Displayanschlüsse sind 1x DP 1.2

„Das neu entwickelte WADE-8212

enthält die Intel Core Prozessoren der

neusten 10. Generation“, sagte Lai.

„Damit bietet es bis zu 20 % mehr

Kerne als Prozessoren der vorherigen

Generation, bis zu 31 % mehr

Leistung im Multitasking mit rechenintensiven

Anwendungen sowie bis zu

11 % mehr Leistung bei rechenintensiven

Anwendungen mit nur einem

Task. Aber das sind noch nicht alle

Vorteile. Sein MOSFET-Kühlkörper

leitet die Wärme effizienter ab und

ist für lüfterlose Systeme geeignet.

Um die Servicefähigkeit zu verbessern,

besteht die Option, für eine

längere CMOS-Datenerhaltung eine

wiederaufladbare CMOS- Batterie

einzusetzen. Die Führungen für

eine kompakte PCIe-Karte erleichtern

das Einsetzen und verhindern

Schäden. Der 2,5 Gigabit LAN-Support

(Intel I225LM) liefert eine bis zu

2,5 Mal schnellere Netzwerkleistung

gegen über herkömmlichem 1 Gigabit

LAN, um den Anwender schnellere

Dateiübertragungen und noch

reibungsloseres Videostreaming mit

derselben hohen Qualität zu bieten.“

Außerdem bietet das verbesserte

WADE-8212 eine große Anzahl von

Ein- und Ausgängen und reichhaltige

Erweiterungsmöglichkeiten,

einschließlich 1x PCI Express x16

und mehreren M.2- Steckplätzen

für drahtlose Konnektivität, Speicher

und mehr Funktionen in einem

großen Anwendungsbereich. Die

Kunden erhalten nicht nur modernste

Technologie und Features, sondern

auch eine Produktverfügbarkeit

über 15 Jahre aller Portwell-

Produkte. ◄

54 meditronic-journal 2/2021


Medical-PC/SBC/Zubehör

Leistungsdurchbruch mit Intel-Core-

Prozessoren der 11. Generation

Advantech stellt das SOM-6883

für eine Reihe von Anwendungen

vor. Das COMe Compact Typ 6

Modul mit Intel-Core-Prozessoren

der 11. Generation (Tiger Lake

UP3) bietet Intels hervorragende

Iris-Xe-Grafik, verbesserte Rechenleistung

und KI-Beschleunigung. Die

neuen Echtzeitfunktionen mit geringer

Latenz machen den stromsparenden

Tiger Lake-Prozessor zur

idealen Lösung für Anwendungen

wie KI-Inferenz, medizinische Bildgebung

und Edge Computing in

Umgebungen mit beengten Platzverhältnissen.

Advantech

www.advantech.eu

Hervorragende

Grafikperformance

Das SOM-6883 ist mit DDR4-

3200-Speicher ausgestattet, ein

Kanal aufgelötet und der zweite

Kanal als SO-DIMM, das Konfigurationen

mit höherer Speicherkapazität

bietet, was eine verbesserte

Speicherbandbreite und die

hervorragende Grafikperformance

ermöglicht. Das Modul bietet außerdem

Super-Speed-Schnittstellen wie

2,5-Gbase-T TSN LAN, PCIe Gen 4

und USB 3.2 Gen 2. Zudem bietet

Advantech ein Referenz design, um

USB4 (Thunderbolt) über das Entwicklungs-Carrier-Board

zu realisieren,

damit Anwender diese Technik

schneller nutzen können. Die integrierte

NVMe SSD, der IBECC-Speicher

(InBandECC), der Weitbereichseingang

sowie die hohen

Betriebstemperaturen machen das

SOM-6883 zur perfekten Wahl für

Anwendungen in den Bereichen

Medizintechnik, maschinelles Lernen,

hochwertige Testgeräte und

Verteidigungstechnik.

Hohe Leistungsfähigkeit

Die 10nm-Mikroarchitektur der

11. Generation der Intel-Core-

Prozessoren, die CPU- und GPU-

Rechenleistung mit KI-Beschleunigung

bereitstellt, verleiht dem

SOM-6883 eine hervorragende

Rechenleistung, die bis zu 25 %

schneller als die der Vorgängermodelle

ist. Hinzu kommen eine

2,95-fache bessere Grafikleistung

und eine schnellere Reaktionsfähigkeit

bei einer geringen Leistungsaufnahme

von 12 bis 28 W. Das

SOM-6883 ist mit bis zu 96 GPUs

und zwei Video-

Decoder-Einheiten

mit Intel-Iris-Xe-Grafik

das erste COMe-

Compact-Modul, das

bis zu vier unabhängige

4K-Display- oder

zwei 8K-HDR-Ausgänge

unterstützt.

Gleichzeitig ist die

Plattform für ihre KI-

Beschleunigung mit

der Deep Learning

Boost Engine VNNI

von Intel bekannt,

mit der sich die Effizienz

und Inferenzleistung

erheblich

verbessert. Um seinen

Partnern zu helfen,

KI-Anwendungen

weiter voranzutreiben,

bietet Advantech das OpenVINO-

Toolkit von Intel je nach Bedarf an.

Verbesserte

Datenübertragung

Das SOM-6883 unterstützt mehrere

moderne Schnittstellen. Es ermöglicht

die schnelle Datenübertragung

mit einer größeren Bandbreite

über 2,5G LAN, PCIe Gen 4 und

NVMe SSDs, um große Datenmengen

zwischen AIoT-Anwendungen

zu übertragen. Das mit TSN (Time

Sensitive Networking) ausgestattete

2,5G LAN ist die beste Wahl

für Automatisierungs- oder Edge-

Anwendungen, die eine geringe

Latenz benötigen. Diese Technik

erfüllt die Anforderungen der Echtzeitkommunikation

und ermöglicht

es, dass kritische Daten im Kommunikationsprozess

priorisiert werden,

z. B. die rechtzeitige Übertragung

von Befehlen, Aktionen oder

Sicherheitsinformationen.

Das SOM-6883 ist auch das erste

COMe-Modul, das PCIe Gen 4 für

doppelte Datenübergangsraten

unterstützt. Es bietet auch USB4,

das als DisplayPort, Thunderbolt,

USB 3.2 und USB 2.0 über den

flachen USB-C-Anschluss konfiguriert

werden kann. Advantech

bietet ein USB4-Referenzdesign

und ein Starterkit mit einem Carrier-Board

mit einer Mezzanine-

Karte (SOM-MZ10) an, um das

Design-in der neuen Schnittstellen

zu beschleunigen. Neben seiner

hohen Leistungsfähigkeit verfügt

das SOM-6883 über ein zuverlässigeres

Design, damit es sich an

verschiedene Anwendungen anpassen

lässt. Das Modul ist mit 16 GB

gelötetem DDR4-3200-Speicher

und einer NVMe SSD für höhere

Vibrations- und Stoßfestigkeit ausgestattet.

Es unterstützt auch IBECC-

Speicher für eine fehlerfreie Funktion,

den integrierten TPM2.0-Chip

zum Schutz vor Cyberattacken,

einen 8,5- bis 20V-Weitbereichseingang

und eine Betriebstemperatur

von -40 bis 85 °C.

Anforderungen erfüllt

Damit erfüllt das SOM-6883 die

Anforderungen missionskritischer

Anwendungen in der Luft-, Raumfahrt-,

Verteidigungstechnik, im

Transportwesen und in Kommunikationsanwendungen

im Freien. Das

Modul unterstützt nicht nur Hardware,

sondern auch BIOS-Speicherschutz

und sicheres Booten, BIOS

Power Management sowie WISE-

DeviceOn für die Remote-Hardware-Überwachung

und OTA-Software-Updates,

um Systemfehlfunktionen

zu vermeiden. Damit lassen

sich zuverlässige Produkte für eine

Vielzahl von AIoT- und IIoT-Anwendungen

entwickeln.

Wesentliche

Leistungsmerkmale

• COM Express R3.0 Compact

Typ 6 Modul

• Intel-Core-i7/i5/i3/Celeron-Prozessoren

der 11. Generation

• Bis zu 16 GB On-Board DDR4

3200 MT/s und bis zu 32 GB SO-

DIMM 3200 MT/s

• Vier unabhängige Displays mit 3x

DDI, eDP/LVDS oder VGA

• 1 PCIe x4 Gen 4, 5 PCIe Gen 3,

4 USB 3.2 Gen 2, 2.5G LAN,

2 SATA III Ports

• Unterstützt Advantech iManager

und WISE-DeviceOn

• Betriebstemperaturbereich:

Standard: 0 ~ 60 °C,

erweitert: -40 ~ 85 °C ◄

meditronic-journal 2/2021

55


IoT/Industrie 4.0

Zuverlässig vernetzt im

Gesundheitssystem

Bressner Technology erklärt, wie mit speziellen IoT-Lösungen von Digi International die lebenswichtige

Konnektivität zwischen Patienten, Ärzten, Maschinen und Systemen hergestellt werden kann – wo und wann

immer die Gesundheitsversorgung stattfindet.

Das Internet der Dinge (IoT) verändert

jeden Winkel des Gesundheitswesens

und die Zukunft sah

noch nie so vielversprechend aus.

Patienten gewinnen neue Freiheiten,

da sie durch die Fernüberwachung

ständig unter der Beobachtung und

Obhut der behandelnden Ärzte bleiben.

Auch Ärzte werden in ihrem

Handeln durch fortschreitende Konnektivität

der Geräte gestärkt, die

ihnen einen sofortigen Zugriff auf

Echtzeitinformationen ermöglichen.

Zudem bieten sich für Administratoren

neue Wege, um verschiedene

Standorte effizienter zu verwalten

und dabei gleichzeitig die Qualität

der Datenpflege zu verbessern, da

die Systeme immer stärker automatisiert

und integriert werden kön-

BRESSNER Technology

GmbH

www.bressner.de

nen. Besonders der Datenintegrität

wird dabei eine große Verantwortung

zu teil, wenn Leben und

Gesundheit auf dem Spiel stehen.

Das zeigt, dass eine sichere und

zuver lässige Netzwerkleistung noch

nie so wichtig für das Gesundheitswesen

war wie heute.

Störungsfreie Konnektivität

„IoT-Produkte ermöglichen störungsfreie

Konnektivität für Notfallkommunikation,

Patienten- und

Arzneimittelüberwachung, Compliance-Berichterstattung

und mehr,

überall dort, wo die Verbindung von

Menschen und Maschinen unerlässlich

ist. Damit ermöglichen sie

neue Möglichkeiten für IoT-Anwendungen

und -Services im Gesundheitswesen“

sagt Martin Stiborski,

Geschäftsführer der Bressner Technology

über die Möglichkeiten von

IoT-Lösungen im Gesundheitswesen.

„Die Netzwerk-Lösungen

von Digi bieten neben Routern und

Gateways auch Softwaresysteme

um Befehle und Datenübertragung

schnell, zuverlässig und sicher zu

verarbeiten.“

Aufbau eines eigenen

Netzwerkes

Die Gesundheitsversorgung von

heute findet nicht immer innerhalb

einer festen Struktur statt. Ambulante

Notfalldienste benötigen daher

immer eine sichere Verbindung, um

Zugriff auf Patientendaten zu erhalten

oder störungsfrei mit Einsatzzentralen

oder Krankenhäusern kommunizieren

zu können. Mit Hilfe des

Digi LTE-Advanced 802.11ac Router

kann ein immer verfügbares Netzwerk

eigens für ambulante Rettungsdienste

oder Pflegekräfte aufgebaut

werden, das eine problemlose Kommunikation

ermöglicht – wo immer

der Einsatz auch gerade ist.

Ausfallzeiten sind keine

Option

Der Zugriff auf die Router über

die Digi Remote Manager-Anwendung

ermöglicht es, Geräte zu überwachen,

Probleme zu diagnostizieren

und sie aus der Ferne direkt zu

beheben, ohne dabei vor Ort sein

zu müssen. Die Anwendung bietet

ein einziges Online-Performance-

Dashboard für die Konfiguration

und Fehlerbehebung von Geräten

an verschiedenen Standorten.

Automatisierte Alarme und Berichte

halten den Administrator immer auf

dem Laufenden und ermöglichen

es Netzwerkprobleme rechtzeitig

erkennen und vor allem beheben

zu können.

Geräte im Netzwerk

integrieren

MRT-Geräte, CT-Scanner oder

andere Geräte sind nicht immer für

eine integrierte, vernetzte Versorgung

konzipiert worden. Durch die

Verwendung von USB-zu- Seriellund

Netzwerk-zu-Seriell-Produkten

können Verbindungen zu

einer Workstation, einem mobilen

Wagen, einem Server, einem virtu-

56 meditronic-journal 2/2021


IoT/Industrie 4.0

Industrietaugliche Ethernet Switches mit Langzeitverfügbarkeit

Kontron erweitert seine Industrial

Switch-Produktlinie um weitere

leistungsstarke und kostengünstige

Modelle der KSwitch-Familie

für Fast- und Gigabit-Ethernet. Die

ersten 23-KSwitch-Varianten sind

seit dem Q1/2021 verfügbar und

werden im Laufe des Jahres um

weitere Varianten ergänzt. Moderne

Hochleistungschips, Automatisierungslösungen,

5G-Konnektivität

und nicht zuletzt industrielle Switches

sind wesentliche Bausteine für

erfolgreiche Industrie 4.0 und IoT-

Anwendungen. Die neuen KSwitch-

Modelle von Kontron sind für Fastund

Gigabit-Netze bis 10G geeignet

und wurden speziell für den Einsatz

im industriellen Umfeld ent wickelt.

Neben einer kompakten Bauweise

bieten die Switches die Möglichkeit,

Maschinen, Steuerungen und

andere Komponenten auf der Basis

von Industriestandards problemlos

miteinander zu verbinden.

Flexibel kombinierbar

Alle Switches können flexibel

miteinander kombiniert werden

und erleichtern dadurch den

Aufbau einer zukunftsorientierten

IT-Umgebung. Dank des Single-

Chip-Designs arbeiten die Switches

zuverlässig und hoch performant

bei gleichzeitig reduziertem

Stromverbrauch. Weitere Kosteneinsparungen

ergeben sich durch

den Einsatz von standardisierten

RJ45- sowie optional SFP(Small

Formfactor Pluggable)-Slots.

