2-2024
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement
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FACHZEITSCHRIFT<br />
FÜR MEDIZIN-TECHNIK<br />
November MAI/JUNI/JULI November-Dezember 2/<strong>2024</strong> JG. 15 1/2008<br />
meditronicjournal<br />
OLED-Displays<br />
in der Medizintechnik<br />
Data Modul AG, Seite 8
EUROPEAN<br />
EXHIBITION<br />
FOR MEDICAL<br />
TECHNOLOGY<br />
18.-20.6.<strong>2024</strong><br />
Setzen Sie Ihr Unternehmen in den Fokus und<br />
knüpfen Sie wertvolle internationale Verbindungen.<br />
Auf der MedtecLIVE in Stuttgart treffen Sie Entscheidungsträger<br />
aus der Medizintechnikbranche,<br />
erweitern Ihr geschäftliches Netzwerk und setzen<br />
neue Impulse.<br />
Nutzen Sie die Gelegenheit, Ihre Lösungen einem<br />
breiten Fachpublikum zu präsentieren und zukünftige<br />
Geschäftsbeziehungen aufzubauen. Als zentrales<br />
Event für die Medizintechnik-Herstellung in Europa<br />
bietet die MedtecLIVE erstklassige Networking-<br />
Möglichkeiten und hochkarätigen Wissensaustausch.<br />
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Teil der<br />
MedtecLIVEwithT4M<br />
MedtecLIVE<br />
in Stuttgart!<br />
in Stuttgart!<br />
medteclive.com<br />
Ideelle Träger
Editorial<br />
Jens Fröhlich<br />
Senior Program Manager, Medical Technology<br />
Aptean Germany GmbH<br />
www.aptean.com<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
KI macht die Software smarter<br />
Netflix benötigte 3,5 Jahre für die erste Million Nutzer, Spotify 5 Monate und ChatGPT hatte<br />
5 Tage nach Veröffentlichung diese Zahl erreicht. Das allein zeigt eine neue Dimension, die sich<br />
hinter dem Thema Künstlicher Intelligenz (KI) verbirgt. Der Quantencomputer von Google, Sycamore,<br />
ist laut Google 241 Millionen Mal leistungsfähiger als das Vorgängermodell. Unvorstellbare<br />
Zahlen, die man nicht mehr greifen kann.<br />
Das Thema KI fasziniert die Massen und Medien und lässt sich aus dem medialen und wirtschaftlichen<br />
Alltag nicht mehr wegdenken. Die Börsennachrichten werden zunehmend von KI- und<br />
Technologiefirmen und Übernahmen in diesem Bereich bestimmt. Es ist ein regelrechter Hype<br />
entstanden. Aber was bedeutet das eigentlich für die Wirtschaft und für zukünftige Entwicklungen,<br />
insbesondere für mittelständisch geprägte Medizintechnikunternehmen?<br />
Klar ist, KI wird in der Zukunft eine Rolle spielen, jeder der schon einmal mit Chat GPT „gespielt“<br />
hat, kann sich einer gewissen Faszination nicht entziehen. Und nein, dieser Beitrag ist noch komplett<br />
altmodisch, manuell entstanden.<br />
Als Anbieter von Unternehmenssoftware beobachten wir diese Situation nicht nur, sondern<br />
haben heute bereits unterschiedliche Projekte, in denen KI-Anwendungen im Einsatz sind. Hauptsächlich<br />
betrifft dies heute noch individuelle, unternehmensspezifische Fragestellungen, wie z. B.<br />
Stammdaten-Projekte oder die Automatisierung von handschriftlichen Bestellformularen. Das<br />
wird sich jedoch kurzfristig, z. B. mit dem KI-basierten „Aptean AI Assistant“ zur Anwenderunterstützung<br />
ändern. Weitere KI-Anwendungen, die beispielsweise branchentypische Fragestellungen<br />
ab decken, sind mittelfristig sicher denkbar.<br />
Wir sind davon überzeugt, dass KI-Anwendungen zukünftig fester Bestandteil auch von Unternehmenssoftware<br />
werden, liegen hier doch weiterhin die zentralen Elemente der Unternehmenssteuerung.<br />
KI wird Unternehmenssoftware wie ERP, MES oder CAQ nicht ablösen, sondern wertvoller<br />
und smarter machen.<br />
Aber was bedeutet das nun für das Umfeld in Ihrem Unternehmen?<br />
Künstliche Intelligenz lebt von Daten. Je umfangreicher und vollständiger diese Daten zur Verfügung<br />
stehen, umso besser können damit KI-Modelle trainiert werden. Der Qualität dieser Daten<br />
kommt damit eine besondere Bedeutung zu. Wenn wir über Daten reden, dann kommt den Prozessen<br />
im Unternehmen und deren Zusammenspiel eine noch größere Bedeutung zu. Je mehr<br />
Prozesse innerhalb eines Unternehmens verknüpft sind, umso mehr stehen Daten in einer besseren<br />
Qualität und Menge zur Verfügung. Das sorgt dafür, dass die KI-basierten Vorhersagen<br />
optimale Ergebnisse liefern und die Mitarbeiter effektiv entlasten. Ein gutes Beispiel für solche<br />
Anwendungen sind KI-basierte, intelligente OCR-Lösungen z. B. für Eingangsbestellungen, Eingangslieferscheine<br />
und Eingangsrechnungen. Die KI liest basierend auf vorhandenen globalen<br />
Wissensmodellen sehr zuverlässig Kopf- und Positionsinformationen aus und stellt diese dem<br />
ERP für weitere Bearbeitung integriert zur Verfügung. Dadurch werden Abteilungen bei Routinevorgängen<br />
nachhaltig effizienter.<br />
Hier ergibt sich übrigens eine interessante Verknüpfung zu den Regularien in der Medizin technik.<br />
Insbesondere in diesem Bereich empfehlen wir seit langem konsequent die Digitalisierung und<br />
Geschäftsprozess-Integration voranzutreiben, um regulatorische Anforderungen zukünftig besser<br />
abzudecken. Was ist damit gemeint? Bereits heute sind wir in der Lage, eine durchgehende<br />
Prozessverknüpfung von der Maschine über die Fertigungsorganisation, der Qualitätskontrolle<br />
und der Warenwirtschaft bis zum Verkauf oder dem Reklamationsmanagement abzudecken. Das<br />
bedeutet, dass zukünftig zu allen relevanten Geschäftsprozessen Daten zur Verfügung stehen<br />
und eine ganzheitliche Sicht z. B. auf Produkte, Kunden, Dokumente, Qualität und Prozessen zur<br />
Verfügung stehen. Eine ideale Basis für den Einsatz künstlicher Intelligenz.<br />
Achja und wenn wir es nicht mehr genau wissen, fragen wir den Aptean AI Assistant:<br />
„Wie muss die UDI aufgebaut sein?“<br />
Auch die EU hat inzwischen reagiert und versucht, das Thema zu regulieren. Nähere Infos dazu<br />
unter: https://digital-strategy.ec.europa.eu/de/policies/regulatory-framework-ai<br />
Jens Fröhlich<br />
3
Inhalt<br />
3 Editorial<br />
4 Inhalt/Impressum<br />
6 Aktuelles<br />
8 Titelstory<br />
11 Produktion<br />
27 Verpacken/Kennzeichnen/<br />
Identifizieren<br />
28 Qualitätssicherung<br />
36 Künstliche Intelligenz<br />
38 Aus Forschung und Technik<br />
41 Dienstleistung<br />
52 Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
60 Komponenten<br />
66 Sensoren<br />
68 Stromversorgung<br />
70 Bedienen und Visualisieren<br />
74 Software<br />
78 Design<br />
November MAI/JUNI/JULI November-Dezember 2/<strong>2024</strong> JG. 15 1/2008<br />
FACHZEITSCHRIFT<br />
FÜR MEDIZIN-TECHNIK<br />
meditronicjournal<br />
OLED-Displays<br />
in der Medizintechnik<br />
Data Modul AG, Seite 8<br />
Titelstory:<br />
OLED-Displays in der<br />
Medizintechnik: Die hell<br />
erleuchtete Zukunft der<br />
Bildschirmtechnologie?<br />
Im Consumer-Bereich sind OLED-Displays<br />
bereits seit Jahren etabliert und aus vielen<br />
Bereichen des täg lichen Lebens nicht mehr<br />
wegzudenken. 8<br />
Fachzeitschrift für<br />
Medizin-Technik<br />
meditronicjournal<br />
■ Herausgeber und Verlag:<br />
beam-Verlag<br />
Krummbogen 14, 35039 Marburg<br />
www.beam-verlag.de<br />
Tel.: 06421/9614-0<br />
Fax: 06421/9614-23<br />
■ Redaktion:<br />
Dipl.-Ing. Christiane Erdmann<br />
redaktion@beam-verlag.de<br />
■ Anzeigen:<br />
Myrjam Weide, Tel.: 06421/9614-16<br />
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Sabine Tzschentke, Tel.: 06421/9614-11<br />
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Tanja Meß, Tel.: 06421/9614-18<br />
tanja.mess@beam-verlag.de<br />
■ Erscheinungsweise:<br />
5 Hefte jährlich<br />
■ Satz und Reproduktionen:<br />
beam-Verlag<br />
■ Druck & Auslieferung:<br />
Bonifatius GmbH, Paderborn<br />
www.bonifatius.de<br />
Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer<br />
Prüfung der Texte durch die Redaktion<br />
keine Haftung für deren inhaltliche<br />
Richtigkeit. Alle Angaben im Einkaufsführer<br />
beruhen auf Kundenangaben!<br />
Handels- und Gebrauchsnamen, sowie<br />
Waren bezeichnungen und dergleichen<br />
werden in der Zeitschrift ohne Kennzeichnungen<br />
verwendet. Dies berechtigt nicht zu<br />
der Annahme, dass diese Namen im Sinne<br />
der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung<br />
als frei zu betrachten sind und<br />
von jedermann ohne Kennzeichnung verwendet<br />
werden dürfen.<br />
Auf lange Sicht agieren<br />
Die MedTech-Branche steht auf der Innovationsbremse und vor einem<br />
Compliance-Berg. Momentan heißt es für viele Hersteller, den Gürtel enger zu<br />
schnallen, ohne an Wettbewerbsfähigkeit zu verlieren. Das Outsourcing gilt<br />
dabei als bewährte Strategie – allerdings nur, wenn sie holistisch und langfristig<br />
angegangen wird. 41<br />
Partnerschaft und Beratung bei der Industrialisierung<br />
von Drug-Delivery-Devices<br />
Effiziente Proof-of-Concepts und Mustererstellung für den Erfolg. 44<br />
4 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Strategie-Tipps zur Leistungsund<br />
Kostenoptimierung<br />
Eine aktuelle Umfrage des Beratungsunternehmens<br />
McKinsey zeigt, dass 40 Prozent der befragten<br />
Unternehmen aufgrund der rapiden Fortschritte im<br />
Bereich der generativen KI ihre Investitionen<br />
in KI-Technologien generell erhöhen wollen. 36<br />
„Die Fabrik der Zukunft arbeitet datengesteuert –<br />
oder sie ist nicht mehr wettbewerbsfähig“<br />
Was kennzeichnet die Fabrik der Zukunft? Wie gelingt Smart Manufacturing?<br />
Was gehört in den digitalen Werkzeugkasten für den<br />
Shopfloor? 14<br />
3D-Druck-Dienstleistungen im Wandel der Zeit<br />
Vergleichsweise kurz beeinflusst sie die Geschichte der Medizintechnik,<br />
dennoch ist sie nicht mehr aus dem Alltag vieler Entwickler<br />
wegzudenken: die additive Fertigung. Aber welche Entwick lungen<br />
hat der 3D-Druck hinter sich? 46<br />
Elektrifizierung der Medizin<br />
durch das periphere Nervensystem<br />
Das zentrale (ZNS) und das periphere (PNS) Nervensystem<br />
arbeiten zusammen, um die Funktionen unseres Körpers zu<br />
koordinieren und zu regulieren. 38<br />
Systemlösung für die<br />
Medizintechnik der Zukunft<br />
Die rasante Entwicklung in der Medizintechnik hat<br />
in den letzten Jahren zu einigen bahnbrechenden<br />
Innovationen geführt, die nicht nur die Genauigkeit<br />
und Effizienz medizinischer Geräte verbessern,<br />
sondern auch das Leben der Patienten positiv<br />
beeinflussen. 74<br />
Was Mikro 3D-Druck in der<br />
Medizintechnik möglich macht<br />
Medizinische Geräte werden kleiner, individueller und<br />
komplexer. Was kann Mikro 3D-Druck dazu beitragen,<br />
Produkte zu entwickeln, die Herstellung zu beschleunigen<br />
und die Kosten zu begrenzen? 12<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
5
Aktuelles<br />
Wann ersetzt Künstliche Intelligenz den Arzt?<br />
Siemens Healthineers bietet in seiner Befundungs- und Reporting-Lösung Syngo.Breast Care neue<br />
KI-basierte Funktionalitäten an. © Siemens Healthineers<br />
Die schnelle Entwicklung von Künstlicher<br />
Intelligenz (KI) hat die Medizintechnik in den<br />
letzten Jahren bereits stark beeinflusst. Doch<br />
welche Auswirkungen hat KI auf die ärztliche<br />
Rolle? Wie können ethische Aspekte berücksichtigt<br />
werden, wenn ein KI-System medizinische<br />
Diagnosen und Behandlungsentscheidungen<br />
trifft? Und was ist mit dem Schutz sensibler<br />
Patientendaten?<br />
Künstliche Intelligenz kann große Mengen von<br />
medizinischen Daten analysieren und Muster<br />
identifizieren. Ihr Einsatz in der Medizintechnik<br />
verspricht für viele Anwendungsbereiche großes<br />
Potenzial. „Die Komplexität von Prozessen und<br />
Produkten hat in vielen Bereichen, einschließlich<br />
der Medizintechnik und Biotechnologie, stark<br />
zugenommen und ist für den Menschen allein<br />
intellektuell immer schwieriger zu beherrschen.<br />
Eine Lösung bieten intelligente und vernetzte<br />
Sensoren und Sensorsysteme, welche mithilfe<br />
Künstlicher Intelligenz Daten zu Information verarbeiten<br />
und daraus begründete Entscheidungen<br />
ableiten“, sagt Dr. Thomas Velten, Leiter Innovationsmanagement<br />
am Fraunhofer-Institut für<br />
Biomedizinische Technik (IBMT).<br />
In welchen Bereichen der Medizin unterstützt<br />
KI also bereits den Menschen?<br />
NürnbergMesse GmbH<br />
www.nuernbergmesse.de<br />
www.medteclive.com/de/<br />
Datenaggregation durch Swarm Learning<br />
Ein Beispiel, in dem der Einsatz von KI den<br />
Ärzten zur Seite steht, ist das Sammeln und<br />
die Analyse von Patientendaten. Innerhalb der<br />
enormen Datenmenge zu Symptomen von Patienten<br />
besteht die Hoffnung, Schlüsselkomponenten<br />
für innovative, maßgeschneiderte Therapieansätze<br />
zu identifizieren. Fortschrittliche Informatikmethoden,<br />
insbesondere aus dem Bereich<br />
der KI, sind erforderlich, um umfangreiche Datensätze<br />
zu analysieren. „Durch das Sammeln von<br />
medizinischen Daten kann die Entwicklung neuer,<br />
besserer Therapien profitieren. Die Medizin der<br />
Zukunft wird mittels Künstlicher Intelligenz vernetzt<br />
und alle Beteiligten werden gleichermaßen<br />
davon profitieren“, sagt Prof. Joachim Schultze,<br />
Sprecher des Forschungskonsortiums und Direktor<br />
für Systemmedizin am DZNE, dem Deutschen<br />
Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen.<br />
„Patienten berichten ihre Symptome, wir messen<br />
noch ein paar Dinge und versuchen dann zu<br />
Prof. Joachim Schultze, Sprecher des<br />
Forschungskonsortiums und Direktor für<br />
Systemmedizin am DZNE, dem Deutschen Zentrum<br />
für Neurodegenerative Erkrankungen. © DZNE<br />
erkennen, auf welche Krankheit dies alles hindeuten<br />
könnte. Diesen Prozess unterfüttern wir<br />
jetzt mit sehr vielen und sehr genauen Daten.<br />
Allerdings haben wir damit so viele Daten, dass<br />
wir technische Hilfe benötigen, um die Muster<br />
zu erkennen.“<br />
Verteilte Datenbestände analysieren<br />
Das DZNE entwickelte daher in Zusammenarbeit<br />
mit mehreren deutschen Forschungszentren<br />
ein KI-basiertes Auswertungssystem,<br />
das auf Swarm Learning basiert. Die KI-Technologie<br />
ermöglicht es, verteilte Datenbestände zu<br />
analysieren. „Wir haben gemeinsam mit dem IT-<br />
Unternehmen Hewlett Packard Enterprise eine<br />
Technologie entwickelt. Wir nennen sie Swarm<br />
Learning und sehen darin einen Game changer,<br />
was den Umgang mit Big Data, also großen<br />
Datenmengen, betrifft.“ Schultze und sein Team<br />
führten in einem spezifischen Anwendungsbereich<br />
eine Analyse tausender medizinischer<br />
Datensätze durch. Hierbei handelte es sich um<br />
Röntgenaufnahmen der Lunge und molekulare<br />
Muster im Blut, die aus verschiedenen Quellen<br />
stammten. Mithilfe von Swarm Learning konnte<br />
die Künstliche Intelligenz krankhafte Veränderungen<br />
der Lunge sowie Diagnosen von Leukämie,<br />
Tuberkulose und COVID-19 durchführen. In<br />
der Zukunft könnte eine KI, die auf diese Weise<br />
trainiert wurde, möglicherweise auch eine unterstützende<br />
Rolle bei der Analyse von Hirnscans<br />
oder Röntgenbildern übernehmen. Obwohl Ärzte<br />
nicht durch KI ersetzt werden können, stellt sie<br />
dennoch ein äußerst nützliches Werkzeug für<br />
deren tägliche Arbeit dar. Und Swarm Learning<br />
trägt dazu bei, die Leistungsfähigkeit der KI weiter<br />
zu steigern.<br />
Automatisierte Bilderkennung durch KI<br />
Ein weiteres Einsatzfeld ist die automatisierte<br />
Bilderkennung durch KI im medizinischen<br />
Bereich. Zusammen mit Entwicklungspartnern<br />
und unterstützt durch mehrere klinische Partner<br />
entwickelt zum Beispiel das IBMT im Verbundprojekt<br />
»Ophthalmo-AI« ein intelligentes und<br />
interaktives Assistenzsystem für Augen ärztinnen<br />
und -ärzte. Dieses System nutzt Methoden der<br />
erklärbaren Künstlichen Intelligenz, um nachvollziehbare<br />
Diagnosen und Behandlungsvorschläge<br />
zu erstellen. Ziel ist es, den Augenärztinnen<br />
und -ärzten dabei zu helfen, anhand von<br />
Bilddaten und klinischen Informationen eine korrekte<br />
Diagnose zu stellen und die bestmögliche<br />
Therapieentscheidung zu treffen. „Das KI- System<br />
kennzeichnet zunächst biologische Strukturen<br />
und pathologische Merkmale in den Bilddaten,<br />
um nachvollziehbare Vorschläge für das medizinische<br />
Personal zu generieren. Anschließend<br />
leiten spezielle KI-Modelle Diagnosen aus den<br />
Bildbefunden und weiteren Patientendaten ab,<br />
machen Therapievorschläge und prognostizieren<br />
6 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Aktuelles<br />
den Therapieerfolg. Durch interaktives maschinelles<br />
Lernen wird das Wissen der Ärzte in den<br />
Prozess integriert“, erklärt Velten. „Zur Entwicklung<br />
des Systems werden umfangreiche und<br />
aufbereitete Behandlungsdaten in einer speziellen<br />
Datenintegrationsplattform verwendet.<br />
Und bei der umfangreichen datengetriebenen<br />
Verarbeitung werden die Datenschutzaspekte<br />
der DSGVO vollständig beachtet.“<br />
Automatisierte Patientenpositionierung<br />
Auch Siemens Healthineers nutzt im Rahmen<br />
seiner MRT-Portfolios KI-Algorithmen. Einige<br />
ihrer MAGNETOM MRT-Scanner setzen beispielsweise<br />
Algorithmen bei der automatisierten<br />
Patientenpositionierung ein. Auf diese Weise<br />
soll in Zukunft auch die Bewegung des Herzens<br />
automatisch erkannt und damit das zeitintensive<br />
Anbringen von Elektroden vermieden<br />
werden. Des Weiteren nutzt das Unternehmen<br />
die neuartige Befundungslösung syngo.Breast<br />
Care im Rahmen des Mammographie-Screenings.<br />
KI-Algorithmen helfen, einzelne Läsionen<br />
genauer zu beurteilen und die Zahl falsch positiver<br />
Befunde zu verringern – so werden unnötige<br />
invasive Diagnostiken vermieden. Um die<br />
Beurteilung der Mammographien weiter zu vereinfachen,<br />
liefert syngo.Breast Care eine automatische<br />
Klassifizierung der Wahrscheinlichkeit<br />
einer Brustkrebserkrankung.<br />
Wie sicher sind unsere Daten?<br />
Es gibt einige ethische, rechtliche und gesellschaftliche<br />
Fragestellungen im Kontext von KI-<br />
Anwendungen in der Medizin. Die Verarbeitung<br />
biomedizinischer Daten mit ethischen und datenschutzrechtlichen<br />
Fragestellungen gestaltet sich<br />
nicht leicht. Daten zu sammeln und zentral zu<br />
speichern, lässt sich angesichts der gesetzlichen<br />
Regelungen zum Datenschutz meist schwer<br />
umsetzen. „Datenschutz und Vertrauen sind in<br />
der Medizin zentral. Digitale Daten sind schützenswert,<br />
das gilt insbesondere für personenbezogene<br />
Daten“, sagt Schultze. „Beim Swarm<br />
Learning sind beispielsweise die Anforderungen<br />
des Datenschutzes vollständig erfüllt, denn die<br />
eigentlichen Daten werden nicht ausgetauscht.“<br />
Das bedeutet, die Daten werden nicht zusammengetragen,<br />
sondern bleiben jeweils lokal auf<br />
den individuellen Geräten gespeichert.<br />
Ergänzung oder Ersatz für Ärzte?<br />
Der Einsatz von KI in der Medizin kann bislang<br />
nicht als Ersatz für Ärzte gesehen werden, sondern<br />
als unterstützendes Werkzeug, das ärztliche<br />
Tätigkeiten verbessert und ergänzt. Durch<br />
eine gezielte Integration von KI-Systemen können<br />
die Effizienz und Genauigkeit medizinischer<br />
Diagnosen und Therapien gesteigert werden,<br />
wodurch letztendlich die Qualität der Patientenversorgung<br />
verbessert wird.<br />
Christopher Boss, Geschäftsführer der MedtecLIVE<br />
GmbH © NürnbergMesse<br />
Die bevorstehende MedtecLIVE, die vom 18.<br />
bis zum 20. Juni <strong>2024</strong> in Stuttgart stattfindet, legt<br />
ebenfalls einen Schwerpunkt auf Künstliche Intelligenz.<br />
„Wir setzen auf der kommenden Messe<br />
einen starken Fokus auf das zukunftsrelevante<br />
Thema der KI in der Medizintechnik. In einer<br />
sich stetig weiterentwickelnden Welt ist es von<br />
entscheidender Bedeutung, dass wir die neuesten<br />
Fortschritte in diesem Bereich beleuchten.<br />
Unsere Messe wird daher eine Plattform bieten,<br />
um die bahnbrechenden Entwicklungen und die<br />
zukunftsweisende Bedeutung von Künstlicher<br />
Intelligenz in der Medizintechnik zu erkunden“,<br />
sagt Christopher Boss, Geschäftsführer der<br />
MedtecLIVE GmbH und Executive Director der<br />
Veranstaltung. ◄<br />
365 Tage Netzwerken der Medizintechnik-Branche<br />
Start der neuen MedtecLIVE Community<br />
© NürnbergMesse/Heiko Stahl<br />
Anfang Februar hat die MedtecLIVE, die zentrale<br />
europäische Leitmesse für die Herstellung<br />
von Medizintechnikprodukten und Türöffner in<br />
den wichtigen europäischen Abnehmer- und<br />
Produktionsmarkt, ein neues Format gestartet:<br />
die digitale MedtecLIVE Community.<br />
„Nach dem Relaunch der Website bietet die<br />
Community jetzt die einzigartige Möglichkeit, das<br />
Messeerlebnis das gesamte Jahr hindurch digital<br />
fortzusetzen. Wir vernetzen Aussteller und Besucher<br />
miteinander und mit vielen anderen Akteuren<br />
der Medizintechnik-Branche“, sagt Christopher<br />
Boss, Geschäftsführer der MedtecLIVE GmbH<br />
und Direktor der MedtecLIVE. Nutzer können<br />
schon lange vor der Messe Nachrichten austauschen<br />
und Termine vereinbaren, können Neuigkeiten<br />
zu Unternehmen oder Themen abonnieren<br />
und damit aktiv in den Austausch gehen.<br />
„Wir vernetzten damit die vielen tollen Content-<br />
Angebote unserer Aussteller, die redaktionellen<br />
Inhalte unserer Website aus der Rubrik Inside<br />
Industry mit Lösungen, Meinungen, Menschen<br />
und Events aus der Community. So schaffen<br />
wir ein einzigartiges Format, das zum Vernetzen<br />
oder gezielten Suchen genauso einlädt wie<br />
zum Stöbern. Ein Format, das Inhalte immer mit<br />
Unternehmen und Personen verbindet, um den<br />
direkten Austausch zu fördern“, sagt Boss.<br />
Zentrale Fokusthemen <strong>2024</strong><br />
Trends, Neuigkeiten und Regularien im Bereich<br />
der Herstellung und Entwicklung von Medizintechnik<br />
sind die großen Themen der MedtecLIVE.<br />
– online wie offline. Der Fokus liegt in diesem<br />
Jahr bei den „brennenden“ Themen: Automatisierung,<br />
Digitalisierung und Circular Economy.<br />
Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Transformation<br />
aus anderen Branchen in die Medizintechnik,<br />
aber auch die Themen MDR und IVDR<br />
werden wieder eine Rolle in den vielfältigen Formaten<br />
spielen. „Wir liefern Orientierung für Einsteiger<br />
und Experten gleichermaßen. Dabei tragen<br />
wir zu einem verständlichen Branchenbild<br />
im Hinblick auf die Entwicklung und Herstellung<br />
von Medizintechnikprodukten bei“, sagt Boss.<br />
Großes Interesse bei Ausstellern<br />
Schon jetzt zeichnet sich ab, dass die Messe,<br />
nicht nur mit innovativen Formaten onsite und<br />
online, sondern auch in der Fläche zulegen kann.<br />
Nach dem Versand der Standbestätigungen an<br />
die Ausstellenden zieht Boss ein zufriedenes<br />
Zwischenfazit: „Wir liegen bei der Zahl der Aussteller<br />
und bei der Fläche im Plan. Deshalb sind<br />
wir zuversichtlich, dass wir im Juni in Stuttgart<br />
eine Veranstaltung schaffen, die Impulsgeber<br />
ist und neue Synergien entstehen lässt – durch<br />
die Vielfalt von Ausstellenden und Besuchenden<br />
aus allen Bereichen der Medizintechnik.“<br />
NürnbergMesse GmbH<br />
www.nuernbergmesse.de<br />
www.medteclive.com/de/<br />
Die Fachmesse MedtecLIVE findet vom<br />
18. bis 20. Juni <strong>2024</strong> in Stuttgart statt.<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
7
Titelstory<br />
OLED-Displays in der Medizintechnik: Die hell<br />
erleuchtete Zukunft der Bildschirmtechnologie?<br />
OLEDs sind in der Medizintechnik unverzichtbar, dank ihrer herausragenden Darstellungseigenschaften in Diagnosegeräten. Das detailreiche Bild mit<br />
hohen Kontrasten ermöglicht präzise Diagnosen.<br />
Autor:<br />
Peter Jendros<br />
Product Manager Display Division<br />
DATA MODUL AG<br />
www.data-modul.com<br />
Im Consumer-Bereich sind OLED-<br />
Displays bereits seit Jahren etabliert<br />
und aus vielen Bereichen des täglichen<br />
Lebens nicht mehr wegzudenken.<br />
Eine hervorragende Bildqualität<br />
und die flache Bauweise<br />
machen OLED zu einer attraktiven<br />
Technologie für den Einsatz in Fernsehern,<br />
Smartphones, Tablets, Laptops,<br />
PC-Monitoren und Uhren, um<br />
nur einige mögliche Verwendungsmöglichkeiten<br />
aus dem Consumer-<br />
Bereich zu nennen. Doch was macht<br />
diese Technologie so einzigartig<br />
und welche potenziellen Chancen<br />
eröffnen sich darüber hinaus auch<br />
für den Industriebereich? Ein Blick<br />
auf die technischen Eigenschaften<br />
und möglichen Anwendungen.<br />
Was bedeutet OLED?<br />
OLED steht für Organic Light<br />
Emitting Diode. Im Gegensatz zur<br />
herkömmlichen LED-Technologie<br />
bei der Halbleitermaterialien für die<br />
Licht emission sorgen, nutzt OLED<br />
organische Moleküle als Leuchtschicht.<br />
Diese Moleküle enthalten<br />
Kohlenstoffverbindungen – was den<br />
organischen Charakter erklärt – ähnlich<br />
den lebenswichtigen Verbindungen<br />
bei Lebewesen. Durch Anlegen<br />
einer elektrischen Spannung<br />
erfolgt bei OLED die Umwandlung<br />
von elektrischer Energie in Lichtenergie,<br />
ein Prozess, der als Elektro-Lumineszenz<br />
bezeichnet wird.<br />
Aufbau und Funktionsweise<br />
der OLED-Technologie<br />
OLED-Displays sind verhältnismäßig<br />
einfach aufgebaut und bestehen<br />
prinzipiell aus mehreren Schichten<br />
(Bild 1). Die äußeren Schichten<br />
umfassen das Trägersubstrat,<br />
auf dem die Schichten nacheinander<br />