SFPs sind verfügbar als modulare,

optische oder elektrische

Transceiver für Fiber Optics oder

„Direct Attach Copper“ und können

je nach Anwendungsfall flexibel

und skalierbar eingesetzt werden.

Durch die kompakte Bauweise ist

der Platzbedarf im Schaltschrank

oder industriellen Rack um bis zu

35 % reduziert.

Robust, auch gegen

Magnetfelder

Die Switches verfügen über ein

hochwertiges Metallgehäuse, das

sie für den Einsatz in robusten

Umgebungen prädestiniert. Sie

können standardmäßig bei Temperaturen

von -40 bis +75 °C bzw.

von -10 bis +60 ºC eingesetzt werden,

zudem unterstützen die meisten

Produkte einen erweiterten

Versorgungsspannungsbereich

von 12 bis 58 V DC. Dank des

robusten Netzteils und einer elektrischen

Immunität an jedem Port

von bis zu 2 kV Surge, arbeiten

die Switches auch in rauen Produktionsumgebungen

mit starken

Magnetfeldern oder instabiler

Spannungsversorgung sicher und

zuverlässig.

Auch für virtuelle Netze

Die Switches unterstützen teils

Power Over Ethernet (PoE/PoE+,

Ultra PoE) bzw. sind als Powered

Device zu betreiben. Implementierte

Managementfunktionen

ermöglichen neben anderen Features

auch den Aufbau virtueller

lokaler Netze (VLAN), um in industriellen

Umgebungen Netzwerke

zu strukturieren und aus Sicherheitsgründen

zu separieren.

Alle Modelle sind über den Webshop

des Kontron-Partners Rutronik24

zu beziehen.

Kontron Europe GmbH

info@kontron.com

www.kontron.com

ellen Host oder einer Cloud-basierten

Plattform aufgebaut werden und

so Flexibilität und Mobilität bieten,

um die Reaktionsfähigkeit zu verbessern

und den Zeitaufwand für

die Einrichtung von Verbindungen

zu verringern.

Medizinische Geräte

um smarte Funktionen

erweitern

Eine weitere Möglichkeit IoT-

Lösungen im Bereich der Medizin

zu integrieren bietet die Verwendung

von kompakten und leicht integrierbaren

System-on-Module (SOM)-

Lösungen. Mit Hilfe dieser können

medizinische Gerätschaften bereits

ab Werk um vielfältige Konnektivitätsoptionen

erweitert werden, die

die Behandlung von Patienten oder

Pflegebedürftigen erleichtern oder

sogar Leben retten.

Defibrillatoren:

Die Geräte können lokale drahtlose

Netzwerke dort nutzen, wo sie

sich gerade befinden, so dass der

Betriebsstatus (z. B. die Batterielebensdauer)

überwacht und Geräteausfälle

proaktiv verhindert werden

können.

Mobile Pflegestationen:

Mit dem ConnectCore 6 können

mobilen Pflegestationen leichter

überwacht und geortet werden.

Die eingebaute Intelligenz, die Netzwerkkonnektivität

und die grafischen

Möglichkeiten von ConnectCore 6

sorgen für eine bessere Benutzererfahrung,

eine sichere Integration

in Krankenhausnetzwerke und die

Einbindung in zusätzliche Anwendungen

und Funktionen.

Smarte Krankenbetten:

Krankenhausbetten beherbergen

heute anspruchsvolle Patientendiagnostik

und -metriken. Das

ConnectCore Modul ermöglicht es,

intelligentere Betten zu bauen, die

integrierte Gewichtsmessungen,

Belegungsüberwachung, Patientenunterhaltung,

Umgebungssteuerung

und mehr bieten.

Intelligente

Infusionspumpen:

Infusionspumpen, die mit Digi IoT

Produkten ausgestattet sind können

automatisiert über die Verabreichung

von Medikamenten informieren.

Eine sichere drahtlose Verbindung

sorgt für eine nahtlose Integration

in das Netzwerk eines Krankenhauses

und trägt zudem dazu

bei, dass die Daten der internen

Medikamentenbibliothek der Pumpe

auf dem neuesten Stand sind. Die

Netzwerkkonnektivität kann auch

Warnmeldungen zu Pumpenwartungsproblemen

auslösen oder

eine zentrale Nachverfolgung der

im Krankenhaus verteilten Geräte

ermöglichen. ◄

meditronic-journal 2/2021

57


Komponenten

Schlankes Handgehäuse für mobile

Anwendungen

Mobile Geräte benötigen eine funktionale sowie optisch ansprechende Verpackung. Dabei ist eine handliche,

flache Abmessung mit gleichzeitig viel Volumen für universelle Einbauten und moderne Funkstandards ideal.

und sieht dabei besonders ästhetisch

aus. Zum Gehäuseumfang

gehören je ein Ober- und Unterteil

aus flammwidrigen ASA+PC-FR

(UL 94 V-0) in der Farbe grauweiß

(RAL 9002). Die Montage erfolgt

rückseitig mittels vier TORX-Edelstahlschrauben.

Das schmeichelt der

Optik, da keine Schraubenköpfe im

Sichtfeld stören. Das SLIM-CASE

ist in sechs Ausführungen in den

Maßen (Länge x Breite x Höhe) 148

x 74 x 19/22 mm erhältlich.

bauvolumen um 3 mm und dient

zusätzlich als Stoßschutz. Als weiteres

Zubehör gibt es eine transparente

Frontscheibe (auf Anfrage

rückseitig bedruckbar), die darunter

liegende Displays schützt. Befestigt

wird das Ganze mit einer Klebe folie.

Die Gehäuse erreichen mit dem

TPE-Zwischenring IP54 oder einer

optionalen Dichtung die Schutzart

IP65. So können die SLIM-CASE

im Innen- als auch im Außenbereich

genutzt werden.

Odenwälder Kunststoffwerke

Gehäusesysteme GmbH

www.okw.com

Die neue Handgehäusereihe

SLIM-CASE von OKW Gehäusesysteme

ist mit dem schlanken

Design und der Auswahl an verschiedenen

Bedienfronten bestens

für diese mobilen Elektronikanwendungen

geeignet.

Das flache SLIM-CASE

ist durch seine Konstruktion optimal

für moderne Handbediengeräte.

Es liegt komfortabel in der Hand

Drei verschiedene

Bedienfronten:

• 1,6 mm vertieft: Für den Einsatz

einer konturgetreuen, transparenten

Frontscheibe oder einer

Folientastatur.

• 1 mm vertieft: Für Anwendungen

mit Dekorfolien.

• Plane Bedienfläche: Für individuelle

Gestaltung und Anordnung

von Bedien- und Anzeigeelementen

aller Art.

Diese drei Varianten gibt es mit

jeweils zwei verschiedenen Unterteilen:

mit oder ohne erhöhtem Dom

für den optionalen TPE- Zwischenring

in vulkan. Dieser erhöht das Ein-

Schlankes Design

Durch das schlanke Design

sind die Gehäuse für den Einbau

flacher elektronischer Bauteile

sowie großflächiger Displays und

Touch-Anwendungen ideal. Die

möglichen Einsatzgebiete reichen

von der Mess- und Regeltechnik, IoT

/ IIoT, über Health Care, Labor- und

Medizintechnik, Umwelttechnik bis

hin zur drahtlosen Kommunikation.

Dabei lassen sich die SLIM-CASE

ganz nach Wunsch modifizieren,

beispielsweise mit einer mechanischen

Bearbeitung für Schnittstellen,

Bedruckung von Firmen logos, Lackierung

in verschiedenen Glanzgraden

oder Metallic-Lack, EMV-Aluminiumbeschichtung,

Folien tastaturen

und vieles mehr. ◄

Zuverlässige und geräuscharme Lüfter für den Einsatz in medizinischen Geräten

Schukat

www.schukat.com

Mit den Lüfterserien MF und HA

von Sunon führt Schukat electronic

innovative und qualitativ hochwertige

Lüfter im Programm, die

professionelle Kühllösungen für

Medizingeräte-Hersteller ermöglichen.

Zu den vielseitigen Einsatzmöglichkeiten

zählen unter anderem

medizinische Beatmungsgeräte,

COVID-19-Testgeräte, Inkubatoren,

medizinische Diagnosegeräte

wie Ultraschall- und MRT-

Geräte, Patienten-Überwachungssysteme

ebenso wie kleinere medizinische

Geräte für den Hausgebrauch,

darunter Inhalationsgeräte

und Sauerstoffgeräte.

Zuverlässig

Für den Einbau in Geräten der

Diagnostik und im Labor-Einsatz

eignen sich die DC-Axial-Gerätelüfter

der MF-Serie von Sunon ideal,

die auch als PWM-fähige Varianten

erhältlich sind. Die Lüfter gewährleisten

eine hohe Zuverlässigkeit

und unterstützen eine effektive

Wärmeableitung. Ihr Antrieb erfolgt

über einen elektronisch kommutierten

Gleichstrommotor. Dabei

arbeiten die Lüfter zuverlässig

mit lang lebigen Kugellagern, bei

kleineren Bauformen verwendet

Sunon sein patentiertes Vapolager

mit Magnetic Levitation System

(MagLev). Dieses sorgt für einen

vibrationsfreien und geräuscharmen

Gleichlauf des Flügelrades (Impeller)

und ermöglicht damit sehr leise

und leistungsstarke Lüfter. Solche

Lüfter sind in der Größe 40 x 40

x 20 mm beispielsweise bei dem

58 meditronic-journal 2/2021


Komponenten

Atemanalyse mit Microlüftern

Mittels Echtzeitanalyse können mit dem SpiroNose die Biomarker untersucht werden, die sich im Atem befinden.

Für den geregelten Luftstrom ist hier der Sensorlüfter MF15A05 verantwortlich.

einer KI-betriebenen Plattform, die eine Vor-

Ort-Analyse von ausgeatmeten Biomarkern

in Echtzeit ermöglicht. Somit ist der Spiro-

Nose in der Lage, eine COVID-19-Infektion

zuverlässig auszuschließen. Breathomix hat

es sich zur Aufgabe gemacht, einen schnellen

und nicht-invasiven Atemtest für klinische

Anwendungen wie das COVID-19-Screening

zu entwickeln.

Kompakter Microlüfter

SEPA EUROPE GmbH

www.sepa-europe.com

Ausgeatmeter Atem enthält Hunderte von unterschiedlichen

Molekülen (Volatile Organic Compounds,

VOCs) in der Gasphase, die während physiologischer

Prozesse im Körper produziert werden. Krankheiten

aber beeinflussen die normalen physiologischen Prozesse

des Körpers und verändern dadurch die Zusammensetzung

der VOCs im Atem.

Aufgrund dieser Erkenntnis hat das niederländische

Unternehmen Breathomix die BreathBase entwickelt.

Dies ist eine Kombination aus einer einfach zu bedienenden

eNose, der SpiroNose und einer ständig wachsenden

Online-Referenzdatenbank, gekoppelt mit

Für die Analyse der Luft benötigt der Spiro-

Nose einen geregelten Luftstrom. Dafür ist

der Sensorlüfter MF15A05 von SEPA Europe

in den Abmessungen 15 x 15 x 8 mm geradezu

prädestiniert. Da er ein echter Platzsparer

ist, konnten vier MF15A05 im Gerät

untergebracht werden. Die Microlüfter versorgen

den Sensor im Gerät mit der Umgebungsluft

während der Patient durch den

SpiroNose atmet. Trotz seiner kompakten

Größe hat der MF15A05 eine Durchflussrate

von bis zu 10 l/min und ist dank seines

aerodynamischen Designs angenehm leise.

Zuverlässiges Magfix Gleitlager

Microlüfter von SEPA Europe sind mit dem zuverlässigen

Magfix Gleitlager ausgestattet und haben

eine Lebensdauererwartung von bis zu 210.000 h.

Dank des optionalen Tachoausgangs kann die Drehzahl

ständig überwacht werden.

SEPA Europe ist Lüfterspezialist im Bereich Medizintechnik

mit langjähriger Erfahrung und kann hier garantieren,

dass Lüfter auch über einen längeren Zeitraum

hinweg zuverlässig und schnell geliefert werden. ◄

Medizintechnikhersteller Medtronic

im Einsatz.

Geräuscharm

Speziell für den Einsatz in

geräuschsensitiven Applikationen

im direkten Patientenumfeld bietet

die HA-Serie von Sunon eine

optimale Lösung. Das Design der

Lüfterserie ist konsequent auf eine

Geräuschentwicklung von unter

20 phon ausgelegt – und liegt damit

unterhalb des für einen Menschen

wahrnehmbaren Bereichs einer Einzelgeräuschquelle.

Lüfterrad und

Gehäuse wurden hier speziell unter

den Gesichtspunkten einer möglichst

niedrigen aerodynamischen

Geräuschentwicklung entwickelt,

zusätzlich findet das geräuscharme

und wartungsfreie magnetische

Vapolager Verwendung. Durch diese

Anpassungen lassen sich die Lüfter

in einer normalen Umgebung wie

einem Patientenzimmer oder Labor

nicht mehr als einzelne Geräuschquelle

identifizieren. Die HA-Serie

bietet eine Luftleistung zwischen

5,9 und 93,4 m³/h und ist in den

Gehäusemaßen ab 30 x 30 mm bis

120 x 120 mm sowie optional mit

rundem Gehäuse erhältlich.

Die Serien MF und HA von Sunon

sind ab Lager Schukat verfügbar. ◄

meditronic-journal 2/2021

59


Komponenten

Genau, stabil, hochintegriert

Präzise und platzsparende Dünnschichtwiderstandsnetzwerke ermöglichen Teilerschaltungen

über einen Zeitraum von 10.000

Stunden eine Drift von weniger

als 0,1 % ergeben.

Susumu Deutschland GmbH

www.susumu.de

Für Präzisionsspannungsteiler in

der Fahrzeugelektronik, der medizinischen

Gerätetechnik sowie in

der analogen und Präzisionsmesstechnik,

bei denen es auf Genauigkeit

und Stabilität ankommt, bietet

Susumu die Widerstandsnetzwerke

seiner RM-Serie an. Diese integrieren

jeweils zwei bis sechs Dünnschichtwiderstände

vom Typ RG

desselben Herstellers und teilen

Eingangsspannungen von bis zu

1000 V in unterschiedlichen Verhältnissen,

entsprechend den jeweiligen

Widerstandswerten. Standardmäßig

sind verschiedene Teilungsverhältnisse

von 1:1 bis 1:100 erhältlich;

kundenspezifische Lösungen

hinsichtlich der Widerstandswerte

bzw. größerer Teilungsverhältnisse,

jedoch auch in Bezug auf Bauformen

und interne Schaltungen sind

ab der Losgröße 100 realisierbar.

Langlebig und resistent

Die RM-Dünnschichtwiderstandsnetzwerke

sind für Nennleistungen

von 0,05 W bis 0,1 W je

Element bzw. von 0,1 W bis 0,4 W

je Netzwerk ausgelegt. Die Nennwerte

der Widerstände reichen von

100 Ω bis 500 kΩ. Zu den Eigenschaften

der platzsparenden Komponenten

zählt neben ihrer langen

Lebensdauer und dem geringen

Rauschen auch die Resistenz gegenüber

Schadgasen.

Sowohl der relative Widerstandstemperaturkoeffizient

(Temperature

Coefficient of Resistance, TCR)

der Bauteile als auch ihre relative

Widerstandstoleranz ist definierbar.

Niedrige Werte beider Größen

sind entscheidend, um präzise und

stabile Spannungsteilungsverhältnisse

zu erreichen. TCR-Werte sind

bis hinab zu ±5 ppm/K (‚absolut’)

bzw. ±1 ppm/K (‚TCR-Tracking’)

möglich; die relative Widerstandstoleranz

kann Werte bis hinab zu

±0,05 % (‚absolut’) bzw. ±0,01 %

(‚Ratio’) erreichen.

Zuverlässigkeitsdaten der Bauelemente

entsprechen denen

der RG-Widerstandsserie; hier

haben verschiedene Prüfungen

Beispiel Leistungselektronik

Ein typisches Einsatzgebiet für

Spannungsteiler, die derartige

Widerstandsnetzwerke nutzen, ist

die Leistungselektronik von Elektrofahrzeugen.

Hier tragen hohe Spannungspegel

dazu bei, die Energieeffizienz

zu optimieren und das

Wärme management zu verbessern.

Messeinrichtungen benötigen

die Teiler schaltungen, um hohe

Eingangsspannungen für präzise

und sichere Messungen auf deutlich

niedrigere Pegel abzusenken.

Während die RM-Serie für Betriebstemperaturen

von -55 bis

+85 °C ausgelegt ist, hat Susumu

für Temperaturen bis +230 °C sowie

zugunsten der Lötstellenfestigkeit die

Ausführung RMA im Programm –

mit Gold- anstelle von Zinnkontakten.

Ihr erweiterter Temperaturbereich

kommt ebenfalls Anwendern

in der Automobilindustrie zugute;

allerdings ist hier ein deutliches

Derating oberhalb von +125 °C zu

beachten.

Anwendungsgebiete:

• Spannungsteilerschaltungen bis

1000 V

• Leistungselektronik in Elektrofahrzeugen,

Medizinelektronik, Präzisions-

Messinstrumente

• mehrstufige Präzisionsverstärkung

kleiner Signalpegel

Eigenschaften:

• Hochintegrierte, platzsparende

Bausteine

• lange Lebensdauer

• geringes Rauschen

• unempfindlich gegen Schadgase

• Nennleistung: 0,05 W bis 0,1 W

je Element; 0,1 W bis 0,4 W je

Netzwerk

• TCR: definierbar; bis hinab

zu ±5 ppm/K (‚absolut’) bzw.

±1 ppm/K (‚TCR- Tracking’)

• relative Widerstandstoleranz: definierbar;

bis hinab zu ±0,05 %

(‚absolut’) bzw. ±0,01 % (‚Ratio’)

• Drift: < 0,1 % über 10.000 h. ◄

60 meditronic-journal 2/2021


Komponenten

IPx7 Federkontakt-Stecker für anspruchsvolle Einbausituationen

Mehrere Federkontakte, auch

verschiedener Arbeitshöhen, können

in einem Kunststoffgehäuse zu

einem kundenspezifischen Steckverbinder

zusammengefügt werden.

Das Verpressen der einzelnen

Kontakte mit dem Kunststoffgehäuse,

als gängige Methode,

erreicht dabei eine Dichtigkeit von

IP54. Für anspruchsvollere Einbausituationen,

in denen Schutzklassen

von IPx7 und höher gefordert

werden, bietet die N&H Technology

GmbH verschiedene Stecker-Konstruktionen

an. Zu einem können

die Pins mit einer O-Ring Dichtung

ergänzt werden, zum anderem

gibt es die Möglichkeit der

direkten Umspritzung mit Kunststoff

und / oder dem Versiegeln

mit Elastomer-Materialien.

Bei der Umpritzung

mit Kunststoff

kann der Stecker

zudem eine individuelle

und passgenaue

Form annehmen,

sowie Buchsen

und Steckvorrichtungen

integriert

werden. Montagezeit

und -kosten können

dadurch erheblich

verringert werden.

Weitere Vorteile

von Steckverbindern

auf Federkontaktbasis

sind ihr kleines

Rastermaß, eine hohe Integrationsdichte

und lange Lebensdauer. Der

hohe Toleranzausgleich von Federkontakten

gewährleistet eine weitestgehend

stoß- und vibrationsbeständige

Verbindung. So werden

diese Stecker den stetigen

Anforderungen tragbarer Elektronikgeräte

an Größe, Gewicht und

Robustheit gerecht.

In diesem Zusammenhang

besonders interessant sind

Federkontakte mit der Super AP-

Beschichtung, die N&H als Sonderbeschichtung

anbietet. Diese

Beschichtung ist extrem widerstandsfähig

gegen elektrolytische

bzw. galvanische Korrosion, während

sie ihren sehr geringen Widerstand

beibehält. Im Vergleich zur

Standardbeschichtung Gold weist

diese Nickel-freie Beschichtung

eine erhöhte Widerstandsfähigkeit

gegen Salzwasser, Transpiration

und Elektrolyse auf.

Anwendung finden die wasserdichten

Stecker besonders bei

mobilen Tracking- und Navigationsgeräten

im Außenbereich, sowie

in Geräten der Medizintechnik und

Industrie. Ausschlaggebend für die

erreichte Schutzklasse ist immer

die Einbausituation.

N&H Technology GmbH

www.nh-technology.de

Große Leistung, klein verpackt

Merkmale

• Kalibriert und kompensiert

• 60 mbar bis 2,5 bar | 6 kPa bis

250 kPa | 1 psi bis 30 psi

• 24-Bit-Digital-I2C- oder SPI-kompatibler

Ausgang

• Geringer Stromverbrauch

(


Komponenten

Aluminiumbeschichtete Faseroptiken für raue

Umgebungen

Neue Spezialfasern unterstützen Anwendungen in Hochtemperatur- und Hochvakuumbereichen und widerstehen

auch aggressiven Substanzen

CeramOptec

www.ceramoptec.de

CeramOptec bietet seine Faseroptiken

ab sofort auch in einer

Spezial ausführung für den Einsatz

unter rauen Umfeldbedingungen an.

Die neuen CeramOptec AL-Fasern

sind mit einer hermetisch dichten

Metallbeschichtung aus Aluminium

versehen und so gegen das

Eindringen von Flüssigkeiten und

Gasen geschützt. Sie eignen sich

für Betriebstemperaturen zwischen

-196 °C und +400 °C, gasen auch

unter Hochvakuumbedingungen

nicht aus und widerstehen sowohl

organischen Lösungsmitteln als auch

anderen aggressiven Substanzen.

Die Fasern sind mechanisch deutlich

belastbarer als Fasern mit organischen

Beschichtungen wie etwa

hermetischen Kohlenstoff-Coatings.

Ihre Aluminiumbeschichtung akkumuliert

keine statische Elektrizität

und vereinfacht durch gute Wärmeleitung

die Faserkühlung. Auch ein

Anlöten der Fasern ist grundsätzlich

möglich.

Einsatzgebiete

Naheliegende Einsatzgebiete für

die neuen Faseroptiken sind Hochtemperaturanwendungen

in der

Petrochemischen Industrie sowie

in Kernkraftwerken und Versuchsreaktoren.

Darüber hinaus kommen

AL-Fasern auch für Hochvakuumbeschichtungen

in der Elektronikindustrie

und angrenzenden

Gebieten sowie generell für faseroptische

Anwendungen in Frage,

bei denen Wärmemanagement eine

Schlüssel rolle spielt. Im Umkreis

petrochemischer Prozesse sind

sie vor allem dort von Interesse,

wo bei hohen Umgebungstemperaturen

ein Maximum an Leistungsstabilität

und H 2 -Diffusionsdichte

erforderlich ist.

Aluminiumbeschichtete

Fasern

In AKWs und experimentellen

Kernreaktoren haben sich aluminiumbeschichtete

Fasern insbesondere

in hoch radioaktiven Umgebungen

bewährt, in denen herkömmliche

organische Beschichtungen

rasch degradiert werden.

www.magnet-schultz.com

Die CeramOptec AL-Fasern stellen

deshalb auch hier eine interessante

Option für Hochtemperaturbereiche

dar, minimiert ihre

Beschichtung doch beispielweise

Dämpfungen, die typischerweise

durch Aus glühen bei Temperaturen

von 350 °C induziert werden. Nicht

zuletzt lassen sich durch AL-Fasern

auch Anlagen zur PVD-Beschichtung

optimieren, wie sie in der Elektronikfertigung,

aber auch in Metallverarbeitung,

Luft- und Raumfahrttechnik

oder Medizintechnik zum

Einsatz kommen. Für Applikationen

dieser Art bietet Ceram Optec

die neuen AL-Fasern auch als endverschmolzene

Bündel mit Vakuumdurchführung

an. ◄

Mengenregelventil für Gase

• Typ V PR M 016 / 020

• 2 Wege, normal geschlossen (NC)

• Proportionale Kennlinie Strom-Durchfluss

• Druckbereich: 0-8 bar

• Überlastdruck: 16 bar

• Durchfluss: je nach Baugröße bis 200 l/min

• Für Sauerstoff und neutrale Gase

• Hohe Schaltlebensdauer

• Kurze Stellzeiten

• FDA konform

62 meditronic-journal 2/2021


Lasertechnik

Lasermarkierung von Kunststoffen in der

Medizintechnik

FOBA Laser Marking + Engraving

(ALLTEC Angewandte Laserlicht

Technologie GmbH)

www.fobalaser.com

Kunststoffe kommen in der Medizintechnik

in einer Vielzahl von

Bereichen zum Einsatz. Dabei ist

häufig eine Direkt-Beschriftung

zur Teilekennzeichnung erforderlich.

Und da eine Markierung mittels

Laser dauerhaft haltbar und in hoher

Qualität umsetzbar ist, erweist sich

die Lasermarkierung als erprobte

Methode für die Kennzeichnung von

Kunststoffanwendungen.

Geringe Kosten und hohe

Vielseitigkeit

Die Medizinindustrie verwendet

Plastik sowohl für hygienische Verbrauchsmaterialien

zum Einmalgebrauch

als auch für Implantate,

Hightech-Wearables oder Mehrweginstrumente.

Weitere Beispielanwendungen

sind Spritzen und Kanülen,

Beatmungsmasken, Hörgeräte oder

Insulinpumpen.

Kunststoff gilt aufgrund seiner

geringen Kosten und hohen Vielseitigkeit

als enorm effizient. Materialeigenschaften

wie Transparenz,

Flexibilität, geringes Gewicht und

Robustheit gegen Abnutzung sind

im medizinischen Einsatz gefragt.

In jedem Fall muss die Biokompatibilität

bei Medizinprodukten aus

Plastik berücksichtigt werden, um

die Patientengesundheit nicht zu

gefährden. Dies gilt auch für ein

Kunststoffteil, das lasermarkiert

ist. Hier darf eine mögliche Veränderung

der Materialoberfläche

nicht zu einer Emission von Schadstoffen

führen.

Rückverfolgbarkeit:

Entscheidend für die

Patientensicherheit

Neben der Biokompatibilität

ist Rückverfolgbarkeit

eine weitere Prämisse

für die Patientensicherheit.

Dies gilt insbesondere im

Falle von Produktfehlern

und -rückrufen. Aber auch

zur Rationalisierung von Verarbeitungsprozessen

über

die gesamte Herstellungskette

ist die Teileidentifikation entscheidend.

Daher sollen Markierungen

auf der Produktoberfläche

dauerhaft für Mensch und Maschine

lesbar sein.

Dies gilt vor allem, wenn ein Medizinprodukt

mehrfach verwendet und

nach jedem Gebrauch wiederaufbereitet

wird. Dann ist eine Direktmarkierung

gesetzlich vorgeschrieben

und durch die FDA bzw. MDR-

Bestimmungen geregelt. Dabei

spricht man von der eindeutigen

Produktkennzeichnung (Unique

Device Identification).

Die Anforderungen an eine UDI-

Code-Markierung können mithilfe

der geeigneten Lasertechnik für

fast jeden Kunststoff erfüllt werden.

Darüber hinaus werden Kunststoffprodukte

manchmal auch „nur“

zur Dekoration oder zur Erhöhung

der Fälschungssicherheit gekennzeichnet.

Methoden der Kunststoffmarkierung:

Vom

Aufschäumen bis zum

Materialabtrag

Abhängig von den Eigenschaften

der Kunststoffe können CO 2 -, UV-,

Faser- und andere Festkörperlaser

zur Kunststoff-Markierung eingesetzt

werden. Da die thermische Energie

des Lasers lokal und mit hoher Genauigkeit

wirkt, ist der erzielte Farbumschlag

scharf begrenzt, kontrastreich

und damit gut lesbar.