aufgetragen werden, sowie<br />
eine Schutzscheibe. Letztere dient<br />
dazu, die darunter liegenden empfindlichen<br />
Schichten vor äußeren<br />
Umwelteinflüssen, wie Sauerstoff<br />
und Feuchtigkeit zu schützen, da<br />
diese die Lebensdauer und insbesondere<br />
die Leuchtkraft im Laufe<br />
der Zeit erheblich beeinträchtigen<br />
können.<br />
Auf dem Trägersubstrat, meist<br />
eine Glasscheibe, befindet sich<br />
die Dünnfilmtransistoren-Matrix.<br />
Diese Matrix steuert die Helligkeit<br />
jedes einzelnen Sub-Pixels. Es ist<br />
jedoch auch möglich, flexible und<br />
biegbare Plastikmaterialien als Substrat<br />
zu verwenden.<br />
Die unteren Schichten umfassen<br />
die Anode (Pluspol) und die Kathode<br />
(Minuspol), die bei Anlegen einer<br />
elektrischen Spannung einen Stromfluss<br />
durch die organische Emissionsschicht<br />
erzeugen. Die Intensität<br />
des Stroms durch die Leuchtschicht<br />
beeinflusst direkt die Helligkeit der<br />
Lichtemission. Es besteht also ein<br />
proportionaler Zusammenhang zwischen<br />
Stromstärke und Helligkeit.<br />
Die eigentliche Licht-Emissionsschicht,<br />
bestehend aus Kohlenstoffmolekülen,<br />
gibt bei Strom-<br />
8 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Titelstory<br />
Bild 1: Der Aufbau eines OLED-Displays im Detail.<br />
fluss Energie in Form von Licht ab.<br />
Um einen effizienten Stromfluss<br />
zu gewährleisten, wird die Leuchtschicht<br />
von zwei weiteren Schichten<br />
umgeben: einer Elektronen-Transportschicht<br />
und einer Löcher-Transportschicht.<br />
Mit einer Dicke von nur 100 bis<br />
200 Nanometern sind die insgesamt<br />
fünf inneren Schichten sehr dünn.<br />
Funktionsweise<br />
Wie bei TFT-Flüssigkristallanzeigen<br />
(LCD) erfolgt die Bildwiedergabe<br />
bei AMOLED (active-matrix<br />
organic light-emitting diode) über<br />
eine Bildpunktmatrix. Ein Bildpunkt<br />
= Pixel, besteht aus drei Subpixeln<br />
in den Grundfarben Rot, Grün und<br />
Blau. Durch bewusstes Steuern der<br />
Helligkeit dieser drei Farben mittels<br />
TFT-Matrix können sämtliche Farben<br />
erzeugt werden. Im Gegensatz zu<br />
LCD-Anzeigen, die eine weiße Hintergrundbeleuchtung,<br />
einen RGB-<br />
Farbfilter und eine dazwischenliegende<br />
Flüssigkristallschicht benötigen,<br />
um die Helligkeit der einzelnen<br />
RGB-Subpixel zu regeln, benötigen<br />
OLED-Displays keine permanente<br />
Hintergrundbeleuchtung.<br />
Erzeugung farbiger Bilder<br />
Sie nutzen zwei Hauptmethoden<br />
zur Erzeugung farbiger Bilder: Bei<br />
der ersten Methode sind die winzigen<br />
weißen OLED-Flächen hinter<br />
einem RGB-Farbfilter angeordnet.<br />
Dabei kann die Helligkeit jeder<br />
OLED individuell gesteuert werden,<br />
was die präzise Erzeugung von Farben<br />
für jeden Pixel oder Bildpunkt<br />
auf dem Display ermöglicht.<br />
Die zweite Methode ermöglicht<br />
es sogar auf den Farbfilter zu verzichten.<br />
Hier werden die einzelnen<br />
Bildpunkte als mikrometergroße,<br />
rote, grüne und blaue OLED direkt<br />
auf das Trägermaterial aufgebracht.<br />
Dies bietet eine präzise und individuelle<br />
Steuerung von Helligkeit und<br />
Farben für jedes Pixel, ohne einen<br />
zusätzlichen Farbfilter.<br />
Vergleich OLED vs. LCD<br />
OLED Anzeigen sind in der Leistungsaufnahme<br />
gegenüber LCD-<br />
Anzeigen energieeffizienter, da sie<br />
die Helligkeit je nach Bild steuern<br />
und somit bei dunklen Flächen<br />
weniger Energie verbrauchen. Im<br />
Gegensatz dazu bleibt die weiße<br />
Hintergrundbeleuchtung von LCD-<br />
Anzeigen permanent gleich hell und<br />
verursacht daher einen vergleichsweise<br />
höheren Energieverbrauch.<br />
Das Hauptargument für den Einsatz<br />
von OLED-Displays ist die<br />
überragende Bildqualität. Im Vergleich<br />
zu LCD-Anzeigen können<br />
OLEDs Farben naturgetreuer darstellen<br />
und weisen eine signifikant<br />
verbesserte Farbsättigung auf. Die<br />
Kontrastverhältnisse zwischen Hell<br />
und Dunkel sind bei OLEDs deutlich<br />
höher als bei LCDs. Bedingt<br />
durch das Trägheitsverhalten des<br />
in LCDs verwendeten Flüssigkristalls,<br />
ist auch die Bildwiederholfrequenz<br />
von OLEDs um ein Vielfaches<br />
schneller. Dies ist besonders<br />
auffällig bei der Wiedergabe<br />
bewegter Bilder.<br />
Flexible Trägermaterialien<br />
Ein weiterer Vorteil von OLED-<br />
Anzeigen besteht darin, dass<br />
deren Beschichtung auch auf flexiblen<br />
Trägermaterialien realisiert<br />
werden kann. Dadurch wird Produktentwicklern<br />
mehr Gestaltungsspielraum<br />
für die Geräteentwicklung<br />
ermöglicht.<br />
Nachteile OLED<br />
Die OLED-Technologie bringt<br />
zweifellos viele Vorteile mit sich, ist<br />
allerdings nicht frei von Herausforderungen.<br />
So sind die Lebensdauer<br />
und der langfristige Erhalt der Bildqualität<br />
stark von der Alterung und<br />
Helligkeitsabnahme der individuellen<br />
Bildpunkte abhängig. Die Beanspruchung<br />
der Pixel variiert je nach<br />
dargestellten Bild inhalten.<br />
Bild 2: Mit einer Bandbreite von 1 bis 100 Zoll bieten OLED-Displays eine flexible Auswahl, die den Anforderungen<br />
verschiedenster Einsatzbereiche gerecht wird.<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
9
Titelstory<br />
Bild 3: Im Einzelhandel werden transparente OLEDs gezielt eingesetzt, um die Präsentationswirkung von Produkten zu steigern.<br />
Dunkle Bereiche benötigen weniger<br />
Strom und weisen daher – im<br />
Vergleich zu hellen, stromintensiven<br />
Bildbereichen – eine längere<br />
Lebensdauer auf.<br />
Pixelverschiebung<br />
Um diese Effekte zu minimieren,<br />
setzen Hersteller verschiedene<br />
Maßnahmen ein. Beispielsweise<br />
laufen im Hintergrund für<br />
den Anwender unsichtbare Algorithmen,<br />
die die Pixel in regelmäßigen<br />
Zeitintervallen leicht verschieben.<br />
Dies führt zu einer gleichmäßigeren<br />
Beanspruchung der Pixel<br />
und soll somit die exzellente Bildqualität<br />
über einen längeren Zeitraum<br />
erhalten. Diese Verschiebungen<br />
geschehen in so kurzen Intervallen,<br />
dass sie für den Betrachter<br />
nicht wahrnehmbar sind.<br />
Im Fall von LCD-TFTs stellt die verringerte<br />
Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung<br />
über die Zeit kein Problem<br />
dar, da dies die gesamte Fläche<br />
betrifft. Im Gegensatz dazu zeigt<br />
die LCD-Zelle selbst kaum Alterungserscheinungen,<br />
was keine Inhomogenität<br />
der Bildinhalte verursacht. In<br />
den TFT-Spezifikationen wird dieses<br />
Verhalten als Halbhelligkeitswert in<br />
Stunden, bezogen auf bestimmte<br />
Betriebsparameter angegeben.<br />
Produktportfolio<br />
im Consumer-Bereich<br />
OLEDs sind in Größen von etwa<br />
1 Zoll bis zu 100 Zoll verfügbar<br />
(Bild 2). Die kleineren Formate sind<br />
für Wearables wie Uhren und Fitnessbänder<br />
konzipiert, während<br />
die größeren Formate für TV- und<br />
Signage-Geräte bestimmt sind.<br />
Dazwischen befinden sich mittelgroße<br />
Varianten, die vor allem für<br />
Handys, Tablets, Laptops und PC-<br />
Monitore geeignet sind.<br />
Für VR- und AR-Brillen kommen<br />
sogar noch kleinere OLEDs sogenannte<br />
Mikro-OLEDs zum Einsatz.<br />
Diese zeichnen sich durch eine<br />
hohe Pixeldichte auf kleiner Fläche<br />
aus. Ein optisches System, wie ein<br />
Lichtleiter, projiziert die Bilder von<br />
den OLEDs auf die Brillengläser.<br />
Einsatzgebiete jenseits<br />
des Consumer-Bereichs<br />
In anderen Bereichen, zum Beispiel<br />
in der Medizintechnik, nehmen<br />
OLEDs eine entscheidende Rolle<br />
ein, da ihre herausragenden Darstellungseigenschaften<br />
in Diagnosegeräten<br />
unentbehrlich sind. Das<br />
detailreiche Bild mit hohen Kontrasten<br />
unterstützt medizinisches Personal<br />
bei präzisen Diagnosen, insbesondere<br />
in Ultraschallgeräten mit<br />
Bilddiagonalen zwischen 21 und<br />
32 Zoll (Aufmacherbild).<br />
Und in der Luftfahrtindustrie werden<br />
OLED-Anzeigen eingesetzt,<br />
um Passagieren der Business- und<br />
First-Class ein erstklassiges Unterhaltungserlebnis<br />
mit herausragender<br />
Bildqualität zu bieten.<br />
Eine neuere Entwicklung sind<br />
transparente OLEDs, die beispielsweise<br />
im Einzelhandel Anwendung<br />
finden (Bild 3). Präsentationswirkung<br />
und Anziehungskraft kann<br />
deutlich gesteigert werden, wenn<br />
zum Beispiel in Glasvitrinen Produkte<br />
– wie der neueste Turnschuh<br />
– durch Bilder oder Videos zusätzlich<br />
animiert werden.<br />
Konkurrenzfähige<br />
Technologien<br />
Aktuell gelten OLEDs als das<br />
Non-Plus-Ultra in Sachen Bildqualität.<br />
Dennoch unternehmen auch<br />
LCD-Entwickler Anstrengungen zur<br />
Optimierung der Bildqualität, um sich<br />
insbesondere in Applikationen wie<br />
in der Medizintechnik erfolgreich<br />
behaupten zu können. Ein Ansatz<br />
besteht darin, die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung<br />
über die Fläche<br />
zu variieren, um den Kontrast<br />
weiter zu steigern. In dunklen Bild-<br />
und Videobereichen wird die Helligkeit<br />
gezielt reduziert. Diese Technologie<br />
namens „Full Array Local Dimming“<br />
(FALD) verwendet LEDs, die<br />
flächenmäßig in der Hintergrundbeleuchtung<br />
angeordnet sind und so<br />
bestimmte Bereiche synchron zur<br />
Bildinhalts-Helligkeit steuern können.<br />
Obwohl FALD-Displays bisher<br />
nur begrenzt in den Standardportfolios<br />
der Hersteller vertreten sind,<br />
gewinnen sie dennoch zunehmend<br />
an Bedeutung.<br />
MicroLED-<br />
Displaytechnologie<br />
Eine noch vielversprechendere<br />
Konkurrenz für OLED-Displays<br />
scheint sich jedoch aus der<br />
MicroLED-Displaytechnologie zu<br />
entwickeln. Hierbei werden herkömmliche<br />
Halbleiter-LEDs anstelle<br />
organischer LEDs als Lichtquellen<br />
verwendet. Obwohl diese Technologie<br />
noch in den Anfängen steckt,<br />
sind bereits erste Modelle auf dem<br />
Markt erschienen. Displayhersteller<br />
sowie neue Akteure investieren<br />
intensiv in diese Richtung und erwarten<br />
eine spannende Zukunft. Ähnlich<br />
wie es bei OLED der Fall war<br />
– vielleicht etwas schneller, – denn<br />
die OLED-Zukunft begann mit dem<br />
ersten Test bereits im Jahr 1987. ◄<br />
10 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
Medizinkompatibler Klebstoff<br />
für Biosensoren<br />
DELO erweitert Medizinelektronik-Portfolio mit neuem Klebstoff<br />
für Biosensoren<br />
micro milling<br />
DER KLEINSTE DER WELT MIT<br />
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Cool Micro<br />
Im Zuge seiner erweiterten Präsenz in der<br />
Medizinelektronik hat DELO einen neuen medizinkompatiblen<br />
Klebstoff entwickelt. DELO<br />
MONOPOX MG3727 basiert auf einem in der<br />
Unterhaltungselektronik etablierten Produkt,<br />
das sich durch Niedrigtemperaturhärtung und<br />
Fallbeständigkeit auszeichnet. Der neue Klebstoff<br />
ist zusätzlich nicht-zytotoxisch und erfüllt<br />
damit Normen wie DIN EN ISO 10993-5, die<br />
für die Einstufung als medizinkompatibel erforderlich<br />
sind.<br />
DELO MONOPOX MG3727 ist besonders für<br />
die Fertigung von Biosensoren – einschließlich<br />
EKG-Elektroden – geeignet. Da Edelstahl<br />
für die Konstruktion solcher Sensoren oft eine<br />
zentrale Rolle spielt, hat DELO besonders auf<br />
eine gute Haftung auf diesem Substrat geachtet.<br />
So zeigt der Klebstoff darauf eine Druckscherfestigkeit<br />
von 11 MPa.<br />
DELO Industrie Klebstoffe<br />
www.delo.de<br />
Sehr widerstandsfähig<br />
Darüber hinaus weist das einkomponentige,<br />
lösungsmittelfreie und feuchtigkeitsbeständige<br />
Produkt einen niedrigen Elastizitätsmodul von<br />
160 MPa auf und ist damit widerstandsfähig gegenüber<br />
Rissen durch plötzliche Stöße, etwa<br />
wenn ein Sensor auf den Boden fällt. Die niedrige<br />
Glasübergangstemperatur von -52 °C trägt<br />
dazu bei, dass der Klebstoff seine Eigenschaften<br />
über den gesamten Temperaturbereich beibehält,<br />
in dem Biosensoren eingesetzt werden.<br />
Schnelles Aushärten<br />
DELO MONOPOX MG3727 benötigt 10 Minuten,<br />
um bei einer niedrigen Temperatur von<br />
90 °C vollständig auszuhärten, und eignet sich<br />
daher optimal für temperaturempfindliche Substrate.<br />
Mit einer Viskosität von 30.000 mPa·s<br />
lässt sich der Klebstoff für eine optimale Produktionseffizienz<br />
einfach per Nadel dosieren.<br />
Dank seiner blauen Fluoreszenz kann zudem<br />
die Dosiergenauigkeit kontrolliert werden.<br />
„Dies ist nur eines von vielen medizinkompatiblen<br />
Materialien, die wir planen“, sagt<br />
Dr. Günther Witek, Produktmanager für Medizinelektronik<br />
bei DELO. „Was noch wichtiger ist:<br />
Wir werden Kunden unsere Expertise in den<br />
Bereichen Halbleiterfertigung, Miniaturisierung<br />