Ein weiterer Vorteil der Laserbeschriftung

ist die hohe Abriebfestigkeit:

Da die Markierung meist innerhalb

der Materialsubstanz entsteht,

bleibt die Kunststoffoberfläche glatt

und weniger angreifbar. Dies hat

nicht nur Vorteile für die Haltbarkeit

der Zeichen, sondern auch für

die Produkthygiene.

Kunststoffe absorbieren Licht

am besten im ultravioletten Bereich

(UV-Laser) und im fernen Infrarotbereich

(CO 2 -Laser). Jedoch können

durch spezielle Additive im Rohstoffmix

Kunststoffe „laseroptimiert“

werden. Dann helfen die verwendeten

Zusätze, Füllstoffe und Pigmente,

das Absorptionsverhalten

zu verbessern.

Dies führt zu optimalen Markierergebnissen

beim Einsatz bestimmter

Laser. So wird die Verwendung

der vielseitigen Faserlaser (mit einer

Wellenlänge von 1.064 nm) oder

des sichtbaren grünen Laserlichts

(532 nm) erleichtert oder sogar erst

ermöglicht.

Die durch den Laser herbeigeführten

thermischen Veränderungen

im Material erzeugen unterschiedliche

Markiereffekte: während

Farbveränderungen nach hell

oder dunkel die Oberflächenstruktur

kaum beeinflussen, kommt es

beim Schmelzen oder Verdampfen

zu Strukturveränderungen oder

Gravureffekten.

Auf dunklen Kunststoffen entsteht

meist eine Hellerfärbung, auf hellen

Kunststoffen entsteht eine Dunkelfärbung

oder – wie es bei transparenten

Materialien manchmal der

Fall ist – auch eine hellere Markierung.

Die vier Markierverfahren,

die bei der Beschriftung von Kunststoff

zu nennen sind, sind das Karbonisieren,

das Aufschäumen, der

Schichtabtrag einschließlich Tag-

Nacht-Design und die Gravur.

Mehr Details zur Markierung

von Plastik im White Paper

Weitere Informationen zur Kunststoff-Laserbeschriftung

in FOBAs

White Paper „Lasermarkierung von

Kunststoffen“, das zum kostenlosen

Download bereitsteht (siehe

Link) ◄

https://www.fobalaser.com/de/anwendungen/fallstudien/lasermarkierung-von-kunststoffen/

meditronic-journal 2/2021

63


Lasertechnik

Erstes kalibriertes und zertifiziertes

Transmissionsmessgerät

Materialqualifizierung für das Laser-Kunststoffschweißen dank LPKF-Messgerät TMG 3

Für die Qualität der Fügeverbindung

zweier Bauteile beim Laser-

Kunststoffschweißen ist die optische

Transmission des Kunststoffs entscheidend.

Eine Kontrolle der Materialeigenschaften

vor dem Schweißprozess

zahlt sich im Rahmen einer

ganzheitlichen Qualitätssicherung

aus. Mit dem kalibrierten Messgerät

TMG 3 von LPKF ist der Anwender

auf der sicheren Seite.

Das LPKF TMG 3 misst die Transmissionseigenschaften

aller Kunststoffarten

vor dem Laser-Durchstrahlschweißen.

Innerhalb weniger

Sekunden steht fest, ob die tatsächlichen

Transmissionswerte der beiden

Fügepartner mit den Sollwerten

der Prozessdefinition übereinstimmen.

Dadurch fallen Materialabweichungen

aus den Vorprozessen

- Compoundieren oder Spritzguss

- auf, bevor eine ungeeignete

Komponente in den Produktionsprozess

gelangen kann. Das ist wichtig,

denn ungleichmäßige Transmissionsgrade

können zu suboptimalen

Schweißnähten führen.

In-line Transmissionswerte

prüfen

Das Messgerät lässt sich einfach

in eine Fertigungslinie integrieren

und damit in-line die Transmissionswerte

prüfen. So sorgt das

Gerät schon im Vorfeld für Prozesssicherheit

und gewährleistet, dass

Schweißung und Endprodukt den

höchsten Ansprüchen gerecht werden.

Das Transmissionsmessgerät

LPKF TMG 3 ist ein zertifiziertes,

rückführbar kalibriertes Messinstrument.

Die Messmittelfähigkeit

wurde im Rahmen einer statistischen

Mess systemanalyse (MSA) nachgewiesen.

Die Messfilter für die Kalibrierung

sind vom unabhängigen

Institut Fraunhofer ISC geprüft und

zertifiziert. Das Gerät entspricht

zudem den Vorgaben der Automotive-Norm

IATF 16949 und ist damit

direkt zur normkonformen Qualitätssicherung

qualifiziert. Bereits

über 600 dieser Geräte sind weltweit

erfolgreich im Einsatz.

Im Lieferumfang

des Messgeräts der neuesten

Generation sind die Kalibrierplättchen

bereits enthalten. Optional bietet

LPKF auch spezielle Services

rund um die Kalibrierung an. ◄

Bild 1: Das kalibrierte Transmissionsmessgerät LPKF TMG 3 prüft die

Materialeigenschaften und leistet so einen Beitrag zur Qualitätssicherung

LPKF WeldingQuipment

GmbH

www.lpkf-laserwelding.com

www.lpkf.com

Bild 2: Ein Kalibrierplättchen ist im Lieferumfang des TMG 3 enthalten und

stellt sicher, dass der richtige zertifizierte Messwert angezeigt wird. Der

Transmissionswert des Plättchens wurde durch das Fraunhofer-Institut

zertifiziert

64 meditronic-journal 2/2021


Lasertechnik

Einfache Integration in Produktionslinien

Die Modula-Produktlinie von Lasereinheiten, Optiken und Spannmodul zur Integration von Kunststoffschweißen

im Sondermaschinenbau ist durch eine Prozesseinheit ergänzt worden, die einfach an ein Transferband oder an

einen großen Rundtakttisch integriert werden kann.

ProByLas AG

www.probylas.com

Das neue Modula Assembly Inline

ist eine Prozesszelle, die eine Optik,

eine Spanneinheit und Sensoren zur

Prozesssteuerung umfasst.

Als Optik

kommt primär eine Scanner-

Optik mit einem Arbeitsfeld von 100

x 100 mm zum Einsatz aber auch

Ring-, Linien- oder DOE-Optik (Diffraktives

Optisches Element) zum

Simultanschweissen sind möglich.

System Laserklasse 1

Die pneumatische Spanneinheit

drückt von oben nach unten auf

den Werkstückträger mit dem zu

schweißenden Bauteil. Durch ein

geeignetes Design des Spannwerkzeugs

wird die Öffnung zum Werkstückträger

und Bauteil laserdicht

geschlossen, so dass das System

als Laserklasse 1 betrieben werden

kann. Der Sondermaschinenbau

muss sich um keine weiteren

Sicherheitsvorkehrungen bezüglich

des Schweißlasers kümmern

und nur die Zu- und Wegführung

der Bauteile und Werkstückträger

sicherstellen.

Zur Prozesssteuerung kann die

Spanneinheit mit Weg- und Kraftsensoren

ausgerüstet werden um

den Setzweg bei quasi-simultanem

oder simultanen Prozess zu erfassen

und auszuwerten.

Modula Lasereinheit

Das Modula Assembly Inline

wird mit einer Modula Lasereinheit

betrieben, die bis rund 5 m

von der Prozesszelle entfernt platziert

werden kann. Sie sind verbunden

durch eine optische Faser, ein

elektrisches Datenkabel und falls

Scanner-Optik in der Prozesszelle

mit einem zusätzlichen Steuerungskabel.

Die erste live Präsentation des

Modula Assembly Inline sollte an

der Fakuma Messe im vergangenen

Herbst stattfinden, was hoffentlich

dieses Jahr nachgeholt werden

kann. ◄

Freianzeige_Anlassspende_103 x 88_Layout 1 23.05.16 16:07 Seite 1

Was feiern Sie in diesem Jahr?

www.bund.net/spenden-statt-geschenke

Ob Geburtstag, Taufe oder

Jubiläum – Nutzen Sie diesen

Tag der Freude, um Gutes zu

tun und wünschen Sie sich

von Ihren Gästen etwas Besonderes:

Eine Spende für

den BUND!

Fordern Sie unser kostenloses

Informationspaket an:

E-Mail: info@bund.net oder

Tel. 0 30/275 86-565

meditronic-journal 2/2021

65


Materialien

Innovative LDS-Technologie ersetzt

Siliziumwafer

Ensinger: Lithografiefreie Fertigung von Sensoren und Mikrosystemen

Magnetfeldsensor, hergestellt im Spritzguss mit Laserdirektstrukturierung

(LDS). Das verwendete Substrat ist das Hochleistungspolymer TECACOMP

PEEK LDS black 1047045 von Ensinger (Bilder: ©Ensinger / IMPT)

Ensinger GmbH

www.ensingerplastics.com

Wirbelstromsensor. Für die Herstellung im LDS-Verfahren kommt das

Compound TECACOMP PEEK LDS grey zum Einsatz. Diese Entwicklungstype

des Kunststoffverarbeiters Ensinger erfüllt besonders hohe

Oberflächenanforderungen

Der Markt für Sensoranwendungen

ist groß: Mikrosysteme kommen

in großen Stückzahlen in der

IT- und Telekommunikationsbranche,

der Automobil- und Luftfahrtindustrie

sowie im Anlagen- und

Maschinenbau zum Einsatz. Die

Basis dieser elektronischen Bauteile

bilden sogenannte Wafer –

dünne Scheiben, üblicherweise

aus Silizium, auf denen Dünnfilme

aufgebracht werden. Die Produktion

und Weiterverarbeitung von

Silizium wafern ist sehr aufwendig

und hochpreisig. Das Institut für

Mikroproduktionstechnik der Leibnitz

Universität Hannover (IMPT) hat

alternative Fertigungsmethoden für

Sensoranwendungen untersucht. In

einer Studie zeigte sich, dass modifiziertes

Polyetheretherketon (PEEK)

hochpreisige Substrate wie Silizium

ersetzen kann. Für die Herstellung

eines Funktionsdemonstrators

(Temperatur- und Magnetfeldsensor)

im Spritzguss mit Laserdirektstrukturierung

(LDS) kam der Werkstoff

TECACOMP PEEK LDS black

1047045 zum Einsatz, ein Hochleistungscompound

von Ensinger.

Spritzguss und Laserdirektstrukturierung:

drei statt

sieben Produktionsschritte

Die Produktion eines eingehausten

Sensors, der sich einfach

in Leiterplatten-Bestückungsprozesse

integrieren lässt, umfasst

mit dem LDS-Verfahren drei Fertigungsschritte:

Im ersten Schritt werden die

Substrate aus laseraktivierbarem

Kunststoff im Spritzgussverfahren

hergestellt. Vordefinierte Sensorstrukturen

sowie vertikale elektrisch

leitende Verbindungen (VIA)

für Durchkontaktierungen werden

dabei berücksichtigt. Der nächste

Schritt ist das Laserbohren von Vertiefungen

sowie die Aktivierung des

LDS-kompatiblen Polymers durch

eine stromlose, selektive Abscheidung

von Metallen. Anschließend

wird mittels Kathodenzerstäubung

eine unstrukturierte Sensorschicht

aufgebracht. Die geforderten Strukturen

werden dann im CMP-Verfahren

freigelegt (Chemisch-mechanisches

Polieren).

Diese Prozesskette reduziert die

Komplexität der Herstellung und

des Packaging erheblich. Anders

als bei der klassischen Waferherstellung

auf Siliziumbasis sind eine

Reinraumumgebung und Fotolithografie

nicht erforderlich.

Thermoplastische

Kunststoffe ermöglichen

kostengünstige

Sensorfertigung

Die Verwendung von laseraktivierbaren

Hochleistungspolymeren

anstelle von Silizium als Substrat für

die Waferherstellung kann neben

einer Reduzierung der Prozessstufen

auch deutliche Kostenvorteile

in der Produktion bringen. Stefan

Bur, Applikation Segment Manager

MID/LDS bei Ensinger, sieht

in dieser innovativen Anwendung

großes Potential: „In der Elektronikbranche

gewinnt insbesondere das

Polymer PEEK durch seine besonderen

Eigenschaften an Bedeutung.

Die Studie des IMPT hat gezeigt,

dass unser im Markt einzigartiges

Compound TECACOMP PEEK LDS

als Wafer-Material verwendet werden

kann. In ersten Anwendungen

wies der Sensor rund 75 Prozent

der Leistungsfähigkeit eines konventionell

auf Silizium aufgebauten

Sensors auf. Bei den Herstellungskosten

zeigten sich Einsparpotentiale

von 90 Prozent.“ Ensinger ist

zuversichtlich, dass zukünftig auch

mittelständische Unternehmen in der

Lage sein werden, mit Hilfe des LDS-

Verfahrens kostengünstige Wafer

für die Mikrosystemtechnik zu produzieren.

„Aus diesem Grund investieren

wir in eine Weiterentwicklung

dieser Compounds. Unser neues

Produkt, TECACOMP PEEK LDS

grey, ist bereits für Anwendungen

mit besonders hohen Oberflächenanforderungen

optimiert“, erläutert

Stefan Bur.

Einsatzbereiche

TECACOMP PEEK LDS Compounds

können für Sensoren in

der Elektrotechnik, im Maschinenbau

und der Medizintechnik interessant

sein. Mögliche Anwendungs-

66 meditronic-journal 2/2021


Wiederverwendbare Smart Patches im Mini-Format

Wearable Smart Patches bieten

vielfältige Möglichkeiten in

der medizinischen Diagnose

und erfreuen sich zunehmender

Beliebtheit. Aktuelle Trends sind

eine noch größere Funktionalität,

ein verbesserter Tragekomfort

und die fortschreitende Miniaturisierung

der elektronischen Patches.

In Kooperation mit accensors,

einem deutschen Spezialisten

für folienbasierte Sensoren,

Aktoren und Emitter, hat

Covestro ein Konzept entwickelt,

das diese Trends aufgreift und

auf eine dauer hafte Nutzung der

Elektronik setzt – ein Pluspunkt in

Sachen Ressourcenschonung und

Nachhaltigkeit. Covestro ermöglicht

diesen Fortschritt mit Baymedix

Rohstoffen für Klebstoffe und

Schäume sowie mit Platilon Folien

aus thermoplastischem Polyurethan

(TPU). accensors zeichnet für

die Entwicklung der Sensorik- und

Elektronik-Module verantwortlich.

Smart Patches sollen möglichst

klein, flexibel und kaum spürbar

sein, um Patientinnen und Patienten

einen hohen Tragekomfort

zu bieten. Bei der neu entwickelten

Lösung bestehen sie aus zwei

Elementen: einem nicht wiederverwendbaren

Element (Disposable

Patch) inklusive der körpernahen

Sensoren, das mit einem

Klebstoff auf die Haut aufgebracht

und nur einmal genutzt wird, und

einem dauerhaft einsetzbaren Element,

dem ReUse Patch, in dem

die komplette Elektronik, also die

Messtechnik, Energieversorgung,

Datenverarbeitung, Funkübertragung

und optional ein optisches

Kamerasystem untergebracht ist.

Dank der Covestro-Materialien

und der integrierten Foliensensoren

ist das Wearable Patch

sehr leicht, dünn und flexibel und

passt sich gut an den Körper an –

man spürt es kaum. Polyurethan-

Klebstoffe aus Baymedix Rohstoffen

sind hautfreundlich und

lassen sich ohne Schmerzen von

der Haut ablösen. In dem Patch

sind verschiedene Sensoren zur

Ermittlung von Vitalparametern

wie zum Beispiel Puls, Druck

und Temperatur eingebettet. Die

Sensor integration erfolgt durch

die Kombination spezieller Platilon

Folien und einem thermisch

verformbaren Schaum auf Basis

von Baymedix. Alle diese Materialien

sind atmungsaktiv und können

effizient im Rolle-zu-Rolle-Verfahren

verarbeitet werden.

Das Entfernen und Einsetzen

des ReUse Patch in das Disposable

Patch ist kinderleicht – dank

einer idealen Kombination von

Materialien und Funktionen. Ein

von accensors speziell entwickelter

Foliensensor bildet die Schnittstelle

zwischen Smart Patch und

Patient und kann mit unterschiedlichen

Detektions-Parametern ausgestattet

werden.

Smart Patches werden schon

vielfach zur medizinischen Diagnose

eingesetzt, um zum Beispiel

Blutzuckergehalt, Körpertemperatur

oder Herzfrequenz

zu messen. Aber auch die Beobachtung

von Krankheitsbildern

wie Hautkrebs oder chronischen

Wunden ist möglich. Viele weitere

Anwendungen ergeben sich

im Sport- und Freizeitbereich. Mit

kundennahen Entwicklungen leistet

Covestro einen Beitrag zur

weiteren Verbreitung dieser innovativen

Produkte.

Covestro AG

www.covestro.com

felder sind Positionssensoren (AMRund

GMR-Sensoren), Wirbelstromsensoren,

Temperatursensoren für

Messungen im Labor oder industriellen

Prozessen (Thin-Film-PT-

Sensoren) oder Gleichspannungswandler.

Eigenschaftsprofil:

TECACOMP PEEK LDS black

1047045 Compound

resistent (dauerhaft bis 260 °C),

verfügt über eine sehr gute Bindenahtfestigkeit,

eine gute Haftfestigkeit

und zeigt eine hohe chemische

Beständigkeit gegen Lösungsmittel.

Darüber hinaus weist TECACOMP

PEEK LDS einen sehr geringen thermischen

Längenausdehnungskoeffizienten

auf, der näher an Metallen

liegt als der vieler anderer Kunststoffe.


Das LDS-Verfahren stellt bei der

Herstellung von Mikrosystemen

besonders hohe Anforderungen an

das Polymer. Ensinger entwickelt

seit vielen Jahren thermoplastische

Compounds für die Laserdirektstrukturierung

und ist aktuell der einzige

Kunststoffspezialist, der ein von der

LPKF Laser & Electronics AG für das

LDS-Verfahren zertifiziertes PEEK

anbieten kann. TECACOMP PEEK

LDS black 1047045 ist mit mineralischen

Füllstoffen optimiert. Der

Werkstoff ist extrem temperatur-

Die Abbildung links zeigt

Mikrostrukturen (Bragg-Gitter) auf

einem Sensor. Das von Ensinger

hergestellte Compound TECACOMP

PEEK LDS black 1047045 ist extrem

temperaturresistent, verfügt über

eine sehr gute Bindenahtfestigkeit,

eine gute Haftfestigkeit und zeigt

eine hohe chemische Beständigkeit

gegen Lösungsmittel. Darüber

hinaus weist der Werkstoff einen

sehr geringen thermischen

Längenausdehnungskoeffizienten

auf

meditronic-journal 2/2021

67


Bedienen und Visualisieren

Industriemonitore im modernen Design

für HMI

Einführung der V-Serie an Displays und Panel-PCs

Montage

Für die Installation bietet der

Hersteller auch Halterungen nach

VESA 75 bzw. 100 zur Montage an

der Maschine oder für die Wandmontage

an. Auch der Anbau an

eine Tragarmlösung ist dank VESA-

Standard möglich.

Anwendungsorientiert

Die robusten und gleichzeitig eleganten

Monitore bieten somit eine

hohe Vielseitigkeit für den Einsatz

in ganz unterschiedlichen Anwendungsbereichen:

Automation, Medizintechnik,

Industrie 4.0, Digital

Signage, professionelle Fitnessgeräte,

POS/POI, Transport und Logistik,

hochwertige Lifestyle-Produkte,

Home-Automation und Aeronautik.

Qualität und

Zuverlässigkeit

SR SYSTEM-ELEKTRONIK

GmbH

info@sr-systeme.de

www.sr-line.com

Zum neuen Jahr 2021 führt SR

System-Elektronik die neue V-Serie

ein. Diese zeichnet sich durch ein

modernes Design für Industriemonitore

aus. Standardmäßig werden

diese Geräte mit einem PCAP

MultiTouch sowie HDMI und Display-

Port ausgestattet.

Zuverlässig, kostenoptimiert

und gut geschützt

Das erste Produkt dieser Serie ist

ein 21,5“ Monitor V-FLAT 22/FHD.

Neben dem Design und bestmöglicher

Funktionalität legt SR großen

Wert auf Zuverlässigkeit und

Kostenoptimierung. Der 10-Finger

Glastouch ist mit einem schmalen

Alu-Rahmen gegen Beschädigung

und mechanische Stöße

geschützt. Zudem sind die Ecken

des Gehäuses edel gerundet und

bieten dadurch ein optisch schickes

Design als Industriedisplay für

HMI-Anwendungen. Der frontseitige

IP66-Schutz gegen Staub und

Strahlwasser macht das Display

widerstandsfähig gegen die hohen

Anforderungen rauer Umgebungen.

Display

Der Monitor besticht nicht nur mit

äußerem Charme. Auch die verwendeten

Komponenten basieren

auf ausgewählter Industriequalität.

Für diesen 21,5-Zoll-Monitor nennt

SR als Eckdaten einen weiten Blickwinkel

von 178° allseitig, einen Kontrast

von 5000:1 und eine maximale

Leuchtdichte von 300 cd/m².

Dank „Made in Germany“ kommen

ausschließlich hochwertige Komponenten

zum Einsatz. Kurze Lieferzeiten,

Langzeitverfügbarkeit und

Support im eigenen Haus sind ein

weiteres, wichtiges Qualitätsmerkmal.

Zudem sind kundenspezifische

Ausführungen die Spezialität von

SR. Für einen 24/7-Einsatz sind die

Stärken eine ESD geschützte Produktion,

geprüfte Sicherheit nach

EN 60950, Burn-in und Störstrahlungsfestigkeit

(CE Konformität). SR

verfolgt dabei ökologische, ökonomische

und soziale Ziele gleichermaßen,

wie auch die Nachhaltigkeit

als Fundament des Wertschöpfungsprozess

gilt.

Innovative,

maßgeschneiderte

Lösungen

• Industriemonitore

• LCD-Monitore,

• 19“-Einbaumonitore

• Rechnerboards

• Zubehör

• Systemlösungen ◄

68 meditronic-journal 2/2021


Bedienen und Visualisieren

Professionelle 3D-Stereo-Visualisierung incl. Headtracking und

Gestensteuerung

Vesalius3D

Der innovative 3D PluraView Monitor mit passiver

Stereodarstellung von Schneider Digital ist für den

speziellen Einsatz in den unterschiedlichsten medizinischen

Anwendungsbereichen konzipiert und liefert

damit die perfekte VR-Visualisierungskomponente

zur Software Vesalius3D – Incl. Head-Tracking und

Gestensteuerung über Stick oder Balls sowie einem

Fußschalter für das Zoomen von Modellen. Kombiniert

mit Vesalius bietet er in der Medizin- Branche

eine schlüsselfertige 3D-Arbeitsplatz-Lösung, um

volumetrische medizinische Daten komfortabel

und effizient zu analysieren sowie entsprechend

zu präsentieren – in höchster Auflösung, flimmerfrei,

bei Tageslicht. Einsatzbereiche sind z. B. in

der medizinischen Diagnostik, in der OP-Planung,

in der anatomischen 3D-Bildgebung (Röntgen CT,

MRT), dem 3D-Druck oder der Auswertung visueller

Medizindaten (z. B. Ultraschall).

ist eine extrem benutzer-freundliche Anwendung

zur Visualisierung patientenspezifischer anatomischer

Strukturen aus medizinischen DICOM

Standarddaten:

• Die 3D-stereo Visualisierung: Sie ermöglicht

in den virtuellen, digitalen ‚Körper‘ eines Patienten

zu blicken.

• Nahtlose Integration von 2D- und 3D-Daten:

Mittels Bilder in 2- bzw. 3D können Mediziner

das Problem ihrer Patienten sicher und

schnell erkennen.

• Keine speziellen Scans nötig: Verarbeitet

medizinische Standardbildformate (CT, MRT,

Ultraschall).

• Einfache VR-Interaktion: Mit der einen Hand

das 3D Modell ‚greifen‘ und positionieren,

mit der anderen Hand die Werkzeuge bedienen,

über Head-Tracking ein Modell von allen

Seiten betrachten.

Schneider Digital

info@schneider-digital.de

www.pluraview.com

Industriemonitore im IP66-Edelstahlgehäuse

In der Medizin-, Pharma- und Lebensmittelindustrie

sind die Hygieneanforderungen ganz

besonders hoch. Die Verbreitung von Partikeln,

Keimen und anderen Verunreinigungen

muss unbedingt verhindert werden. Deshalb

werden im Produktionsprozess Werkstoffe

eingesetzt, deren Kontaminationspotenzial

so gering wie möglich ist.

Für den Einsatz im hygienekritischen Umfeld

hat Spectra das Portfolio um die Edelstahlmonitore

der TPM-36 Serie erweitert. Die Verwendung

von Edelstahl für das Gehäuse dieser

Monitore garantiert dem Anwender eine sehr

hohe Oberflächenqualität, die stark korrosiven

Umgebungen, hohen Drücken und Temperaturen

dauerhaft Stand hält. Auch bei Dauerbeanspruchung

bleiben die homogenen Oberflächen

frei von Haarrissen oder Poren, so

dass sich keine Verunreinigungen festsetzen

können. Zusätzlich sind die Monitore rundum

nach IP66-Schutzart ausgeführt. Alle Monitoranschlüsse

sind als M12-Konnektoren ausgeführt

und ermöglichen eine einfache Reinigung

und / oder Desinfektion ringsherum.

Der Anwender kann zwischen Displaygrößen

von 10“ bis 23,8“ wählen. Je nach Modell sind

die Displays mit einem resistiven oder kapazitiven

Touchscreen ausgestattet. Für besonders

brillante Bildwiedergabe stehen auch

Modelle in Full HD Auflösung zur Verfügung.

Spectra

www.spectra.de

meditronic-journal 2/2021

69


Software/Tools/Kits

Neue Treiber in neuer Version integriert

DASYLab 2020.1 unterstützt CAN-Interfaces von Kvaser und PEAK-System

Peak stellen höchste

Systemkompatibilität

und Aktualität sicher.

Kvaser

Mit mehr als 24 Jahren

Erfahrung in der

Entwicklung von CAN

und mehr als 30 CANbezogenen

Produkten

ist Kvaser AB (www.

kvaser.com) der CAN-

Experte. Die fundierten

Kenntnisse auf dem

Gebiet von CAN bringt

Kvaser in Branchen

wie Automobil, Avionik,

Gebäudeautomatisierung,

Haushaltsgeräte,

hydraulische Ausrüstung,

Industrieautomatisierung,

Schifffahrt,

Medizin, Militär, Eisenbahn, Telekommunikation

und Textilien ein.

PEAK-System Technik

Die PEAK-System Technik GmbH

ist ein führender Anbieter von Hardware,

Software und Dienstleistungen

für den Bereich der automobilen

und industriellen Kommunikation.

Dabei liegt der Schwerpunkt auf

den Feldbussen CAN (FD) und LIN.

Zusammen mit den Lösungen von

HMS Industrial Networks, NI National

Instruments und Vector Informatik

können DASYLab-Nutzer

nun auf insgesamt fünf verschiedene

CAN-Hardware-Plattformen

zugreifen. ◄

measX GmbH & Co. KG

www.measx.com

Die Messtechniksoftware

DASYLab unterstützt in der neuesten

Version 2020.1 nun auch die

CAN-Interfaces und Logger von Kvaser

und und der der PCAN-Reihe

von PEAK-System. DASYLab-

Anwendern steht damit die vierte

und fünfte CAN-Plattform zur Verfügung.

ASYLab ist ein universelles

Software-Werkzeug für die Umsetzung

unterschiedlichster Mess-,

Prüf- und Überwachungsaufgaben.

Die neuen Treiber schaffen eine

unkomplizierte Möglichkeit, CAN-

Netzwerke in eine Applikation einzubinden.