sowie Dosieren und Aushärten zur Verfügung<br />
stellen und es ihnen so ermöglichen,<br />
ganz neue Produkte herzustellen.“<br />
DELO hat sich auf Hightech-Klebstoffe und<br />
-Materialien für die Automobil-, Unterhaltungselektronik-<br />
und Halbleiterindustrie spezialisiert<br />
und baut angesichts der zunehmenden Verschmelzung<br />
von Medizintechnik mit Elektronik<br />
seinen Fußabdruck in diesem Bereich aus. ◄<br />
A<br />
STAR<br />
IS<br />
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MIKRON SWITZERLAND AG<br />
Division Tool<br />
6982 Agno | Schweiz<br />
mto@mikron.com<br />
www.mikrontool.com<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
11
Produktion<br />
Was Mikro 3D-Druck<br />
in der Medizintechnik möglich macht<br />
Fünf Beispiele<br />
3D-gedruckte Kohlenstoff Mikrogitter-Architektur<br />
bei 150-facher Vergrößerung<br />
Mit dem microArch S130 konnte Dr. Islam einen 1,3 x 1,3 x 1,3 mm großen<br />
Würfel drucken.<br />
Autorin:<br />
Laura Galloway<br />
Marketing Director<br />
Boston Micro Fabrication<br />
www.bmf3d.com<br />
Medizinische Geräte werden kleiner,<br />
individueller und komplexer. Was<br />
kann Mikro 3D-Druck dazu beitragen,<br />
Produkte zu entwickeln, die<br />
Herstellung zu beschleunigen und<br />
die Kosten zu begrenzen? Erfolgreiche<br />
Anwendungsbeispiele zeigen,<br />
was mit der Präzisionsmikro-<br />
Stereolithografie (PµSL) von Boston<br />
Micro Fabrication (BMF) möglich ist.<br />
Mikro-3D-Druck<br />
Medizinische Geräte werden kleiner,<br />
teurer in der Montage und werden<br />
häufiger mit kollaborierender<br />
Robotik eingesetzt. Die Miniaturisierung,<br />
die Kosten für die Montage<br />
und die Komplexität der Konstruktion<br />
von Werkzeugen für Diagnose-<br />
und Operationsroboter sind<br />
Herausforderungen, denen sich Konstrukteure<br />
medizinischer Geräte<br />
heute stellen müssen. Bauteile, die<br />
im Kunststoff-Spritzgießen und der<br />
CNC-Bearbeitung hergestellt werden,<br />
verursachen hohe Werkzeugkosten<br />
und lange Vorlaufzeiten. Dies<br />
rechnet sich nur bei hohen Stückzahlen.<br />
Mikro-3D-Druck dagegen<br />
wird oft für Prototypen und kleine<br />
Mengen von Versuchsteilen verwendet.<br />
Inzwischen ist die Technologie<br />
jedoch soweit fortgeschritten,<br />
dass kleine Serien in hervorragender,<br />
zulassungsfähiger Qualität<br />
produziert werden können. Dies<br />
gilt besonders für eine neues Verfahren,<br />
die Projektionsmikro-Stereolithografie.<br />
1. Kohlenstoff-Strukturen<br />
zur Gewebezüchtung<br />
Am Karlsruher Institut für Technologie<br />
in Karlsruhe wurden Kohlenstoffstrukturen<br />
3D-gedruckt, um<br />
anpassbare Gerüste für die Züchtung<br />
von Gewebe zu schaffen. Dazu<br />
wird glasartiges Kohlenstoffmaterial<br />
benötigt, das durch 3D-Druck<br />
eines Vorläufers und anschließende<br />
Karbonisierung erzeugt wird.<br />
Der verwendete 2-µm-3D-Drucker<br />
microArch S130 von BMF war in<br />
der Lage, die Gerüste mit komplexeren<br />
inneren Strukturen und engen<br />
Toleranzen mit sehr hoher Auflösung<br />
zu drucken. Unter Verwendung<br />
des HTL-Harzes von BMF im<br />
microArch S130 karbonisierten die<br />
3D-gedruckten Vorstufen anschließend<br />
nahtlos. Darüber hinaus verfügte<br />
der 3D-Drucker über ausreichend<br />
hohe Auflösung in einer für<br />
die 3D-Zellbesiedlung geeigneten<br />
Längenskala. „Kohlenstoff ist ein<br />
interessantes Material mit einzigartigen<br />
Eigenschaften, sagt Dr. Monsur<br />
Islam, Projektleiter im KIT.<br />
2. Sehnen- und<br />
Bändergewebe aus<br />
biokompatiblen<br />
Materialien<br />
New York University Abu Dhabi:<br />
Die Entwicklung von Sehnen- und<br />
Bändergeweben aus biokompatiblen<br />
Materialien stellt Forscher<br />
vor chemische, biologische und<br />
mechanische Herausforderungen.<br />
Nikos Karathanasopoulos und Oraib<br />
Al-Ketan von der New York University<br />
in Abu Dhabi suchen nach<br />
Metamaterialien zur Wiederherstellung<br />
von Gewebe und Bändern, die<br />
den mechanischen Eigenschaften<br />
des ursprünglichen Gewebes nahe-<br />
Mit dem microArch S240 von Boston<br />
Micro Fabrication hergestellte<br />
Metamaterial-Strukturen, die<br />
Merkmale in der Größenordnung<br />
von Zehntel-µm enthalten.<br />
12 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
Modelle der zylindrischen<br />
Hydrowells<br />
kommen. Mit dem microArch S240<br />
von Boston Micro Fabrication konnten<br />
sie Metamaterial-Architekturen<br />
in Größen herstellen, die Merkmale<br />
in der Größenordnung von<br />
Zehntel-µm und Gesamtprobenlängen<br />
in der Größenordnung von<br />
einem Millimeter mm enthalten. Zu<br />
den gedruckten Teilen gehörten diagonale<br />
Streben mit Durchmessern<br />
in der Größenordnung von 50 µm.<br />
Dabei wurden Materialien gefunden,<br />
die bis zu 18-mal steifer sind,<br />
wenn sie normal belastet und nicht<br />
geschert werden, was weit über die<br />
Grenzen isotroper technischer Materialien<br />
hinausgeht.<br />
Die gelbe Klammer positioniert<br />
zwei Mikronadeln in genauem<br />
Abstand an dem Einweg-Gerät zur<br />
Behandlung von Hautkrebs von<br />
IMcoMED.<br />
Modelle der trichterförmigen<br />
Hydrowells<br />
3. Hautkrebs-<br />
Behandlungsnadeln<br />
IMcoMED entwickelt ein Gerät für<br />
die Behandlung von Hautkrebs, das<br />
Mikrofluidik und Mikronadeln kombiniert.<br />
Diese M-Duo Technologie des<br />
Unternehmens basiert auf zwei sehr<br />
kleinen Nadeln, die extrem nah beieinander<br />
arbeiten. Eine Nadel injiziert<br />
Trägerflüssigkeit, die andere<br />
saugt sie ab. Dabei werden der<br />
interzellulären Flüssigkeit in diesem<br />
Bereich alle löslichen Krebszellsignale<br />
und Mikrovesikel entzogen.<br />
Die Herausforderung bestand<br />
darin, ein Teil mit hoher Genauigkeit<br />
und Präzision herzustellen, das<br />
die beiden Nadeln in einem präzisen<br />
Abstand hält.<br />
Mit dem 3D-Drucker microArch<br />
S240 wurden die gewünschten<br />
Teile hergestellt. Das System druckt<br />
den Deckel mit zwei Röhren, welche<br />
die Nadeln in Position halten in<br />
10-µm-Schichten. Die Kanäle von<br />
100 µm weisen Abstände zwischen<br />
20 und 40 µm auf. Noch befindet<br />
sich das Einweg-Gerät in der Entwicklungsphase<br />
– aber es ist bereits<br />
geplant, die aus biokompatiblem<br />
Material gedruckten Deckel in der<br />
Serienproduktion zu verwenden.<br />
4. Hydrowells<br />
für Zellkulturen<br />
Forscher des Buchmann-Instituts<br />
für Molekulare Biowissenschaften<br />
an der Goethe-Universität<br />
in Frankfurt am Main benutzen<br />
den microArch S140 von Boston<br />
Micro Fabrication (BMF), um miniaturisierte<br />
Gefäße, genannt Hydrowells,<br />
für die Kultivierung von zellulären<br />
Sphäroiden herzustellen. Die<br />
Arbeit war Teil des SHAPE-Experiments<br />
(Spheroid Aggregation and<br />
Viability in Space), das vom Deutschen<br />
Zentrum für Luft- und Raumfahrt<br />
(DLR) unterstützt wird und an<br />
Bord der Internationalen Raumstation<br />
(ISS) durchgeführt wird.<br />
Für das Mikrogravitationsexperiment<br />
SHAPE wurden speziell konstruierte<br />
Hydrowells aus Agarose,<br />
einem Polysaccharid mit trichterförmigem<br />
Eingang, zylindrischem<br />
Querschnitt und einem U-förmigen,<br />
konischen oder abgestumpften<br />
unteren Abschnitt benötigt.<br />
„Die mit BMF-Druckern hergestellten<br />
Mikroformen haben eine hervorragende<br />
Auflösung und Oberflächenbeschaffenheit“,<br />
sagt Dr. Francesco<br />
Pampaloni, Teamleiter an der Goethe-Universität<br />
Frankfurt. „Das ermöglicht<br />
die Herstellung von qualitativ<br />
hochwertigen Hydrozellen,<br />
die zuverlässig Sphäroide mit einer<br />
gleichmäßigen Größe produzieren.“<br />
Der verwendete microArch S140<br />
druckt mit einer optischen Auflösung<br />
von 10 µm und kann Teile mit einer<br />
Oberflächengüte von 0,4-0,9 µm Ra<br />
(oben) und 1,5-2,5 µm Ra (Seite)<br />
herstellen.<br />
5. Utereoskop<br />
von RNDR Medical<br />
RNDR Medical hat ein neuartiges<br />
Einweg-Ureteroskop für die Endourologie<br />
entwickelt. Es wird zur Visualisierung,<br />
Diagnose und Behandlung<br />
bei Erkrankungen der Harnwege, wie<br />
Nierensteinen und Urothelkarzinomen<br />
eingesetzt. Das Ureteroskop<br />
ist mit einer hochauflösenden Digitalkamera<br />
und Beleuchtung ausgestattet,<br />
die eine direkte Visualisierung<br />
der Anatomie ermöglichen.<br />
Die Mikropräzisions-3D-Drucker<br />
der microArch-Serie von<br />
BMF ermöglichten eine schnelle,<br />
Aus dem BMF-Material HT200 mit<br />
einem microArch S140 3D-gedruckte<br />
Hydrowells<br />
iterative Entwicklung der distalen<br />
Spitze in einer frühen Projektphase.<br />
Damit ließ sich der Entwicklungszeitplan<br />
erheblich verkürzen, die<br />
Kosten für die teuren Mikrobearbeitungen<br />
der Prototypen und das<br />
Mikrospritzgießen wurden eingespart.<br />
Die Geschwindigkeit und<br />
Flexibilität des BMF-Drucksystems<br />
war für das Entwicklungsteam von<br />
großem Vorteil, um mit minimalem<br />
Zeit- und Kostenaufwand ein optimales<br />
Design zu finden.<br />
Außerdem hielt das BMF-Material<br />
dem Testprogramm des Bauteils<br />
so gut stand, dass die additive<br />
Fertigung auch für erste Produktionsmengen<br />
verwendet wird. Inzwischen<br />
stellt RNDR bis zu 500 Einheiten<br />
der Ureteroskop-Spitzen in<br />
einer einzigen Charge her. ◄<br />
Die distale Spitze des neuartigen Ureteroskops mit einem Durchmesser von<br />
3,302 Millimetern enthält eine Kamera, eine Lichtquelle und verschiedene<br />
Kanäle..<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
13
Produktion<br />
„Die Fabrik der Zukunft arbeitet datengesteuert –<br />
oder sie ist nicht mehr wettbewerbsfähig“<br />
Schnelligkeit bei gleichbleibender<br />
Qualität und Liefertreue. Außerdem<br />
wünschen sich die Kunden<br />
Produkt angebote, die eine immer<br />
größere Variantenvielfalt und möglichst<br />
oft Neuerungen aufweisen.<br />
Entsprechend verkürzen sich die<br />
Produktlebenszyklen. Diese Marktanforderungen<br />
machen eine immer<br />
schnellere Anpassung von Produktionsprozessen<br />
erforderlich,<br />
also eine Anpassung am Herz-<br />
Kreislauf- System der fertigenden<br />
Industrie. Die Fabrik oder das<br />
Fabriknetzwerk eines Unternehmens<br />
muss entsprechend flexibel<br />
arbeiten können. Diese Flexibilität<br />
in komplexen, oft weltumspannenden<br />
Produktionsprozessen ist nur<br />
durch digitale Technologien zu erreichen.<br />
Nur durch digitale Technologien<br />
kann heute eine wettbewerbsfähige<br />
Produktion organisiert werden<br />
– effizient, nachhaltig, flexibel<br />
und offen für Innovationen.<br />
meditronic-journal: Was bedeutet<br />
das für Fabrik-IT-Dienstleister?<br />
Die Fabrik der Zukunft arbeitet mit digitalen Zwillingen in 2D oder 3D-Visualisierung.<br />
Nutzen: Prozesse können im Vorhinein simuliert oder in Echtzeit analysiert und optimiert werden<br />
Fotomontage: © FORCAM ENISCO / usertrmk auf Freepik<br />
Was kennzeichnet die Fabrik<br />
der Zukunft? Wie gelingt Smart<br />
Manu facturing? Was gehört in<br />
den digitalen Werkzeugkasten für<br />
den Shopfloor? Ein Gespräch mit<br />
Dr. Ullrich Ochs, Mit-Geschäftsführer<br />
der FORCAM GmbH und der<br />
ENISCO by FORCAM GmbH. Der<br />
promovierte Physiker ist zuständig<br />
für Technologie und Entwicklung.<br />
FORCAM ENISCO GmbH<br />
www.forcam.com<br />
meditronic-journal: Die Fabrik der<br />
Zukunft – wie sieht sie aus, was<br />
kennzeichnet sie?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Die Fabrik der<br />
Zukunft arbeitet weitgehend digital,<br />
also datengesteuert. Sie ist gekennzeichnet<br />
durch eine digitale Vernetzung<br />
von Teilen, Produkten und Prozessen.<br />
Stichwort: industrielles Internet<br />
der Dinge. Dabei sind IIoT, Digitalisierung<br />
und Datenmanagement<br />
kein Selbstzweck, sondern sie stellen<br />
einen großen und wachsenden<br />
Werkzeugkasten von Softwarelösungen<br />
dar, mit dem fertigende Unternehmen<br />
konkrete Ziele schneller<br />
und einfacher erreichen können.<br />
Das oberste Ziel jedes Unternehmens<br />
ist es, seine Wettbewerbsfähigkeit<br />
zu sichern. Dazu muss es<br />
effizient und kostenbewusst wirtschaften,<br />
flexibel agieren und nachhaltig<br />
produzieren können. Genau<br />
diese Ziele – Profitabilität, Resilienz<br />
und Nachhaltigkeit– kann nur eine<br />
digital vernetzte Fertigung optimal<br />
unterstützen.<br />
meditronic-journal: Warum gelingt<br />
das nur auf digitalem Wege?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Weil die Märkte<br />
von heute vor allem eines fordern:<br />
Dr. Jörg Ullrich Ochs<br />
Dr. Ullrich Ochs: Das heißt für<br />
Fabrik-IT-Dienstleister, dass sie<br />