Die Interfaces und Logger

integrieren an den CAN-Bus

angeschlossene Messgeräte über

gängige PC- Schnittstellen. Verfügbar

sind Adapter für USB, PCI

und viele weitere PC-Schnittstellen.

Die in DASYLab eingebundenen

Standard-APIs von Kvaser und

CelsiStrip ®

Thermoetikette registriert

Maximalwerte durch

Dauerschwärzung

Diverse Bereiche von

+40 bis +260°C

GRATIS Musterset von celsi@spirig.com

Kostenloser Versand DE/AT ab Bestellwert

EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)

www.spirig.com

UDI als Teil der Unternehmenssoftware in der Medizintechnik

Das Interesse war groß: Beim

Medizintechnik-Fachtag der oxaion

am 3. März und bei den Webinartagen

des Konradin-Verlages

am 10. März stand das Thema UDI

jeweils ganz oben auf der Tagesordnung.

Spätestens bei den Veranstaltungen

war das große Interesse

zu spüren, welches sich mit

dem Thema UDI verbindet. Über

100 Teilnehmer waren vertreten.

Vielen wird jetzt klar, dass UDI

mehr als Etikett und EUDAMED

oder GUDID ist. Die UDI entwickelt

sich nicht zuletzt durch die MDR

file: TI1CSmini-4346_2021

dimension: 43 x 46 mm

4C

zu einem wesentlichen Bestandteil

übergreifender Geschäftsprozesse

und übernimmt dabei

zentrale Rollen der Seriennummer.

Auch in der Gestaltung der

Stammdaten wie Artikelstrukturen

und Variantengestaltung wird das

Thema UDI zentrale Bedeutung

gewinnen. Darüber hinaus spielt

UDI auch eine große Rolle bei der

Planung von übergreifender Disposition,

der externen Fertigung

und auch in der Handhabung von

Handelsprodukten. oxaion bringt

die Digitalisierung des Unternehmens

voran und deckt dabei viele

Regularien ab, die heute Kopfzerbrechen

bereiten. In den letzten

Jahren haben sich genau deshalb

viele Unternehmen für oxaion entschieden.

Mit oxaion open und

oxaion easy Medizintechnik bietet

das Unternehmen genau das

Lösungskonzept für jede Unternehmensgröße.

oxaion gmbh

info@oxaion.de

www.oxaion.de

70 meditronic-journal 2/2021


Stromversorgung

Technologiewandel bei Design und Fertigung

von DC/DC-Wandlern

DC/DC-Modul der GQA-Serie mit in der Leiterplatte integrierter

Trafowicklung (Bildquellen: TDK und TDK-Lambda)

Autor:

Lars Foerster, DC/DC Business

Development Manager EMEA

TDK-Lambda Germany GmbH

www.emea.lambda.tdk.com/de

meditronic-journal 2/2021

DC/DC-Wandler werden in vielen

Bereichen eingesetzt: Telekommunikation,

Datenübertragung,

Prüf- und Messtechnik, Automation,

Halbleiterfertigung, industrielle

Produktionsanlagen, medizinische

Geräte und batteriebetriebene

Geräte. Sie bieten eine

einfache Möglichkeit, von einer

leistungsstarken AC/DC-Versorgung

mit z. B. 24V-Ausgang zur

Versorgung von Motoren, Relais

oder Pumpen, weitere Ausgänge

mit geringer Leistung abzuleiten. In

batterie betriebenen Systemen sorgen

DC/DC-Wandler unabhängig

vom Ladezustand der Batterie für

stabile, geregelte Ausgangsspannungen.

Steuerungen, Logikschaltungen

und integrierte Schaltkreise

erfordern zum Betrieb typischerweise

Einzel- oder Dualspannungen

mit 3,3 V, 5 V, 12 V oder 15 V.

Die Miniaturisierung

von isolierten DC/DC-Wandlern

war in den letzten Jahrzehnten

sicherlich sehr beeindruckend.

In den 1970er Jahren maß ein

1,5W-Wandler zur Leiterplattenmontage

noch stolze 45 x 30,5 x

16,5 mm (22.646 mm 3 ). Im Jahr

2020 ist das Bauvolumen eines

3W-Wandlers auf gerade einmal

noch 1.642 mm 3 geschrumpft. Im

Prinzip hat sich die Leistungsdichte

von DC/DC-Wandlern etwa alle

10 Jahre verdoppelt.

Diese Entwicklung ist in erster

Linie auf enorme Verbesserungen

des Wirkungsgrades zurückzuführen,

basierend auf neuen Schaltungs-Topologien

und Halbleiter-Materialien.

Dazu gehören

die brückenlose Gleichrichtung,

der Einsatz hocheffizienter GaN

(Galliumnitrid)-Bauelemente, die

Synchrongleichrichtung und die

digitale Regelung. Durch neue verlustarme

Ferritmaterialien konnten

Transformatoren und Induktivitäten

drastisch verkleinert werden.

Moderne Hochleistungs-

DC/DC-Wandler kommen heute

vollkommen ohne drahtgewickelte

Transformatoren oder andere

Induktivitäten aus. Der „Transformator“

besteht hier nur noch aus

Kupferbahnen in einer mehrschichtigen

Leiterplatte um die von außen

nur noch die Ferritkerne zusammengefügt

werden.

Höhere Wirkungsgrade

reduzieren die Verlustleistung

innerhalb des Moduls. Kühlkörper

können dadurch verkleinert werden

oder sogar durch SMD-Bestückung

der Leistungshalbleiter direkt

auf der Leiterplatte komplett entfallen.

Multi layer-Platinen werden

durch isolierte Metallsubstrat-(IMS-)

Baseplates ersetzt. Hierbei werden

Kupferbahnen mit einer hauchdünnen

Isolationsschicht auf eine Aluminiumplatte

aufgebracht. Diese

Aluminiumplatte dient dann als

Wärme überträger auf einen Profilkühlkörper

zur Konvektionskühlung

oder sogar auf eine Kühlplatte zur

Wasser kühlung.

Präzisere SMD-Fertigungsverfahren

ermöglichen geringere Abstände

zwischen den einzelnen Bauteilen.

Ferner können auch grundsätzlich

kleinere Bauformen zum Einsatz

kommen, beispielsweise Widerstände

und MLCCs (mehrschichtige

Keramikkondensatoren) im Format

0603 (0,6 x 0,3 mm). Weitere

ultrakompakte Halbleitergehäuse

eignen sich für Signaldioden und

Transistoren.

Sicherheitsabstände

Nicht jede Möglichkeit zur Miniaturisierung

lässt sich im Produktdesign

tatsächlich umsetzen. Internationale

Safety-Standards definieren

klare Mindestanforderungen

für die Sicherheitsabstände

zwischen der Primär- und Sekundärseite

eines DC/DC-Wandlers.

Höhere Isolationsspannungen bedingen

in gleicher Weise auch größere

Sicherheitsabstände. Weiter

sind die Anforderungen an Sicherheitsabstände

für Medizingeräte auf

Basis der IEC60601-1 strenger als

für Geräte der Informationstechnologie

und Audio/Video-Geräte auf

Basis der IEC62368-1.

Computersimulation

Bei der Grundlagenforschung

und Produktentwicklung gewinnt die

Simulation des magnetischen Flusses für Transformatorkerne

71


Stromversorgung

Distributed Power Architecture (DPA) mit nicht isolierten Wandlern und PoLs

Computersimulation stark an Bedeutung.

Mit Hilfe von 3D-CAD-Systemen

wird die Positionierung der Bauteile

optimiert. Zusätzlich erlauben

thermische Simulationen bereits zu

Beginn der Entwicklung zuverlässige

Prognosen zur Temperaturentwicklung

und Wärmeverteilung

des DC/DC-Wandlers. Selbst die

magnetische Flussdichte von Transformatoren

und deren Streuverluste

lassen sich im Voraus für verschiedene

Ferritkernformen simulieren.

Neue technische

Anforderungen

Technologiewandel und Kommerzialisierung

bei Netzwerk- und Telekommunikationssystemen

haben die

Art und Weise wie DC/DC-Wandler

eingesetzt werden und damit

auch die technischen Anforderungen

verändert. Dies hat in den

zurückliegenden zwei Jahrzehnten

zur Entwicklung neuartiger Distributed

Power Architectures (DPA)

geführt. Die Versorgungsspannung

für ASICs, FPGAs und andere

Mikroprozessoren ist von anfänglichen

5 V auf mittlerweile unter 1 V

gesunken. Ursprünglich versorgten

AC/DC-Netzteile mit 24 V oder

48 Vdc Ausgangsspannung galvanisch

getrennte DC/DC-Wandler.

Mittlerweile wurden diese durch

kostengünstigere, nicht isolierte PoL-

Wandler (Point of Load) weitgehend

verdrängt. Diese sitzen unmittelbar

neben dem zu versorgenden Prozessor,

da nur so dessen Betriebsspannung

unter hohen dynamischen

Lastanforderungen präzise ausgeregelt

werden kann. Viele Datacomund

Computersysteme setzen jetzt

auf eine AC/DC-Stromversorgung

mit 12 Vdc um damit PoLs mit Weitbereichseingang

für sowohl 5 V als

auch 12 V Nennspannung, zu versorgen.

Auf die galvanische Trennung

in den PoLs kann verzichtet

werden, da die erforderlichen

Isolationsstrecken bereits durch

das vorgeschaltete AC/DC-Netzteil

sichergestellt werden. Dies gilt

in gleicher Weise für medizinische

Anwendungen.

Eigene DC/DC-Wandler

entwickeln?

Die großen Halbleiter-Hersteller

haben in den letzten Jahren voll

integrierte Controller-ICs zum einfachen

Aufbau von nicht isolierten

DC/DC-Wandlern auf den Markt

gebracht. Für kleinere Leistungen

stehen mittlerweile sogar voll integrierte

Reglerbausteine in Standard-IC

Formaten zur Verfügung.

Unter zu Hilfenahme eines ausführlichen

Handbuchs zur erforderlichen

Grundbeschaltung soll

jeder Leiterplattendesigner in die

Lage versetzt werden, seinen eigenen

DC/DC-Wandler zu entwickeln.

Große Entwicklungs abteilungen

mögen über das erforderliche

KnowHow verfügen, um auf Basis

dieser Topologien ihren eigenen

DC/DC-Wandler zu ent wickeln. Der

Teufel steckt im Detail

Auf den ersten Blick scheint dies

der ideale Ansatz um einen exakt

auf die jeweilige Anforderung zugeschnittenen

DC/DC-Wandler mit

obendrein optimierten Kosten zu entwickeln.

Es ist aber nicht damit getan

die erforderlichen Induktivitäten und

Keramik-Vielschichtkondensatoren

im Umfeld des voll integrierten Reglers

möglichst platzsparend anzuordnen.

Dynamische Lastprofile und die

Anforderungen zur Einhaltung von

EMV-Grenzwerten können schnell

zu einer ausufernden Evaluierungsphase

führen, bis der Wandler endlich

unter allen Einsatzbedingungen

und nicht zu vergessen über den

gesamten Betriebstemperaturbereich

zuverlässig arbeitet. Der Teufel

steckt hier oft im Detail und man

sollte als Entwickler den Aufwand für

die auf den ersten Blick recht überschaubare

Außenbeschaltung nicht

unterschätzen. Ein kompletter Standard

DC/DC-Wandler vom Spezialisten

kann in der Endabrechnung

dann doch sowohl die insgesamt

kostengünstigste als auch kompakteste

Lösung darstellen.

Nicht-isolierte

DC/DC-Wandler

Vor kurzem wurden neuartige

nicht-isolierte DC/DC-Wandler mit

bisher nicht verfügbarem Leistungsniveau

auf den Markt gebracht.

Diese neuen Typen sind entweder

als reiner Buck-Regulator (Abwärtswandler)

oder auch als Buck-Boost-

Regulator erhältlich. Bei einem Buck-

Regulator (Abwärtswandler) muss

die Eingangsspannung stets einige

Volt höher als die benötigte Ausgangsspannung

liegen. Im Gegensatz

dazu ist eine Buck-Boost Stufe

in der Lage, ihre Ausgangsspannung

sowohl aus einer höheren

als auch aus einer geringeren Eingangsspannung

zu erzeugen. Die

herausragenden Merkmale dieser

Wandler sind ein sehr breiter Eingangsspannungsbereich

und ein

extrem hoher Wirkungsgrad (bis

zu 98,5 %). Dieser bedingt eine nur

geringe Wärmeentwicklung und bietet

dem Anwender neben äußerst

kompakten Abmessungen durch den

vergleichsweise einfachen Aufbau

ohne galvanische Trennung erhebliche

Kostenvorteile. Konkret liefert

der neue Buck-Regulator der Baureihe

i7C in einem 1/16 Brick Footprint

bis zu 750 W Ausgangsleistung

bei einem Eingangsspannungsbereich

von 18 bis 60 Vdc.

Semiconductor Embedded

in SUBstrate

Auch bei den Bauformen gibt es

grundlegende Neuerungen auf dem

DC/DC-Markt. Mit SESUB (Semiconductor

Embedded in SUBstrate)

wurde eine neuartige hochintegrierte

Bauform vorgestellt. Bei dieser Technologie

wird der Leistungshalbleiter

vollständig in die Leiterplatte integriert,

so dass die Induktivität als

größtes Bauteil platzsparend direkt

darüber platziert werden kann. Die

Konfiguration des Bausteins erfolgt

72 meditronic-journal 2/2021


Stromversorgung

digital über eine I²C-Schnittstelle, so

dass auch keine externen Trimm-

Widerstände erforderlich sind. Diese

gerade einmal noch 3,3 x 3,3 x

1,5 mm großen Module können bis

zu 6 A Ausgangsstrom liefern und

eignen sich insbesondere für den

Einsatz in Hochleistungs-Power-

Management-Einheiten (PMU) von

mobilen Geräten wie Smartphones,

Tablets sowie Bluetooth-Modulen.

Vollautomatische

Produktion

DC/DC-Technologie entwickelt

sich aber nicht nur durch

grund legende Neuerungen wie

SESUB weiter, sondern auch durch

Fortschritte im Produktionsprozess

und Optimierung der Typenvielfalt.

Wandler aus 100 % SMD-Komponenten

lassen sich mit vollautomatischen

Roboterlinien 24 Stunden am

Tag fertigen. So eine Fertigungslinie

erreicht eine Produktionskapazität

von 5.000.000 Stück im Jahr.

Der hohe Automatisierungsgrad

erlaubt schnell zusätzliche Produktionslinien

auch in anderen Ländern

aufzubauen und die Fertigung so

nahe wie möglich zu den wichtigsten

Großkunden zu bringen. Dies

verkürzt die Lieferzeiten zum Endkunden

und wirkt sich damit positiv

auf Faktoren wie Puffer lager,

Produktvorlaufzeiten und damit

Gemeinkosten aus.

Weite Eingangsspannungsbereiche

Möglichst weite Eingangsspannungsbereiche

sind mittlerweile

Standard, was die Artikelvielfalt und

Lagerhaltung reduziert. Die Verdoppelung

der Eingangsspannungsbereiche

auf 4:1 ermöglicht einen Spannungsbereich

von 4,5 bis 76 Vdc mit

nur noch drei Modellen abzudecken.

Dadurch reduziert sich die Typenvielfalt

enorm; sowohl für den Hersteller

als auch für den Endkunden. So kann

ein neuartiger DC/DC-Wandler zum

Beispiel die früher gebräuch lichen

5-V- und 12-V-Eingänge gleichzeitig

abdecken. Technisch lassen sich

heute sogar noch viel weitere Eingangsspannungsbereiche

realisieren,

allerdings zu Lasten des Wirkungsgrades

und der Baugröße und

zu höheren Kosten.

Neue Anforderungen an die

Qualitätssicherung

Viele moderne DC/DC-Wandler

sind heute mit SMD-Komponenten

auf mehreren Ebenen übereinander

bestückt. So sitzen zum Beispiel

unter einem vergleichsweise großen

Leistungstransformator kleine

SMD-Widerstände oder -Dioden.

750 W nicht-isolierter DC-DC-Wandler

Dies stellt vollkommen neue Anforderungen

an die Fertigungsinspektion

und Qualitätskontrolle. Visuelle

Inspektionsverfahren sind hier nicht

mehr länger ausreichend. Neue Fertigungslinien

bei TDK Lambda werden

daher nun mit hochauflösenden

Röntgenscannern ausgestattet.

Diese Geräte sind in der Lage

Bilder aus verschiedenen Winkeln

aufzunehmen und daraus mehrschichtige

3D-Modelle zu erzeugen.

Die Qualitätskontrolle aller

Lötstellen erfolgt dann automatisiert

über ein Computerprogramm

in nur einem einzigen Arbeitsschritt.

Fazit

Außenstehende Betrachter der

Stromversorgungsbranche vertreten

häufig die Ansicht, dass Stromversorgungen

nicht unbedingt zu

den Innovationsträgern gehören.

Tatsächlich beweisen voll digitale

Regelungen und höchstes technisches

Niveau bei der vollautomatischen

Fertigung und Inspektion aber

genau das Gegenteil. Die Stromversorgungsbranche

setzt hier neueste

Trends um und ist damit anderen

Bereichen der Elektronikindustrie

deutlich voraus. ◄

Portfolio um neue Modelle der Schutzklasse II erweitert

Nach einer zweijährigen Marktpräsenz

bietet Traco Power

eine wichtige Erweiterung der

TPP-450-Serie (Netzteile für medizinische

Anwendungen) durch

Einführung einer völlig neuen

Klasse-II-Version der Serie. Die

neuen Serien TPP 450BA-M und

TPP 450B-M sind folglich zusätzlich

für nichtstationäre Anwendungen

geeignet, die keine Verbindung

zur Erde ermöglichen.

Sie verfügen außerdem über

ein verstärktes Doppel-E/A-Isolationssystem

nach den neuesten

Standards für die Sicherheit

von medizinischen elektrischen

Geräten (3. Ausgabe

der IEC 60601-1, 2x MOPP).

Der ausgezeichnete Wirkungsgrad

von bis zu 94 % ermöglicht

eine hohe Leistungsdichte für

das Standard-Gehäuseformat

127 x 76,2 mm sowie eine Kühlleistung

durch natürliche Konvektion

von bis zu 320 W bei +50 °C

und 450 W bei +65 °C mit Lüfter.

Hohe Zuverlässigkeit wird

durch die Verwendung hochwertiger,

industrietauglicher Komponenten

und hervorragende Wärmeabführung

gewährleistet. Aus

diesem Grund sind die Produkte

eine ideale Lösung für medizinische

Geräte und anspruchsvolle

sicherheits- und platzkritische

Anwendungen.

Eigenschaften im

Überblick

• Netzteil 127 x 76,2 mm in offener

Bauform mit hoher Leistungsdichte

für medizinische Anwendungen

• Vorbereitet für Schutzklasse II

• Zertifizierung nach IEC/EN/

ES60601-1 (2x MOPP) und IEC/

EN/UL 6238-1

• EMV-Konformität nach der

4. Ausgabe der IEC/EN60601-1-2

• Risikomanagement-Prozess

nach ISO14971 inkl. Risikomanagement-Akte

• Isolation (4.000 VAC) und Ableitstrom

(


Stromversorgung

Wartungsfreie DC-USV mit Supercaps schützt vor Systemausfall und Datenverlust

Direktlink: https://www.bicker.de/UPSI-2406DP2

Die DC-Notstromversorgung

UPSI-2406DP2 von Bicker Elektronik

überbrückt zuverlässig Stromausfälle,

Spannungsein brüche und

Flicker in der 24V-Stromversorgung

für Embedded-IPCs, Antriebe,

Aktoren, Sensoren, Kameras

sowie Mess-, Steuerungs- und

Regelungstechnik in sicherheitsrelevanten

Systemen (Pufferzeit

für 96 W ca. 30 s und für 25 W

ca. 120 s). Das Risiko von Systemausfällen

oder Datenverlust kann

durch den Einsatz der intelligenten

DC-USV-Lösung signifikant minimiert

werden.

Supercaps –

kurze Ladezeiten,

lange Lebensdauer

Absolut wartungsfreie Supercaps

kommen als besonders langlebige

und schnellladefähige Energiespeicher

zum Einsatz (Ladezeit

UPSI-2406DP2 nur 2 Minuten).

Unter vergleichbaren Einsatzbedingungen

weisen die integrierten

Supercaps eine bis zu

10x längere Lebensdauer als Blei-

Säure-Batterien auf und arbeiten

im Temperaturbereich von -20 bis

+65 °C. Zudem sorgt das Supercap-Cell-Balancing

für eine optimale

Ladungsverteilung und hohe

Kapazitätsstabilität.

‚Power Sharing‘ mit

intelligenter Eingangsstromerkennung

Die intelligente Verteilung der

Ladeströme sorgt dafür, dass die

vorgeschaltete AC/DC-Stromversorgung

nicht überdimensioniert

werden muss, sondern die Eingangsleistung

konstant gehalten

und entsprechend angepasst auf

Last und Supercap-Lader verteilt

wird. Somit lassen sich Energieverbrauch,

Platzbedarf und Kosten

der Applikation senken.

Plug&Play für schnelle und

einfache Installation

Das DC-USV-Modul verfügt über

eine integrierte USB-Schnittstelle

zur Anbindung an ein IPC-System.

Die UPSI-2406DP2 wird hierbei

vom Betriebssystem direkt als

USV erkannt – ohne zusätzliche

Treiber- oder Softwareinstallation.

Vorprogrammierbar für

autarken Betrieb

Zur Einstellung und Vorprogrammierung

aller Parameter der

UPSI-2406DP2 sowie dem Echtzeit-Monitoring

mit Ladezustandsanzeige

steht die Software „UPS

Gen2 Configuration“ zum kostenlosen

Download bereit.

Shutdown &

Reboot-Funktion für

IPC-Systeme

Bei einem „PowerFail“ signalisiert

die UPSI-2406DP2 über das

integrierte Interface den Ausfall

der Versorgungsspannung, so

dass ein kontrollierter Shutdown

des Computersystems eingeleitet

und wertvolle Daten gesichert

werden können. Die integrierte

Reboot-Funktion der DC-USV leitet

nach wieder kehrender Versorgungsspannung

selbstständig den

Neustart des versorgten IPC ein,

ohne dass eine aufwendige Vorort-Intervention

eines Service-Mitarbeiters

notwendig wäre.

Robuste Qualität und

internationale Zulassungen

Das kompakte und hochwertige

Aluminiumgehäuse ist mit einem

rückseitigen DIN-Rail-Halter für

die flexible und schnelle Hutschienen-Montage

ausgestattet.

Für den weltweiten Einsatz ist die

UPSI-2406DP2 geprüft nach IEC/

EN/UL 61010-1 / -2-201.

Bicker Elektronik GmbH

www.bicker.de

600-W-Netzteile für medizinische Anwendungen mit integriertem Lüfter für einfache Kühlung

TDK-Lambda Germany GmbH

info@de.tdk-lambda.com

www.emea.lambda.tdk.com/de

Die TDK Corporation gibt die

Erweiterung der TDK-Lambda

AC-DC-Netzteilserie CUS600M

mit 600 W Leistung um Modelle mit

integriertem Lüfter und Gehäuse

bekannt. Die Verwendung eines

Lüfters vereinfacht die Kühlung des

Produkts, und das Gehäuse verringert

das Risiko eines versehentlichen

Kontakts durch die Bediener.

Der endseitig montierte Lüfter

(/EF-Option) hält das Höhenprofil

auf 42,5 mm für die Montage in

einem 1H-Einschub.

Die Serie ist nach medizinischen

und ITE-Sicherheitsstandards

(Information Technology Equipment)

zertifiziert. Zu den typischen

Anwendungen gehören medizinische

und häusliche Gesundheitspflege

sowie Dental-, Testund

Messtechnik, Rundfunk, professionelle

Audio- und Industrieausrüstung.

Sieben Standardausgangsspannungen

sind verfügbar: 12 V, 19 V,

24 V, 28 V, 32 V, 36 V und 48 V. Die

Ausgänge können um -2 % bis +8 %

des Nennwerts eingestellt werden,

um auch Anforderungen die von

den Normspannungen abweichen

gerecht zu werden. Der Betriebswirkungsgrad

beträgt bis zu 95 %, der

Eingangsspannungsbereich liegt bei

85 bis 265 VAC und wenn der Ausgang

abgeschaltet ist, beträgt die Leistungsaufnahme

weniger als 0,5 W.

Kompakt mit hoher Isolation

Das kompakte CUS600M/EF

misst 85 x 157 x 42,5 mm (BxLxH).

Ein Standby Ausgang mit 5V / 1,5A,

74 meditronic-journal 2/2021


Neue Baureihe von DC-DC-Wandlern

Stromversorgung

Medizinische/industrielle 15 W und 20 W DC-DC-Wandler verfügen über 5.000 VAC Isolation

chen Wandler abdecken und ermöglichen

dem Anwender den Aufbau

universeller Endgeräte ohne große

Typenvielfalt.

TDK-Lambda Germany GmbH

info@de.tdk-lambda.com

www.emea.lambda.tdk.com/de

Die TDK Corporation bringt mit

der PXG-M Serie eine neue Baureihe

von DC-DC-Wandlern zur Leiterplattenbestückung

mit 15 W und

20 W Ausgangsleistung auf den

Markt. Als Besonderheit verfügt

diese Serie über eine ver stärkte Isolation

zwischen Eingang und Ausgang

mit 5.000 VAC. Zulassungen

nach der IEC 60601-1 für Medizingeräte

und IEC 62368-1 für Audio/

Video- und IT-Ausrüstung eröffnen

sehr breite Anwendungsmöglichkeiten.

Mit den weiten Eingangsbereichen

und gleichzeitig sehr kompakten

Abmessungen zielt man insbesondere

auf batteriebetriebene

Geräte aus dem Industrie- oder

Medizinbereich.

Weitbereichseingang 4:1

Die gesamte PXG-M Serie bietet

einen Weitbereichseingang

mit entweder 9 bis 36 VDC oder

18 bis 75 VDC und eine umfangreiche

Palette an Ausgangsspannungen

von 5, 12, 15, 24, ±5, ±12

und ±15 VDC. Durch die großen

Eingangsspannungsbereiche lassen

sich zwei typische Batteriespannungen

- 12 V und 24 V bzw.

24 V und 48 V - mit jeweils dem glei-

Weiter Betriebstemperaturbereich

Das PXG-M ist im Industrie-Standardformat

1,6 x 1“ aufgebaut. Dies

entspricht Abmessungen von 40,6

x 25,4 x 10,2 mm. Die Betriebstemperatur

erstreckt sich von -40

bis +105 °C. Bei Konvektionskühlung

startet ein Derating ab 55 °C

und bei forcierter Lüfterkühlung

ab 90 °C. Überstrom-, Überspannungs-

und Übertemperaturschutz

ist bei allen Modellen Standard. Eine

Remote ON/OFF Funktion (positive/negative

Logik) gibt es optional.

Die Stromaufnahme im Leerlauf

liegt bei maximal 12 mA, das

macht die PXG-M attraktiv für batteriebetriebene

Geräte.

Isolation und Zertifikate

Die PXG-M Serie hat eine Input-

Output-Isolation von 5. 000 VAC

(2x MOPPs) und der Berührungsstrom

ist kleiner 2,5 μA. Die Sicherheitszertifizierung

umfasst IEC/EN

60601-1, ANSI/AAMI ES60601-1

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

CE-Kennzeichnung für die Niederspannungs-

und RoHS-Richtlinie.