Lösungen für digitales Shopfloor-<br />
Management mit größtmöglichen<br />
messbaren Kundenutzen liefern<br />
müssen – und zwar in Sachen<br />
Transparenz, in Sachen Effizienz,<br />
in Sachen Flexibilität. Im Idealfall<br />
stellt digitales Shopfloor-Management<br />
einen geschlossenen Problemlösungskreis<br />
dar. In ihm werden,<br />
durch Kennzahlen gesteuert,<br />
Störungsmeldungen an Maschinen<br />
automatisch in Echtzeit beziehungsweise<br />
durch Mitarbeiter ausgelöst.<br />
Mitarbeiter werden bei der<br />
Analyse und Lösung der Störungen<br />
unterstützt. Schließlich kann<br />
der Erfolg jeder Maßnahme anhand<br />
von objektiven Messgrößen nachgewiesen<br />
werden – das ermöglicht<br />
es, Prozesse laufend zu optimieren.<br />
Der digitale Werkzeugkasten<br />
dafür muss ´best-in-class´ sein,<br />
damit Unternehmen möglichst alle<br />
gewünschten Möglichkeiten des<br />
Internets nutzen können.<br />
meditronic-journal: Was gehört<br />
in einen solchen ´best-in-class´-<br />
Werkzeugkasten?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Unternehmen<br />
wollen Schnelligkeit durch Flexibilität.<br />
Flexible Produktion bedeutet,<br />
dass Prozesse und Workflows leichtgängig<br />
angepasst werden können,<br />
ohne die Software neu programmieren<br />
zu müssen. Für diese Flexibilität<br />
werden drei Tools benötigt, die<br />
miteinander zu orchestrieren sind:<br />
Konnektivität, digitaler Zwilling und<br />
Interoperabilität.<br />
Konnektivität ist der Generalschlüssel<br />
für datengesteuerte Produktion<br />
mit Echtzeit- Auswertungen.<br />
Verwertbare elektronische Daten<br />
gibt es nur mit der Anbindung von<br />
unterschiedlichsten Maschinen und<br />
14 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
Alles im Blick mit dem Control-Cockpit („Dashboard“) eines „Manufacturing Execution System“. MES-Software ist<br />
die zentrale Datendrehscheibe: Sie integriert sowohl horizontal Maschinen, Sensoren und IIoT- Lösungen in der<br />
Fertigung als auch vertikal Produktion und Planung, also Shopfloor und Topfloor (ERP - Enterprise Ressource Planning)<br />
Sensoren sowie mit der Vernetzung<br />
des Topfloors, der Unternehmensplanung,<br />
wo die Aufträge herkommen.<br />
Alle Signale werden erfasst,<br />
harmonisiert und so aufbereitet,<br />
dass sie als Informationen in weiterführenden<br />
Systemen wie ein Manufacturing<br />
Execution System – MES –<br />
zur Verfügung stehen.<br />
Mit digitalen Zwillingen, also<br />
digitalen Abbildern von Maschinen-<br />
oder Produktionszuständen<br />
am Computer, können Nutzer virtuell<br />
analysieren und real optimieren.<br />
So wird Ressourceneffizienz<br />
auf allen Ebenen möglich – vom<br />
Material- und Medienverbrauch<br />
an der einzelnen Maschine bis zur<br />
Stückkosten- und Gesamtkostenoptimierung<br />
auf Controlling-Ebene<br />
des Unternehmens.<br />
Und drittens die Interoperabilität,<br />
das nahtlose Zusammenspiel<br />
aller IT-Systeme. Dazu ist ein freier<br />
Datenfluss notwendig, der durch<br />
offene Schnittstellen wie eine Open<br />
API oder Standards wie OPC/UA<br />
und MQTT möglich wird.<br />
meditronic-journal: Ein konkretes<br />
Beispiel bitte …<br />
Dr. Ullrich Ochs: Ein gutes Beispiel<br />
gibt es im Automotive-Sektor:<br />
Ein Zulieferkonzern will bis<br />
zum Jahr 2035 CO 2 -neutral produzieren.<br />
Die Tochtergesellschaften<br />
sind für die Umsetzung verantwortlich.<br />
Ein Kunde von uns ist eine<br />
dieser Tochtergesellschaften. Das<br />
dortige Fabrikteam hat die wichtigsten<br />
Maschinen digital angebunden,<br />
um mehr Energie effizienz zu<br />
erreichen.<br />
Dazu korreliert das Team softwaregestützt<br />
die Leistungsdaten<br />
der Maschinen mit ihren Energiedaten,<br />
so dass sie für jeden Auftrag<br />
die jeweils energieffizientesten<br />
Maschinen einsetzen können. Der<br />
Energieverbrauch konnte so in den<br />
vergangenen Jahren um mehr als<br />
20 Prozent reduziert werden, bei<br />
gleichbleibenden Prozessen und<br />
steigenden Produktionsvolumina.<br />
meditronic-journal: Was bedeutet<br />
dies alles für die Fabrik-IT der<br />
Zukunft?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Die Fabrik-<br />
IT der Zukunft hat eine einheitliche<br />
Datenquelle für alle Anwendungen.<br />
Eine zentrale Plattform<br />
führt Signale aus allen internen<br />
und externen Quellen zusammen,<br />
unabhängig von Übertragungswegen<br />
und Protokollen. Die Signale<br />
werden harmonisiert und in ein<br />
konsistentes semantisches Datenmodell<br />
gebracht. Dieses stellt die<br />
Single Source of the Truth dar,<br />
jene einheitliche Datenzentrale,<br />
die alle vorhandenen und künftigen<br />
IT-Lösungen mit den benötigten<br />
Informationen speist.<br />
So werden Echtzeitauswertungen<br />
auf allen Ebenen für alle Funktionen<br />
möglich:<br />
• Leistungsanalysen einzelner<br />
Maschinen für die Werker<br />
• Dashboards mit historischen<br />
und aktuellen Übersichten für<br />
Schichtund<br />
Produktionsleiter<br />
• vorhersagende Wartung<br />
durch künstliche Intelligenz<br />
und maschinelles Lernen für<br />
Instandhalter<br />
• Energie- und Ressourcenverbräuche<br />
für ESG-Manager,<br />
• Stückkostenentwicklungen<br />
für Controller<br />
• Workflow-, Service- und<br />
Qualitätsanalysen für CRMund<br />
SCM-Manager<br />
meditronic-journal: MES versus IIoT:<br />
Wie passen MES und IIoT zusammen?<br />
Dr. Ullrich Ochs: MES und IIoT-<br />
Systeme können sich sehr sinnvoll<br />
ergänzen. Denn beide Lösungswelten<br />
haben ein gemeinsames Ziel:<br />
Sie sollen in der Fertigung dazu<br />
beizutragen, dass Unternehmen<br />
effizienter produzieren können.<br />
In beiden Lösungswelten geht es<br />
darum, Daten zu erfassen, zu verarbeiten<br />
und daraus Analysen und<br />
Schlüsse zu ziehen.<br />
Der VDMA hat dazu ein White<br />
Paper herausgebracht, zu dem<br />
wir beitragen konnten. Darin wird<br />
resümiert, dass MES der ,Single<br />
Point of Truth´ über die gesamte<br />
Wertschöpfungskette im Shopfloor<br />
bleibt. Sowohl die Planungsebene<br />
ERP, dem Enterprise Ressource<br />
Planning, auf der einen als<br />
auch die Automatisierungsebene<br />
mit IIoT-Lösungen auf der anderen<br />
Seite sind in einem modernen<br />
MES-System integrierbar.<br />
meditronic-journal: MES und<br />
IIoT-Systeme erfüllen demnach<br />
unterschiedliche Funktionen?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Ja. IIoT- Systeme<br />
ermöglichen den Blick auf technische<br />
Echtzeitdaten von einzelnen<br />
Maschinen, Anlagen oder Prozessen.<br />
Erfasst werden technische<br />
Daten wie Temperaturen, Geschwindigkeiten,<br />
Verbräuche etc.. Moderne<br />
MES ermöglichen hingegen einen<br />
360-Grad-Blick auf alle relevanten<br />
Daten, Prozesse und die angebundenen<br />
Systeme. Und das standortübergreifend.<br />
MES erfassen technische Daten<br />
so, dass sie auch auf einer übergeordneten<br />
betriebswirtschaftlichen<br />
Ebene nutzbar werden. Sie<br />
setzen zum Beispiel die Produktionsdaten<br />
aus der Maschinenebene<br />
in Zusammenhang mit dem jeweiligen<br />
Auftrag. Damit ermöglichen die<br />
MES-Daten auch auf der ERP-Planungsebene<br />
wichtige Schlussfolgerungen,<br />
zum Beispiel zur Energieund<br />
Ressourceneffizienz.<br />
meditronic-journal: Auch in<br />
der MES-Welt herrscht heute<br />
das Konzept einer zentralen<br />
Datenplattform vor. Warum?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Die Welt der<br />
diskreten Fertigung ist in den allermeisten<br />
Unternehmen höchst komplex<br />
und an individuellen Parametern<br />
ausgerichtet. Eine moderne<br />
IT-Architektur in der Fertigung benötigt<br />
daher vor allem die Fähigkeit,<br />
neue Lösungen nahtlos wie Legobausteine<br />
zu integrieren. Eine bestehende<br />
Architektur bei Kunden soll<br />
ergänzt, nicht gefährdet werden.<br />
Diese Anforderung können Plattformkonzepte<br />
am besten lösen.<br />
Ein optimales MES-Plattformkonzept<br />
für die diskrete Fertigung<br />
ist integrativ und schnittstellenoffen,<br />
modular erweiterbar und geeignet<br />
für alle Fertigungstypen. McKinsey<br />
hat dazu drei Fabriktypen nach der<br />
Anzahl der gefertigten Produktvarianten<br />
definiert. Es gibt die Auftragsund<br />
Einzelserienfertigung mit den<br />
meisten Varianten, die kundenindividuelle<br />
Massenproduktion oder die<br />
Großserienfertigung mit geringerer<br />
Produktvarianz. Unsere Lösungen<br />
unterstützen alle Fabriktypen mit<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
15
Produktion<br />
Ansichten der MES-Lösung von ENISCO (E-MES) für teil- und hochautomatisierte Fertigungstypen – Smarte<br />
Produktion bedeutet, für jeden Prozessschritt die richtige Information zur richtigen Zeit am richtigen Ort zu haben,<br />
ob in 2D oder in 3D<br />
diskreter Fertigung. Daher stammen<br />
unsere Kunden aus einem breiten<br />
Herstellerspektrum – von Automobilbau<br />
und Luftfahrt über Maschinenund<br />
Anlagenbau bis hin zu Medizintechnik,<br />
Industriekomponenten und<br />
Lagerlogistik.<br />
meditronic-journal: Stichwort<br />
Konnektivität: Wie wichtig ist<br />
die Kompetenz der Maschinenanbindung<br />
noch in Zeiten von<br />
Web-based Tools und neuen<br />
Standards wie Low- and<br />
No-code-Solutions?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Die Konnektivität<br />
spielt eine zentrale Rolle: Wenn keine<br />
Daten bereitgestellt werden, können<br />
auch keine Daten verarbeitet werden<br />
– weder mit klassischen Methoden<br />
noch mit modernen flexibleren<br />
Ansätzen wie Low- oder No-Code.<br />
Dabei muss man unterscheiden:<br />
Moderne Maschinen vereinfachen<br />
die Kommunikation, da sie mit etablierten<br />
Standards wie OPC UA<br />
arbeiten. Jedoch finden sich in vielen<br />
produzierenden Unternehmen<br />
auch Maschinen, die entweder gar<br />
keine Netzwerkkommunikation zur<br />
Verfügung stellen oder nur mit proprietären<br />
Protokollen des Maschinenherstellers<br />
kommunizieren können.<br />
Da diese Maschinen oft noch<br />
Jahrzehnte laufen müssen und nicht<br />
so bald durch moderne Maschinen<br />
ersetzt werden, wird ein Konzept<br />
zur flächendeckenden Digitalisierung<br />
der Produktion benötigt,<br />
um solche Bestandsmaschinen in<br />
eine Smart Factory integrieren zu<br />
können. Hier bieten beispielsweise<br />
Edge-Lösung einen Ansatz, der<br />
neben modernen Maschinen mit<br />
OPC UA auch vorhandene Maschinen<br />
in die Welt der Digitalisierung<br />
integrieren kann.<br />
meditronic-journal: Stichwort<br />
Digital Twin, das virtuelle Abbild<br />
einer Produktion am Computer:<br />
Was genau verbirgt sich dahinter?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Der Digitale Zwilling<br />
oder Digital Twin ist ein Ansatz,<br />
eine reale, also physikalisch aufgebaute<br />
Produktion in einem Modell im<br />
Computer virtuell abzubilden. Dabei<br />
wird die komplette Fertigungsstruktur<br />
mit ihren verschiedenen Hierarchieebenen<br />
vom Werk über die<br />
Halle zu Teilanlagen und Linien bis<br />
hinunter zur einzelnen Maschine in<br />
einem Modell abgebildet. Das heißt,<br />
auf jeder Ebene der Hierarchie gibt<br />
es Modellelemente, die jeweils ein<br />
Pendant in der physikalischen Welt<br />
haben. Die Daten der Produktion<br />
werden jeweils einem Modellelement<br />
des digitalen Zwillings zugeordnet.<br />
Dadurch werden die Daten<br />
strukturiert und bekommen eine<br />
Bedeutung. So sagt die Information<br />
„Produktion läuft“ bei einer<br />
Maschine etwas über den Zustand<br />
der einzelnen Anlage aus, bei einer<br />
Fertigungslinie jedoch etwas über<br />
einen Maschinen-Verbund, die in<br />
der Linie zusammenarbeiten, um<br />
die Produkte herzustellen.<br />
meditronic-journal: Der Digitale<br />
Zwilling ist damit das Herz der<br />
digitalen Fabrik?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Ich würde<br />
sagen, er ist das Herz der kontinuierlichen<br />
Verbesserung in der<br />
Fabrik der Zukunft. Dabei ist der<br />
Digitale Zwilling im Grunde nichts<br />
Neues. Bereits in den 1990er-Jahren<br />
wurde Software entwickelt, die eng<br />
mit Maschinen zusammenarbeitet,<br />
um ein Problem in der realen Welt<br />
zu lösen. So hat eine Logistiksoftware<br />
beispielsweise ein Abbild des<br />
Lagers in der Datenbank und kann<br />
so jederzeit sagen, welche Palette<br />
auf welchem Platz im Hochregallager<br />
steht. Oder ein SCADA-System<br />
hat in den Stammdaten Informationen<br />
über die vorhandenen Geräte,<br />
Sensoren und Aktoren und kann so<br />
Störungen mit Bezug zur Quelle protokollieren<br />
und in einer grafischen<br />
Darstellung die Geräte darstellen<br />
und dabei den Status durch geeignete<br />
Farben visualisieren.<br />
meditronic-journal: Problem<br />
Kompatibilität<br />
Dr. Ullrich Ochs: Allerdings will<br />
ich auf ein Manko in der Welt der<br />
Digitalen Zwillinge hinweisen: Es<br />
gibt sehr viele unterschiedliche<br />
Modelle. Denn jeder Hersteller von<br />
Shopfloor-Software bildet die für<br />
die Funktionalität seiner Software<br />
notwendigen Aspekte der physikalischen<br />
Produktion in seinem proprietären<br />
Computermodell ab. Das<br />
heißt, jeder Hersteller hat seinen<br />
eigenen Digitalen Zwilling, und die<br />
Digitalen Zwillinge verschiedener<br />
Hersteller sind in der Regel nicht<br />
miteinander kompatibel.<br />
Genau dieses Problem adressieren<br />
herstellerübergreifende Initiativen<br />
wie die Industrial Digital Twin<br />
Association, deren Ziel ein gemeinsames<br />
Datenmodell für den Digitalen<br />
Zwilling ist. Die IDTA wiederum<br />
kooperiert mit der Open<br />
Industry 40 Alliance, in der auch<br />
wir Mitglied sind.<br />
meditronic-journal: Ist<br />
Interoperabilität also nur ein<br />
Konzept in weiter Ferne?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Nein, Interoperabilität<br />
ist verfügbar. Es gilt,<br />
die größtmögliche Interoperabilität<br />
und Modularität von IT-Lösungen<br />
auf einer Plattform zu bieten,<br />
und zwar durch eine Vielzahl von<br />
Schnittstellenlösungen – von Plugins<br />
zur Anbindung aller international<br />
gängigen Fabrikmaschinen<br />
über OPC UA, MQTT und KAFKA<br />
bis zu Open API und SAP-Adaptern.<br />
In weiterer Ferne ist nach meiner<br />
Einschätzung ein internationaler<br />
Standard, sozusagen der IIoT-<br />
Generalschlüssel. Wenn es allerdings<br />
einen Standard gäbe, an den<br />
sich alle Anbieter und Anwender<br />
hielten, dann wäre eine branchenund<br />
firmenübergreifende Interoperabilität<br />
erreicht.<br />
meditronic-journal: Ist Künstliche<br />
Intelligenz - KI - der neue<br />
Zauberstab, der die Produktion<br />
revolutioniert?<br />
Dr. Ullrich Ochs: KI-Apps sind in<br />
der Erkennung von Mustern sehr<br />
hilfreich. So kann man bestimmte<br />
einfache Fleißarbeiten mit KI deutlich<br />
besser bewältigen als bislang.<br />
Beispiele sind das automatisierte<br />
Erkennen von Gut- oder Schlecht-<br />
Teilen oder falsche Ausführungen<br />
wie Lackierungsfehler. Aber eine<br />
Revolution wie die Gesamtsteuerung<br />
einer Fertigung durch KI sehe<br />
ich noch nicht. Das würde vermutlich<br />
nur in menschenleeren Fabriken<br />
funktionieren.<br />
meditronic-journal: Also muss sich<br />
der Mensch ändern, nicht die KI<br />
besser werden?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Für KI-Lösungen<br />
muss in aller Regel zunächst<br />
eine breite Akzeptanz hergestellt<br />
werden. Sonst gibt es immer wieder<br />
Diskussionen über die Sinnhaftigkeit.<br />
Menschen sind gewohnt,<br />
in ihren Bereichen konkrete Dinge<br />
wie Arbeitsplätze oder bestimmte<br />
Abläufe zu optimieren. Die Komplexität<br />
eines gesamten Produktionsprozesses<br />
kann nur eine KI<br />
erfassen. Der springende Punkt<br />
aber ist, dass eine KI angelernt werden<br />
muss. Dies kann auf zweierlei<br />
Weise passieren: Entweder, die KI<br />
lernt am Computer in Simulationen,<br />
oder die KI lernt direkt in der Realität.<br />
Letzteres aber würde in einem<br />
Produktionsprozess zu einem großen<br />
Chaos führen – schließlich<br />
muss auch eine KI zunächst die ein<br />
oder andere falsche Entscheidung<br />
16 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
Eine Pyramide für die Echtzeit: Für die Ebenen gibt es in der Praxis eine bunte Mischung aus unternehmenseigenen<br />
und externen IT-Systemen, Lösungen und Apps. IT-Plattformlösungen, die möglichst viele Systeme integrieren<br />
können, schaffen Klarheit<br />
treffen, um eine richtige Entscheidung<br />
zu lernen. Bedenkt man, dass<br />
jede Fabrik individuelle Verhältnisse<br />
hat, dann denke ich, dass die Zeit, in<br />
der KI-Systeme in der Realität Fertigungsprozesse<br />
in ihrer Gesamtheit<br />
steuern und damit revolutionieren,<br />
noch fern ist.<br />
meditronic-journal: Welche<br />
MES-Lösungen erfüllen<br />
Kernanforderungen und sollten<br />
von Unternehmen unbedingt<br />
eingesetzt werden?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Eine digitale<br />
Transformation in der Fabrik sollte<br />
möglichst als evolutionärer Prozess<br />
in Teilschritten organisiert werden.<br />
In jedem Teilschritt geht es darum,<br />
zunächst Mitarbeiter zu befähigen,<br />
dann in Pilotprojekten Erfahrungen<br />
zu sammeln und zu optimieren, dann<br />
den Rollout zu machen.<br />
An vier wichtigen Funktionen, die<br />
MES-Apps erfüllen müssen, können<br />
sich Unternehmen orientieren:<br />
• erstens Transparenz – sie wird<br />
möglich durch Konnektivität mit<br />
Maschinen- und Betriebsdatenerfassung<br />
• zweitens Prozess- und<br />
Qualitäts sicherung durch<br />
Visualisierung, Analyse und<br />
Reporting – das ermöglichen<br />
MES für Gesamtanlageneffektivität<br />
OEE, Energiemonitoring<br />
und Rückverfolgbarkeit<br />
• drittens Planung – mit Feinplanung<br />
und digitaler Plantafel,<br />
• viertens Steuerung – mit Dokumentenmanagement<br />
und Ticketsystem.<br />
meditronic-journal: Die<br />
Produktion ist auch ein Element<br />
in einer ganzen Lieferkette. Was<br />
muss MES in Sachen Supply-Chain-<br />
Management leisten können?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Am Shopfloor<br />
findet die logistische Übergabe an<br />
Lagerhaltung oder Auslieferung statt.<br />
Hier kommen zum Beispiel moderne<br />
Blockchain-Technologien ins Spiel,<br />
also die fälschungssichere Übergabe<br />
von Produkten aus der Fertigung an<br />
die Folgebereiche der Lieferkette.<br />
Eine MES-Plattformlösung sollte<br />
entsprechend offen sein, auch mit<br />
IT-Systemen außerhalb der eigentlichen<br />
Fertigung zu kooperieren.<br />
meditronic-journal: Vom Code<br />
zum Kunden: Wie wichtig ist<br />
das Thema User Interface<br />
heute, also eine größtmögliche<br />
Nutzerfreundlichkeit und<br />
-zufriedenheit?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Im Jahrhundert<br />
des Handys hat Nutzerfreundlichkeit<br />
auch auf dem Shopfloor höchste<br />
Priorität. Denn es geht um die<br />
dauer hafte Befähigung der Fabrikteams.<br />
Nutzeroberflächen sollten so<br />
selbsterklärend, anwenderfreundlich<br />
und einfach wie möglich sein.<br />
Passende User-Interfaces müssen<br />
einfach konfiguriert werden können,<br />
entweder, weil ein MES das selbst<br />
bietet, oder durch einfach zu integrierende<br />
Lowcode-Lösungen. Die<br />
Auswahl ist heute groß.<br />
meditronic-journal: On-premise,<br />
Edge, Cloud – Was benötigen<br />
Unternehmen wirklich?<br />
Dr. Ullrich Ochs: Das ist ein hochsensibles<br />
Thema. Schließlich geht es<br />
darum, eine hochverfügbare IT-Infrastruktur<br />
aufzubauen und er halten.<br />
Die Möglichkeiten, Daten bereitzustellen,<br />
sind vielfältig. Die Cloud bietet<br />
bei den etablierten Anbietern mit<br />
den Varianten Public, Private und<br />
Hosted Private Cloud sicher viele<br />
Vorteile, zum Beispiel in Sachen<br />
Skalierung, Service und Sicherheit.<br />
Gleichzeitig zeichnet sich aus meiner<br />
Sicht ab, dass eine zunehmende<br />
Zahl von Unternehmen für einige<br />
Aufgaben eine fabrikeigene oder<br />
fabriknahe Datenhaltung bevorzugen,<br />
also On-premise oder an der<br />
Edge. Hauptgrund ist, dass jedes<br />
Cloud-Deployment letztlich auf das<br />
Internet angewiesen ist, sofern die<br />
Infrastruktur nicht auf dem Werksgelände<br />
selbst installiert ist. Beim<br />
Internet aber kann es immer mal<br />
zu Störungen kommen – zum Beispiel<br />
durch den berühmten Bagger<br />
vor dem Werkstor. Daher sollten<br />
Produktions- und IT-Verantwortliche<br />
stets genau analysieren, welche<br />
Anwendungen On-premise und<br />
welche in der Cloud laufen sollten.<br />
Insofern dürfte die Zukunft in<br />
hybriden Deployment-Szenarien<br />
liegen, also in individuellen Kombinationen<br />
aus On-premise, Edge-,<br />
Public- und Private-Cloud-Strategien.<br />
Das ist auch verständlich.<br />
Schließlich entscheiden heute die<br />
IT-Architektur und die Datenbereitstellung<br />
über Erfolg oder Misserfolg<br />
am Markt.<br />
meditronic-journal: Herr Dr.<br />
Ochs, wir bedanken uns für das<br />
interessante Gespräch. ◄<br />
Aller guten Dinge sind drei Ebenen: Eine MES-Plattformlösung für die Fabrik<br />
der Zukunft liefert<br />
• Transparenz auf dem Shopfloor durch Konnektivität für Maschinen,<br />
Sensoren, Werkereingabe<br />
• Effizienz durch ein einheitliches Datenmodell für alle internen und<br />
externen IT-Systeme (Digitaler Zwilling)<br />
• Flexibilität durch offene Schnittstellen sowohl nach „Norden“ (Open<br />
API / OPC UA / MQTT) als auch nach „Süden“ (MDE/BDE / SAP Adapter /<br />
Templates für Maschinentypen / Machine Repository)<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
17
Produktion<br />
Umdenken bringt Wettbewerbsvorteile<br />
Es gibt neue Anforderungen für Kunststoffteile, die es ermöglichen, neue Marktanteile zu gewinnen.<br />
andere Aspekte in den Vordergrund<br />
gestellt werden.<br />
Die hier vorgestellte Strategie<br />
zeigt die aktuellen Herausforderungen<br />
und Chancen in der Kunststoffindustrie<br />
und skizziert einen<br />
Fahrplan für die Umsetzung neuer<br />
Ansätze und Technologien, um<br />
diese Herausforderungen zu bewältigen<br />
und Wettbewerbsvorteile zu<br />
erlangen.<br />
Die Ausbildung und Bindung von<br />
qualifiziertem Personal für die Einrichtung<br />
und Bedienung der Produktionsmaschinen<br />
ist bereits schwierig<br />
und wird durch den demografischen<br />
Wandel weiter erschwert.<br />
Es wird empfohlen, auf eine umfassende<br />
Automatisierung zu setzen,<br />
um die Produktivität zu steigern und<br />
die Abhängigkeit von Fachkräften<br />
zu verringern.<br />
In allen Bereichen wie Einkauf,<br />
Management, Entwicklung und Produktion<br />
ist ein Umdenken erforderlich,<br />
da die bisherigen Prioritäten<br />
vor allem auf kostengünstige Bauteile<br />
ausgerichtet waren. Angesichts<br />
der neuen Anforderungen müssen<br />
Umdenken und loslegen<br />
Nehmen wir die gestiegenen<br />
Anforderungen also einfach als<br />
Aufgaben, die es zu erledigen gilt.<br />
Umdenken heißt hinterfragen. Meist<br />
ändert sich dadurch auch der Prozess,<br />
in unserem Beispiel der Ablauf<br />
zur Entwicklung eines innenisolierten<br />
Spritzgießwerkzeugs. Im<br />
Folgenden wird die Vorgehensweise<br />
stark vereinfacht beschrieben.<br />
Lassen Sie uns dieses Konzept<br />
„VorKon“ nennen . Es ist nach<br />
dem neuen Ablaufpunkt, der frühzeitig<br />
bereits nach dem ersten Konzept<br />
für Kunststoffbauteile ins Spiel<br />
kommt, benannt.<br />
Die Arbeitsposition Vorkon umfasst<br />
eine Analyse der Produktgeometrie,<br />
der Werkstoffwahl und ermöglicht<br />
die Vorgabe der Angussposition, der<br />
Trennung, der erforderlichen Entformschräge,<br />
der Wandstärkenverhältnisse<br />
und dem Hinweis auf mögliche<br />
Lufteinschlüsse mit Gegenvorschlägen.<br />
Sollten mechanisch belastete<br />
Strukturen eine Rolle spielen,<br />
wird hier auch eine erste FEM (finiteelemente-method)-Berechnung<br />
Neue Anforderungen<br />
annehmen<br />
Neben den Anforderungen, die<br />
speziell für medizinische Produkte<br />
gelten, gibt es generelle Anforderungen<br />
der EU für die Produktentwicklung<br />
und für die Produktion rund<br />
um das Thema Nachhaltigkeit. Viele<br />
Kunden fordern bereits solche Zertifikate.<br />
Hier geht es aber nicht nur<br />
um eine lästige Pflichterfüllung, sondern<br />
es können verborgene Potenziale<br />
genutzt werden, wie beispielsweise<br />
die gründliche Betrachtung der<br />
Prozesse. Sie kann zur Optimierung<br />
genutzt werden, was auch zur Einsparung<br />
von Rohstoffen und Energie<br />
führen kann.<br />
Autor:<br />
Rudolf Hein<br />
Geschäftsführer<br />
Konstruktionsbüro Hein GmbH<br />
www.kb-hein.de<br />
18 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
gemacht. Dazu gehört ein vereinfachtes<br />
skizziertes Werkzeugkonzept.<br />
Produktentwicklung<br />
Im Anschluss kann jetzt die<br />
eigentliche Produktentwicklung mit<br />
Entformschrägen und auf Mitte Toleranz<br />
erfolgen. Danach folgt dann die<br />
komplette Spritzgießsimulation mit<br />
der weiteren Bauteiloptimierung, der<br />
Folgesimulation und der Ergänzung<br />
des Werkzeugkonzeptentwurfes.<br />
Anfrage<br />
Ist dieser Arbeitspunkt erreicht,<br />
kann die Anfrage an den Spritzgießer,<br />
bzw. den Werkzeugmacher mit<br />
sehr vielen Informationen gestartet<br />
werden: Dazu gehört zumindest<br />
das Ergebnis der Spritzgießsimulation<br />
mit den Zyklusangaben<br />