Die Anforderungen zur Funkentstörung

nach der EN55011 A und

EN55032 A werden ohne externen

Filterkomponenten erfüllt. ◄

Remote On/Off, Remote Sense und

ein Power-Good-Signal gehören zur

Standardausstattung. Die Stromversorgungen

können im Temperaturbereich

von -10 bis +60 °C betrieben

werden, 600 W Volllast ist bis 45 °C

möglich. Alle Modelle der Serie

CUS600M haben eine Eingangs-/

Ausgangs-Isolation von 4.000 VAC

(2x MoPP), eine Eingangs-/Masse-

Isolation von 2.000 VAC (1x MoPP)

und eine Ausgangs-/Masse-Iso lation

von 1.500 VAC (1x MoPP) für die

Eignung in medizinischen Geräten

mit B- und BF-Anwendung. Der

Ableitstrom beträgt


Stromversorgung

Stromversorgung professioneller IoT-

Anwendungen – eine Herausforderung

anzusehen. Darüber hinaus befinden

sich diese meist batteriebetriebenen

IoT-Systeme meistens

im Standby-Modus und nur kurze

Zeit im aktiven Modus, sodass die

verbauten DC/DC-Wandler einen

breiten Lastbereich bei hoher Effizienz

abdecken müssen.

Der aktuelle Hype um IoT-Geräte

ist nicht verwunderlich. Heute haben

Fans kreativer Technologien Zugang

zu bezahlbaren IoT-Engineering-Kits

und der passenden Technik, um verschiedenste

IoT-Prototypen zu entwerfen.

Daher sind der Umsetzung

entsprechender IoT-basierter Ideen

und möglicher Geschäftsmodelle

keine Grenzen gesetzt.

Auch in der Industrie steigt zunehmend

die Nachfrage nach professionellen

IoT-Anwendungen. Gemein

ist stets die Fähigkeit, Intelligenz

durch die Verbindung verschiedener

Sensoren und Aktoren mit

einer dezentralen Steuerung weiterzuverteilen.

„Smart“ sind diese

Sensoren und Aktoren deshalb,

weil sie Daten sammeln und weitergeben

können und per Intelligenz

verwaltet werden sollen. Da

sich immer mehr Einsatzgebiete für

IoT-Anwendungen ausbilden wer-

Autor:

Yves Elsasser, ye@traco.ch

Traco Electronic AG

info@traco.ch

www.tracopower.com

den - man denke nur an das professionelle

Gesundheits wesen, die

medizinischer Versorgung zu Hause,

Infrastruktur, Gebäude automation

und Smart Home, Automobilbranche

oder andere Arten der Mobilität

- wird der Markt für industrielle

IoT-Anwendungen weiter wachsen.

Ohne Zweifel werden die Faktoren

Miniaturisierung, Mobilität, lange

Lebensdauer, Effizienz (Wirkungsgrad)

und die Vernetzung elektronischer

Geräte bei diesen professionellen

IoT-Trends eine Rolle spielen.

Zertifiziert, zuverlässig und

lange verfügbar

Anders als bei Hobbyanwendungen

gelten bei derartigen sicherheitsrelevanten

IoT-Industrieanwendungen

sowohl für den Ingenieur

als auch die verwendeten Bauteile

strenge Vorgaben – eine große Herausforderung

für Entwickler industrieller

IoT-Anwendungen. Zertifizierte,

zuverlässige und langfristig verfügbare

elektronische Bauteile zu verwenden

ist unerlässlich, denn nicht

selten kommen diese in sicherheitsund

funktionskritischen Anwendungen

zum Einsatz. Daher spielt professionelle

Unterstützung durch die

Bauteilzulieferer eine wichtige Rolle

Voraussetzungen bei

der Stromversorgung

professioneller

IoT-Anwendungen

Kritische Module in professionellen

IoT-Geräten ist mit Sicherheit

die Stromversorgung. Bei dieser

Art von Produkten kommt es

immer mehr auf Miniaturisierung,

geringen Stromverbrauch, Größe

und eine hohe Effizienz an. Halbleiter

sind wahrscheinlich die Komponenten

mit dem höchsten Grad

an Innovation. Als zweite Schlüsseltechnologie

sind die in diesen Produkten

verwendeten Transformatoren

und Isolations einrichtungen

Was ist neben Größe und

Effizienz noch wichtig?

Um derartige professionelle IoT-

Geräte entwickeln, zertifizieren und

vermarkten zu können, kommt es

nicht nur auf die genannten technischen

Produktmerkmale an. Professionelle

IoT-Geräte müssen immer

striktere Vorgaben in Form global

harmonisierter Normen und Richtlinien

einhalten, um zertifiziert und

verkauft werden zu können – keine

leichte Aufgabe für die IoT-Elektroingenieure.

Sind in kritischen

Anwendungen wie der Medizintechnik

IoT-Funktionen erforderlich,

müssen die Elektronikkomponenten

entsprechend ausgelegt

sein und den branchenspezifischen

Vor gaben entsprechen.

Nehmen wir ein für den medizinischen

Einsatz zugelassenes, drahtloses,

batteriebetriebenes Bedienpanel

als Beispiel, das per Internet

auf die Patientenakte zu greifen kann.

Drahtlos mit diesem Bedienpanel

verbunden ist ein weiteres Gerät,

das ggf. mit dem Patienten in Kontakt

kommt (z. B. ein Blutdruckmessgerät).

Eine der wichtigsten

Sicherheitsfragen bei Medizinprodukten

besteht darin, dass oft eine

elektrische Verbindung zwischen

76 meditronic-journal 2/2021


Stromversorgung

Gerät und Patient besteht. Daher

müssen Netzteil und DC/DC-Wandler

dieser IoT-Anwendung wichtige

Sicherheitsvorgaben wie BF-Konformität

und 2x MOPP-Standards

der 3. Ausgabe der Norm IEC/EN

60601-1 einhalten.

Smart Home

Ein weiteres gutes Beispiel sind

industrielle IoT-Anwendungen für

„Smart Homes“ und automatisierte

Gebäude. Für all diese IoT-Heim-/

Gebäudeautomationsanwendungen

sind eine hohe Effizienz und geringe

Leerlaufaufnahme (ErP-konform),

kleine Größe, hohe Zuverlässigkeit

und Erschwinglichkeit von zentraler

Bedeutung, und nicht zu vergessen

die Einhaltung von immer mehr

Normen inklusive IEC/EN 60335-1.

Sorgfältige Planung in

der gesamten Lieferkette

erforderlich

Wir wissen, dass ein höheres

Maß an Zuverlässigkeit, Qualität,

eine längere Betriebsdauer und

mehr Zertifizierungen erforderlich

sind, wenn in sicherheitsrelevanten,

funktionskritischen Anwendungen

neue Technologien zum Einsatz

kommen – von der nahtlosen Rückverfolgbarkeit

der wichtigsten elektronischen

Bauteile einmal ganz zu

schweigen.

Hersteller sind immer stärker auf

Konzepte angewiesen, die in der

Automobilbranche bereits vor langer

Zeit erfolgreich eingeführt und

perfektioniert wurden, wie z. B. Fehlermöglichkeitsanalyse,

Abhilfemaßnahmen,

8D-Reports, DFMEA,

PFMEA, Total Quality Management

und kontinuierliche Verbesserung.

Total Quality, das umfassende

Qualitätsmanagement, darf heute

in keiner Frühphase eines Entwicklungsvorhabens

mehr fehlen. Um

all diesen Anforderungen gerecht

zu werden, reicht es für einen Entwickler

heute nicht mehr aus, eine

funktionierende Lösung bereitzustellen.

Früher waren Mobiltelefone

nur eines unter vielen Hilfsmitteln

des Alltags. Heute verlassen

wir uns mehr und mehr auf dieses

eine Gerät. Bezahlen, Kamera,

Adressbuch, Abos sind allesamt in

das Smartphone integriert. Daher

sind diese kleinen Begleiter heute

von enormer Bedeutung für unser

Leben. Der Produktdesigner trägt

nun weit mehr Verantwortung für

die Qualität seiner Entwicklung als

noch vor 10 Jahren. Und uns allen ist

klar, dass dieser Trend sich nicht nur

fortsetzen, sondern noch beschleunigen

wird. Zudem sollten Anbieter

die Digitalisierung in den Bezugswegen

der einzelnen Bauteile als

höchst signifikante Entwicklung

betrachten. Die Erhebung, Analyse

und Verarbeitung relevanter Daten

kann zur schnellen, zuverlässigen

und wirtschaftlichen Verfügbarkeit

der Bauteile beitragen und damit die

Produktivität der Anlage des Kunden

steigern.

Fazit

Dies bedeutet, dass IoT-Anwendungen

in kritischen Einsatz gebieten

wie Medizintechnik, Gebäudeautomation

oder Mobilität nicht nur effizient

und miniaturisiert sein und

einen extrem niedrigen Energieverbrauch

im Standby haben müssen.

Sie müssen auch jahrzehntelang

erhältlich und rückverfolgbar

sein und die einschlägigen Normen

und Bestimmungen einhalten. ◄

Medizinische Desktop-Netzteile mit 150 W im neuen Design

Mit Blick auf das häusliche

Gesundheitswesen, das medizinische

Versorgung, IKT-Technologien

und elektronische medizinische

Geräte kombiniert, stellt FSP

das neueste Design des medizinischen

Desktop-Netzteils mit

150 W vor – die PMP150N1-Serie

für dieses spezielle Segment. Die

Hauptmerkmale sind nachstehend

aufgeführt:

• Modell der Klasse II gemäß IEC

60601-1-11 und IP54

• Eingangsbereich 80 bis 264 VAC

• Stromverbrauch im Standby

unter 0,15 W

• Entspricht den Anforderungen

von DoE Level VI / EU CoC EPS

Tier 2, Version 5

• ErP EC Nr. 278/2009 (Los 7)

• Niedriges Profil mit 28 mm Höhe

• Betriebshöhe bis zu 5.000 Metern

Dieser medizinische Adapter

mit 150 W Leistung ist ein

neues Serienprodukt der FSP

Group. Seit 2018 hat FSP in diesem

speziellen Anwendungsbereich

medizinische Adapter der

Serien PMP30 (Stecker netzteil)

und PMP122 (Desktop) eingeführt.

Die FSP Group sieht ihre

Verantwortung als Lieferant, mit

Lösungen für die Gesundheitstechnologie

auch einen wichtigen

Beitrag für die Umwelt zu leisten.

FSP POWER SOLUTION

GMBH

www.fsp-ps.de

meditronic-journal 2/2021

77


Aktuelles

SPEA GmbH mit neuer Internetpräsenz

Mit dem SPEA Online-Konfigurator kann man schnell und einfach das passende Testsystem ermitteln

Im neuen Jahr präsentiert sich die

SPEA GmbH mit neuer Webseite. Ab

sofort ist sie unter der gemeinsamen

SPEA-Adresse www.spea.com zu

erreichen. Seit 1976 ist SPEA führend

in der Entwicklung und Produktion

automatischer Testsysteme

für Elektronikbaugruppen, Halbleiter-ICs

und MEMS. Mit der neuen

Webseite präsentiert sich das Unternehmen

mit einem einheitlichen und

klar strukturierten Internet auftritt in

fünf verschiedenen Sprachen. Die

Webseite enthält neben Informationen

über das Unternehmen und

einem detaillierten Überblick über

die Produkt- und Dienstleistungspalette

viele nützliche und neue

Funktionen.

Testsysteme

Neben dem übersichtlichen Vergleich

der verschiedenen Testsysteme

kann der Nutzer mit dem

Online-Konfigurator den für seine

Anforderungen optimalen Tester

ermitteln. Auswahlkriterien sind

hier zum Beispiel das Fertigungsvolumen,

Baugruppengröße, Bauteilhöhe

usw..

Verschiedene

Produkteinteilungen

Neben der klassischen Produkteinteilung

(Boardtest, Semiconductor,

Software, Handling usw.)

gibt es zusätzlich eine Produkteinteilung

nach Industriebereichen

wie zum Beispiel Medizintechnik,

Automotive, Luft- und Raumfahrt,

Beleuchtung, Konsumer, Solartechnik

und viele mehr. Hier kann

man sich direkt unter der entsprechenden

Kategorie über passende

Testlösungen informieren.

Dienstleistungsangebot

Der Menüpunkt „Service & Support“

bietet nicht nur einen Überblick

über SPEAs Dienstleistungsangebot

im Bereich Service und

Applikation, sondern auch spezielle

Inhalte und Bereiche für Kunden.

Von hier aus hat man Zugang

zur SPEA-CSA (Customer Support

Area) und zur SPEA Academy.

Die Customer Support Area bietet

neben einem direkten Zugang zu

den SPEA-Experten eine umfassende

Plattform für technischen

Support und Dokumentation. Die

SPEA Academy ist eine Plattform

mit einem großen Angebot zum

Online-Lernen zu den unterschiedlichsten

Themen – für Anfänger bis

hin zu Experten. Die Bibliothek der

Academy wird ständig erweitert und

aktualisiert.

News und Veranstaltungen

Unter den Punkten News und

Veranstaltungen erhält man stets

die aktuellsten Informationen zum

Unternehmen und dessen Teilnahme

an Messen oder anderen

Events.

Auf den Seiten für die Qualitätsmanagement-Software

COMPASS

wird es interaktiv. Neben den allgemeinen

Informationen wird eine

Animation des Linienmonitorings

gezeigt. Das heißt hier wird eine

Fertigung simuliert, bei der am

Ende klar zu sehen ist, wie viele

Baugruppen getestet wurden, die

Höhe des First Pass Test, des First

Pass-Yields und bei welchen Prozessen

es Probleme gab. Unter

dem Punkt „Online-Monitoring“

kann der Nutzer den COMPASS

Online-Viewer selbst ausprobieren.

Im Online-Viewer werden alle

Daten ausgewertet und dargestellt,

die von COMPASS gesammelt

werden können. Der Besucher

hat die Möglichkeit, verschiedene

Auswertungen auszuwählen und

anzuzeigen. ◄

SPEA GmbH

Systeme für professionelle

Elektronik und Automation

info@spea.com

www.spea.com

Mit dem COMPASS-Linienmonitoring hat man stets den optimalen Überblick über die Fertigung. Die Animation auf

der Internetseite simuliert eine Fertigungslinie

78 meditronic-journal 2/2021


Die DNA von Metrofunk

für Systemerhalt

hinter der Kulisse

Metrofunk Kabel-Union GmbH

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

info@metrofunk.de – www.metrofunk.de

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