und den Verarbeitungsparametern<br />
genauso, wie eine 3D-Geometrie auf<br />
Mitte Toleranz und mit den Entformschrägen,<br />
einer 2D-Zeichnung mit<br />
wenigen funktionsbedingten Toleranzen,<br />
dem Werkzeugkonzeptentwurf,<br />
einer Werkzeugspezifikation<br />
und einem Lastenheft.<br />
An dieser Stelle muss dann auch<br />
definiert werden, ob man sich für ein<br />
innenisoliertes Werkzeugkonzept<br />
entscheiden will, welches auch für<br />
die vollautomatische Produktion mit<br />
dem Werkzeugmodulwechsel durch<br />
den Roboter und für das automatische<br />
Anfahren und Einfahren mit<br />
DOE (design of experiments) ausgelegt<br />
sein kann.<br />
Zukunft mit einplanen<br />
Da diese Art der Automatisierung<br />
stark auf dem Vormarsch ist, sollte<br />
man sich für eine kompatible Werkzeugauslegung<br />
entscheiden, wenn<br />
man nicht später die Werkzeuge<br />
erneuern will. Da sich der Kostenunterschied<br />
nur auf die Stammform<br />
mit den zusätzlichen Isolationselementen<br />
beschränkt, lässt sich dies<br />
einfach mit berücksichtigen.<br />
Schaut man in der Schließseite<br />
des innenisolierten Werkzeuges auf<br />
den Aufbau, kann man in dem grün<br />
gefärbten Ausschnitt die Isolationsebenen<br />
(gelb), die mittige Zentrierung<br />
(weiß) und das Auswerfermodul<br />
erkennen.<br />
Für die Nutzung in einer Anlage<br />
mit vollautomatisiertem Anfahren<br />
und Werkzeugwechsel über den<br />
Roboter kommen noch Stellmotore<br />
hinzu, die die Wechseleinsätze entriegeln.<br />
Bei Bedarf werden sie dann<br />
auch auf einen Impuls hin herausgedrückt.<br />
Der Unterschied, der in dem konturgebenden<br />
Teil berücksichtigt<br />
werden muss, damit später weiter<br />
automatisiert werden kann, ist<br />
nicht kostenrelevant, bedarf aber<br />
einer darauf angepassten Konstruktion,<br />
damit das Bauteil beim Anfahren<br />
z. B. bei einer Teilfüllung nicht<br />
in der Düsenseite stecken bleiben<br />
kann und beim Auswerfen nicht verecken<br />
kann.<br />
Fazit<br />
Hat man also in der Produktentwicklung<br />
die neuen Vorgaben der EU<br />
für die Produktentwicklung beachtet<br />
und in der Umsetzung im innenisolierten<br />
Spritzgießwerkzeug sich für<br />
die sofortige oder kurzfristige Automatisierung<br />
entschieden, ist man für<br />
die neuen Anforderungen der Kunden<br />
gut aufgestellt und kann damit<br />
neue Kunden gewinnen, die ihrerseits<br />
den Nachweis über die Lieferkette<br />
in Bezug auf Nachhaltigkeit<br />
transparent führen müssen. ◄<br />
8 Prozesse,<br />
unendlich viele<br />
Möglichkeiten!<br />
Von Krankenhaustechnik über bildgebende Diagnostik<br />
bis hin zur Sensorik – das Spektrum medizinischer<br />
Technik stützt sich auf Elektroniklösungen, die<br />
in allen Bereichen höchsten Ansprüchen genügen<br />
müssen. Präzise Auftragsverfahren mit der Protecto-<br />
Serie sorgen für zuverlässige Elektronik in diesem<br />
hochsensiblen Bereich.<br />
#Coating #Dispensing #medical<br />
www.rehm-group.com<br />
meditronic_Protecto_185x132_RZ.indd 1 14.03.<strong>2024</strong> 08:04:18<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
19
Produktion<br />
Swissmade: Hybride Fertigungsstrategie<br />
für die Medizintechnik<br />
Komplexe Geometrie<br />
und Oberflächenstruktur<br />
Die Geometrie der Glenoid-Basisplatte ist komplex,<br />
das Material Titan Grad 5 ELI ist zerspanungstechnisch<br />
anspruchsvoll. Die dem Schulterblatt<br />
zugewandte Oberfläche des Implantats<br />
muss poröse Strukturen aufweisen, um<br />
dem Knochenmaterial eine gute Matrix zum<br />
Einwachsen zu bieten. In der Mitte der glenoiden<br />
Basisplatte befindet sich ein Hohlzapfen,<br />
der mittels Presspassung an der Glenosphäre<br />
befestigt wird. Er dient als stabile Primärverankerung<br />
der Prothese im Knochen und benötigt<br />
eine spezifische Oberfläche zur Osseointegration.<br />
Je nach Prothesendesign kann die Verankerung<br />
durch eine Zentralschraube, die durch<br />
den Hohlzapfen geführt wird, verstärkt werden<br />
(Bild 2c).<br />
Bild 1: Mikron Tool und Partner, Technologieführer der Fertigungstechnik in der Hochleistungsbearbeitung,<br />
entwickeln ein neues Verfahren zur Herstellung medizintechnischer Implantate.<br />
Alle Bilder © Mikron Tool<br />
Die Entwicklungsspezialisten von Mikron<br />
Tool in Agno haben in Zusammenarbeit mit<br />
DMG MORI und Motorex einen hybriden Fertigungsprozess<br />
entwickelt, um die Herstellung<br />
einer «Glenoid-Basisplatte» (Titan-Komponente<br />
einer inversen, zementfreien Schulterprothese)<br />
zu optimieren. Dabei wurde auf einen anfänglichen<br />
spanenden Dreh-Fräsprozess, einen nachfolgenden<br />
3D-SLM-Prozess und eine Endbearbeitung<br />
auf einem Bearbeitungszentrum gesetzt.<br />
Autoren:<br />
Dr. Alberto Gott,<br />
Forschungs- und<br />
Entwicklungsleiter,<br />
Susanne Böhm<br />
PR & Communication Specialist<br />
Mikron Tool<br />
www.mikrontool.com<br />
DMG MORI<br />
www.dmgmori.com<br />
Motorex<br />
www.motorex.com<br />
Das Hybridverfahren hat das Potenzial, sich im<br />
Bereich der Prothesenherstellung durchzusetzen.<br />
Im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren<br />
zeichnen sich wirtschaftliche und qualitative<br />
Vorteile ab.<br />
Optimale Fertigungsmethode finden<br />
Mikron Tool und DMG MORI haben mit Support<br />
von Motorex verschiedene Fertigungs methoden<br />
für eine komplex aufgebaute Komponente einer<br />
Schulterprothese aus Titan (Bild 2a und 7) getestet<br />
und verglichen: Zerspanung mit anschließender<br />
Beschichtung (Hydroxylapatit oder Titanschichtspritzen),<br />
rein additiver Aufbau mit Nachbearbeitung<br />
auf WZM und deren Kombination,<br />
die Hybridfertigung. Letzteres Fertigungsverfahren<br />
stellten sie im Rahmen der «Medical Days»<br />
2023 bei Mikron Tool in Agno vor (Bild 6).<br />
Die notwendigen Fertigungsschritte wurden<br />
mit folgenden Produktionsmaschinen ausgeführt:<br />
1. Dreh-Fräszentrum NTX 1000:<br />
Fräs-Dreh-Bohr-Bearbeitung<br />
2. LASERTEC 30 DUAL SLM:<br />
Additive Fertigung im Laserschmelzverfahren<br />
3. BAZ DMP 70:<br />
Endbearbeitung mittels Fräsen,<br />
Bohren und Gewindeschneiden<br />
Schnittstellen perfekt<br />
aufeinander abgestimmt<br />
Die Zusammenführung von CNC-Zerspanung<br />
und generativer Fertigung stellte die Spezialisten<br />
von Mikron Tool und DMG MORI vor<br />
einige Herausforderungen. Um die gewünschte<br />
Endqualität bei gleichzeitig hoher Wirtschaftlichkeit<br />
sicherzustellen, war es entscheidend, einen<br />
optimalen Workflow für die verschiedenen Fertigungsschritte<br />
zu entwickeln und die Produktivität<br />
der einzelnen Maschinen perfekt aufeinander<br />
abzustimmen. Der Teileprogrammierung mit<br />
den Schnittstellen zwischen additiver und spanender<br />
Fertigung kommt dabei eine Schlüsselrolle<br />
zu. Die Kombination der CNC-Software<br />
«Esprit» und der 3D-Drucksoftware «Celos»<br />
ermöglicht eine nahtlose Integration von additiver<br />
und spanender Fertigung.<br />
Rohdaten direkt übertragen<br />
Mit diesen Softwarelösungen kann der Anwender<br />
die Rohdaten für den 3D-Druck direkt in das<br />
CNC-Programm übernehmen. Dabei kann er<br />
Elemente wie Flächen verändern und Stützkonstruktionen<br />
gestalten resp. ergänzen.<br />
Für Bereiche, die nachbearbeitet werden müssen,<br />
legt er die Aufmaße fest, um sie später optimal<br />
bearbeiten zu können. Die Datei wird dann<br />
in das Konstruktions-CAD-System importiert<br />
und ausgegeben. Das schafft durchgängige Prozesse,<br />
minimiert die Durchlaufzeiten und erhöht<br />
die Zuverlässigkeit. Ein sicherer Produktionsprozess<br />
ist gewährleistet.<br />
Prozessverlauf<br />
1. Zerspanung<br />
2. 3D-Druck SLM<br />
3. Finishing durch Zerspanung<br />
20 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
Bild 2a: Produktionsverlauf: 1. Zerspante Basisplatte, 2. Additiv<br />
aufgebauter Hohlzapfen und Implantatoberfläche zur Osseointegration,<br />
3. Profilschlichten und Gewindefräsen auf der WZM DMP70.<br />
Bild 3a: Eine passgenaue Trägerplatte garantiert höchste<br />
Positionsgenauigkeit beim Laserschmelzverfahren.<br />
Bild 2b: Hybride Produktionskette zur Fertigung einer Glenoid-Basisplatte aus<br />
Titan Grad 5 Ti6Al4V ELI. Die Titanlegierung stellt sowohl in der Zer spanung als<br />
auch in der additiven Fertigung eine große Herausforderung dar.<br />
Bild 3b: Die Handhabung des hochreaktiven Titanpulvers erfordert strenge<br />
Sicherheitsmaßnahmen während des gesamten Produktionsprozesses<br />
und gut geschultes Personal.<br />
Bild 2c: Schätzungen aus den USA gehen davon aus, dass sich der<br />
Gesamtbedarf an Schulterprothesen bis 2030 in der Gruppe der unter<br />
55-Jährigen verdreifachen und in der Gruppe der über 55-Jährigen sogar<br />
verachtfachen wird.<br />
Bild 3c: In 10 h 16 min erfolgt der Aufbau des Hohlzapfens<br />
und der Implantatoberfläche im Laserschmelzverfahren.<br />
Basierend auf den Ergebnissen der vorangegangenen<br />
Testreihen (Zerspanung und<br />
3D-Druck) wurde entschieden, im ersten Schritt<br />
den flachen Grundkörper des Glenoids inklusive<br />
der Schraubenlöcher und einer zentralen Bohrung<br />
mit Gewinde mit Hartmetallwerkzeugen<br />
(« CrazyTools») aus dem Vollen auf dem Dreh-<br />
Fräszentrum NTX 1000 in Serie zu fertigen.<br />
Im zweiten Schritt erfolgte der Aufbau des<br />
Hohlzapfens und der erforderlichen Implantatoberfläche<br />
mittels Laserschmelzverfahren<br />
(Bilder 3a-c) direkt auf der abgeflachten<br />
Ober fläche des vorgefertigten Grundkörpers.<br />
Dieser Ansatz wurde gewählt, um<br />
den Material einsatz und die Fertigungszeit<br />
zu reduzieren.<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
Ein weiterer Vorteil: Die abschließende Nachbearbeitung<br />
auf dem BAZ DMP 70 konnte im<br />
Vergleich zur rein additiven Fertigung stark<br />
reduziert werden. Lediglich die Profile mussten<br />
geschlichtet und der Hohlzapfen mit einem<br />
Gewinde versehen werden (Bild 5).<br />
Anspruchsvolle Vorbereitungsphase<br />
Um den Produktionsfluss zu optimieren, war es<br />
notwendig, die volle Kapazität der «LASERTEC<br />
30 DUAL SLM» zu nutzen, die den gleichzeitigen<br />
Aufbau von 56 Halbzeugen ermöglichte.<br />
Als Trägerstruktur diente ein speziell entwickelter<br />
Bauteilträger, der mit der entsprechenden Anzahl<br />
maßgenauer Taschen zur Aufnahme der Glenoid-Grundkörper<br />
versehen war.<br />
Exakte Positionierung<br />
des Grundkörpers für 3D-Druck: Um eine<br />
höchstmögliche Präzision beim Materialauftrag<br />
zu gewährleisten, mussten die Einleger<br />
sehr sorgfältig mit der Trägerplatte verschraubt<br />
werden. Dazu wurde ein zusätzliches Gewinde<br />
in den Grundkörper eingebracht, das mit Hilfe<br />
des NTX 1000 hergestellt wurde.<br />
Für eine einheitliche und genaue Ausrichtung<br />
der Grundkörper auf der Trägerplatte<br />
wurde bei der Bearbeitung eine zusätzliche<br />
Orientierungsnut eingebracht. In die<br />
Vertiefungen der Platte wurde die entsprechende<br />
Gegenform eingefräst. So konnte<br />
die Winkel position der Grundkörper exakt<br />
definiert werden.<br />
21
Produktion<br />
an geordneten Bauteile von 50 µm erreicht<br />
werden. Apropos Teilehandlichkeit: Die Trägerplatte<br />
wird für die Nachbearbeitung direkt<br />
in das Bearbeitungszentrum DMP 70 eingespannt,<br />
auf dem für alle Implantate die spanende<br />
Endbearbeitung ausgeführt wird.<br />
Fertigungsprozess<br />
Der im Applikationszentrum von Mikron Tool<br />
entwickelte hybride Fertigungsprozess wurde so<br />
ausgelegt, dass mit den drei eingesetzten Maschinen<br />
(Dreh-Fräszentrum, 3D-SLM, Fräszentrum,<br />
Bild 2b) eine Ausbringung von 560 Teilen pro<br />
Woche erreicht werden kann.<br />
Bild 4: Die hybridgefertigten medizintechnischen Komponenten benötigen nur eine minimale Anzahl<br />
von Nachbearbeitungsschritten. Die Bearbeitung der Teile in einer Aufspannung ist kraftschlüssig und<br />
äußerst rationell.<br />
50 µm Positioniergenauigkeit<br />
Nachdem die Trägerplatte in der Druckkammer<br />
der LASERTEC 30 DUAL SLM fixiert wurde, war<br />
es von größter Wichtigkeit, die exakte Position<br />
der Grundkörper, auf denen der Materialauftrag<br />
erfolgen soll, zu bestimmen. Für einen punktgenauen<br />
Materialauftrag müssen die Laser präzise<br />
eingestellt werden. Dies erfordert einen Kalibrierungsprozess,<br />
der folgende Schritte umfasst:<br />
• Zunächst wird der Nullpunkt des Bearbeitungsbereichs<br />
exakt bestimmt. Dieser Punkt dient<br />
als Referenzpunkt für alle weiteren Positionierungen<br />
und Bearbeitungen.<br />
• Anschließend erfolgt die automatische Referenzierung,<br />
indem der Laserkopf an die vordefinierten<br />
Positionen gefahren wird.<br />
• Ein Koordinatenmessgerät überprüft die Ist-<br />
Positionen der Werkstücke, erkennt Abweichungen<br />
und erzeugt entsprechende Korrekturdaten,<br />
um eine hochgenaue Positionierung<br />
zu gewährleisten.<br />
Die Kalibrierung stellt sicher, dass die Laserbearbeitung<br />
auf höchstem Qualitätsniveau<br />
erfolgt und die gedruckten Teile den gewünschten<br />
Spezifikationen entsprechen und eine hohe<br />
Qualität aufweisen. Im Fallbeispiel konnte durch<br />
die Kalibrierung eine Positionsgenauigkeit der<br />
Hier noch einmal die Bearbeitungsschritte und<br />
die Anzahl der benötigten Schichten:<br />
• Arbeitsgang 1:<br />
Vorbearbeitung auf der NTX 1000 i<br />
m Zweischichtbetrieb<br />
• Arbeitsgang 2:<br />
3D-Druck auf LASERTEC 30 DUAL SLM<br />
im Dreischichtbetrieb<br />
• Arbeitsgang 3:<br />
Finishing auf BAZ DMP 70 im Einschichtbetrieb<br />
(Bild 4)<br />
Vergleich mit anderen Verfahren<br />
Die Spezialisten von Mikron Tool und DMG<br />
MORI haben diese Fertigungsmethode mit den<br />
anderen getesteten Verfahren verglichen. Hier<br />
nochmals aufgeführt:<br />
• Spanende Bearbeitung mit anschließender<br />
Beschichtung für die Osseointegration.<br />
• Kompletter Aufbau der Glenoid-Basisplatte<br />
erfolgt im 3D-SLM-Verfahren mit anschließender<br />
Nachbearbeitung auf einem BAZ.<br />
Das von Mikron Tool zusammen mit DMG<br />
MORI entwickelte hybride Herstellungsverfahren<br />
der Schulterprothese erweist sich als das<br />
wirtschaftlichste und qualitativ beste Erzeugnis.<br />
Wer sich konkret für die Studie interessiert,<br />
kann sich direkt an das Entwicklungs- und Applikationszentrum<br />
von Mikron Tool wenden. Dort<br />
gibt es auch ein Whitepaper, das die drei Verfahren<br />
im Detail darstellt und deren Vor- und<br />
Nachteile aufzeigt.<br />
Bild 5: Dr. Alberto Gotti, Forschungs- und Entwicklungsleiter bei Mikron Tool, erklärt die notwendigen<br />
Nachbearbeitungsschritte eines hybridgefertigten medizintechnischen Werkstückes.<br />
Fazit<br />
Der Hybridprozess bringt perfekte Abstimmung.<br />
Der von den Fertigungsexperten von Mikron Tool,<br />
DMG-MORI und Motorex ausgearbeitete Serienfertigungsprozess<br />
führt zu einer perfekten Abstimmung<br />
der drei beteiligten Maschinen, maximiert<br />
deren Auslastung und zeichnet sich durch einen<br />
hohen Materialnutzungsgrad aus. Das Bauteilhandling<br />
wurde auf ein Minimum reduziert und<br />
die angestrebten Qualitätsziele für das medizintechnische<br />
Bauteil vorbildlich erreicht.<br />
22 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
Bild 6: Daniel Schmid, Senior Technical Sales Support bei Motorex und Marco Cirfeta, Head of Marketing &<br />
Sales Europe von Mikron Tool beim Produktionsrundgang, wo die Besucher Einblick in die Produktion von<br />
hochleistungsfähigen Präzisionswerkzeugen erhielten, die in einem Korrekturbereich bis zu 1 μm gefertigt<br />
werden.<br />
Die Kosteneinsparung der hybriden Fertigung<br />
bei einer Losgröße von 1.000 Stück beträgt im<br />
Vergleich zu<br />
• spanender Fertigung mit Beschichtung 4 %;<br />
• additivem Verfahren mit Nachbearbeitung 9 %.<br />
Es besteht kein Zweifel, dass die rein additive<br />
Fertigung in Zukunft in der metallverarbeitenden<br />
Industrie erhebliche Auswirkungen auf eine Reihe<br />
von Produktionsverfahren haben wird. Einer der<br />
Vorteile besteht in der hohen geometrischen Freiheit,<br />
die es ermöglicht, Bauteilformen und -strukturen<br />
herzustellen, die mit zerspanenden Verfahren<br />
nur mit großem Aufwand oder nicht herstellbar sind.<br />
Symbiose<br />
Bei der Symbiose aus additiver Fertigung und<br />
Zerspanung hängt der wirtschaftliche Erfolg stark<br />
von den spezifischen Anforderungen des Bauteils<br />
ab. In diesem Projekt hat es sich als äußerst<br />
vorteilhaft erwiesen, dass die additiv gefertigte<br />
Implantat oberfläche hervorragende Eigenschaften<br />
aufweist. Sie ist nicht nur langlebiger, sondern<br />
sie hat auch eine erheblich stabilere Struktur als<br />
aufgetragene Beschichtungen.<br />
Im Vergleich zur Zerspanung ist die Maßgenauigkeit<br />
bei der Laserschmelztechnik niedriger, weshalb<br />
Nachbearbeitungsschritte nicht vollkommen<br />
ausgeschlossen werden können. Die CNC-Zerspanung<br />
ist mit bis zu 0,005 mm deutlich präziser.<br />
Zudem sind zerspanende Verfahren wiederholgenauer<br />
und erzeugen hervorragende Oberflächengüten.<br />
Nichtsdestotrotz wird das neue Hybridverfahren<br />
technisch wie wirtschaftlich zukünftig neue Maßstäbe<br />
setzen. ◄<br />
Die 3D-Drucker von<br />
BMF erreichen Auflösungen<br />
von 2 bis 10 µm<br />
bei Toleranzen von +/-<br />
10 bis 25 µm mit vielen<br />
Polymer- und Keramikmaterialen<br />
für Serienteile oder<br />
Prototypen.<br />
Interessiert?<br />
Muster, Versuchsteile<br />
oder unverbindliche<br />
Beratung gibt es hier:<br />
BMF3D.DE<br />
Mikro-<br />
produktion<br />
in .ȯchster<br />
Pr .ȧzision h<br />
Bild 7: Dargestellt ist die im Hybridverfahren hergestellte Glenoid-Basisplatte, die hervorragende<br />
Kennwerte in Bezug auf Qualität und Rentabilität aufweist.<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong> 23
Produktion<br />
Vom funktionierenden System zur vollumfänglichen Anwendungslösung<br />
Qualitätskultur im Wandel<br />
Qualität ist einer der wichtigsten Erfolgsfaktoren für Unternehmen.<br />
Was darunter zu verstehen ist, hat sich jedoch im Laufe der Zeit gewandelt.<br />
Das Ultraschall-Metallschweißsystem kann für ein breites Aufgabenspektrum eingesetzt werden, einschließlich<br />
Kabelkonfektion und Batterieherstellung. Die Schweißprozesskontrolle überwacht den Schweißprozess und sorgt<br />
gegebenenfalls mittels Schlechtteilschneider für die Zerstörung der geschweißten Applikation<br />
Autoren:<br />
Ellen-Christine Reiff, M.A.,<br />
Redaktionsbüro Stutensee<br />
Dipl.-Wirt. Ing. (FH)<br />
Alex Homburg,<br />
Redaktionsbüro Stutensee<br />
www.rbsonline.de<br />
Telsonic AG<br />
info@telsonic.com<br />
www.telsonic.com<br />
Während es vor etlichen Jahren in<br />
der Automatisierungstechnik durchaus<br />
ausreichte, technisch ausgereifte,<br />
langlebige Produkte zu entwickeln,<br />
die zuverlässig ihre Funktion<br />
erfüllten, muss Qualität heute<br />
von Unternehmen umfassender<br />
gedacht und gelebt werden. Den<br />
Qualitätsgedanken gilt es nicht<br />
nur während des Herstellungsprozesses,<br />
sondern auch davor und<br />
danach konsequent umzusetzen.<br />
Gelingt das, wird diese Qualitätskultur<br />
für Unternehmen zum wichtigen<br />
Wettbewerbsfaktor, wie das<br />
beschriebene Beispiel zeigt.<br />
Made in Switzerland<br />
Die Schweizer Telsonic Gruppe<br />
ist seit 1966 mit industriellen Ultraschallsystemen<br />
in Europa, Amerika<br />
und Asien vertreten. Ständige<br />
Innovationen und hochwertige<br />
Produkte „Made in Switzerland“<br />
haben dazu beigetragen,<br />
dass sich die Ultraschallexperten in<br />
vielen Anwendungen einen technischen<br />
Vorsprung erarbeitet haben.<br />
„Damit das auch in Zukunft so bleibt,<br />
genügt es jedoch nicht mehr die<br />
bekannten Qualitätsstandards einzuhalten“,<br />
berichtet Daniel Schmid,<br />
Head of Management System bei<br />
Telsonic (Bild 1). Und dies, obwohl<br />
das Unternehmen auch bisher kontinuierlich<br />
in Qualität investiert hat.<br />
So ist das Qualitäts-Management<br />
des Ultraschallspezialisten bereits<br />
zum wiederholten Mal gemäß der<br />
ISO 9001:2015 zertifiziert, deren<br />
Kernziel es ist, Vertrauen in die<br />
Produkte und Dienstleistungen zu<br />
schaffen und dadurch die Kundenzufriedenheit<br />
zu steigern.<br />
„Die Anforderungen steigen<br />
allerdings immer weiter, Qualität<br />
gilt es heute vielschichtig zu denken<br />
und auf alle Bereiche auszuweiten,<br />
angefangen von den Entwicklungskonzepten<br />
über Themen<br />
wie Nachhaltigkeit, Produktionsbedingungen<br />
bei unseren Lieferanten<br />
bis hin zu einem umweltgerechten<br />
Recycling der Systeme“, so<br />
Daniel Schmid weiter. Die etablierten<br />
Qualitäts- und Prozessmanagementsysteme,<br />
aber auch Methoden<br />
wie Kanban oder 6S-Lean schaffen<br />
dafür eine wichtige Grundlage, reichen<br />
aber nicht aus.<br />
Qualität fängt<br />
in der Entwicklung an<br />
Qualitätsbewusstsein beginnt<br />
heute bei Telsonic bereits in einer<br />
sehr frühen Entwicklungsphase, also<br />
dann, wenn die Idee zu einem neuen<br />
System geboren wird und noch in<br />
den Kinderschuhen steckt. Agile<br />
Konzepte mit allen dafür verfügbaren<br />
Tools unterstützen hier eine<br />
situationsbedingte, flexible Vorgehensweise,<br />
wodurch sich aktuelle<br />
und zukünftige Marktanforderungen<br />
besser als noch vor einigen Jahren<br />
und oft sogar schneller umsetzen<br />
lassen. Ein Beispiel ist das Ultraschall-Metallschweißsystem<br />
Telso<br />
Terminal TT7, die jüngste Entwick-<br />
„Qualität gilt es heute vielschichtig<br />
zu denken und auf alle Bereiche<br />
auszuweiten, angefangen von<br />
den Entwicklungskonzepten<br />
über Themen wie Nachhaltigkeit,<br />
Produktionsbedingungen bei<br />
unseren Lieferanten bis hin zu<br />
einem umweltgerechten Recycling<br />
der Systeme.“<br />
Daniel Schmid,<br />
Head of Management System<br />
bei Telsonic<br />
24 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
lung der Ultraschallspezialisten (Bild<br />
2, vgl. Technikkasten).<br />
Daniel Schmid erinnert sich: „Das<br />
ist eine komplett neue Anlage, bei<br />
der wir uns von Anfang an ganz<br />
intensiv mit den Kundenanforderungen<br />
auseinandergesetzt haben,<br />
um nicht einfach ein Produkt, sondern<br />
eine vollumfängliche Anwendungslösung<br />
zu entwickeln.“<br />
Die Entwickler haben sich deshalb<br />
mit den vor- und nachgelagerten<br />
Prozessen beschäftigt, also zum<br />
Beispiel wie die Komponenten zugeführt<br />
werden und wie das Handling<br />
nach der Bearbeitung aussieht.<br />
Dabei stand die Frage im Vordergrund,<br />
wie sich für den Anwender<br />
die Einbindung in seinen Prozess<br />
optimieren und gleichzeitig vereinfachen<br />
lässt und wie sich Mechanik,<br />
Kommunikationsschnittstellen<br />
oder Bediensoftware entsprechend<br />
gestalten lassen (Bild 3).<br />
Die Mühe hat sich gelohnt, denn<br />
heute lässt sich das Ultraschall-<br />
Schweißsystem einfach und reibungslos<br />
in die unterschiedlichsten<br />
Produktionslinien vor allem<br />
im Bereich der Automobilindustrie<br />
einbinden, ein Qualitätsmerkmal<br />
von dem der Anwender entscheidend<br />
profitiert, denn er kann wiederum<br />
den eigenen Qualitätsanspruch<br />
besser umsetzen.<br />
Das Ultraschall-Schweißsystem lässt sich einfach und reibungslos in die unterschiedlichsten Produktionslinien<br />
vor allem im Bereich der Automobilindustrie einbinden. Die Bediensoftware Telso Flex ermöglicht die perfekte<br />
Interaktion zwischen Bediener und Maschine und gibt stets Feedback zum Schweißprozess.<br />
So lassen sich die hohen Qualitätsansprüche mittels umfangreicher Prozessüberwachung erfüllen<br />
Dahinter stehen Menschen<br />
„Das funktioniert aber nur, wenn<br />
die Mitarbeiter in den Fachbereichen<br />
sich mit einer solchen situationsbedingten<br />
Vorgehensweise identifizieren<br />
und verstehen, was dies mit dem<br />
Qualitätsanspruch unseres Unternehmens<br />
zu tun hat“, fährt Daniel<br />
Schmid fort. Er sieht sich hier als<br />
Coach, der den komplexen Qualitätsgedanken<br />
vermittelt sowie die<br />
Strukturen, Vorgehensweise und<br />
Arbeitsabläufe mit den Teams laufend<br />
verbessert. Kommunikation<br />
mit den Mitarbeitern, gegenseitiger<br />
Respekt, passende Arbeitsbedingungen<br />
und die Möglichkeit zur<br />
Weiterbildung sind in diesem Zusammenhang<br />
zentrale Themen (Bild 4).<br />
Nur dann lässt sich ein stetiger<br />
Verbesserungsprozess realisieren.<br />
„Auch die Digitalisierung spielt dabei<br />
eine wichtige Rolle, denn nur damit<br />
lässt sich zum Beispiel die Rückverfolgbarkeit<br />
im Produktionsprozess<br />
eines Ultraschall-Systems garantieren“,<br />
ergänzt Daniel Schmid.<br />
Ein weiterer Schwerpunkt in der<br />
Qualitätskultur eines Unternehmens<br />
ist die Nachhaltigkeit. Hier setzen<br />
die Ultraschallexperten auf einen<br />
standardisierten Nachhaltigkeitsreport.<br />
Daniel Schmid ergänzt: „Es ist<br />
zu erwarten, dass sich das Thema<br />
Nachhaltigkeit mit den Normrevisionen<br />
ISO 9001 und ISO 14001 konkretisieren<br />
wird“. Doch nicht die Normen<br />
allein sollte Motivation sein sich<br />
um dieses Thema zu kümmern, sondern<br />
es sollte die DNA eines jedes<br />
Unternehmens sein, hier einen Beitrag<br />
im Rahmen seiner Möglichkeiten<br />
zu leisten. ◄<br />
Qualität ist auch Kopfsache: Kommunikation mit den Mitarbeitern,<br />
gegenseitiger Respekt, passende Arbeitsbedingungen und die Möglichkeit<br />
zu Weiterbildung sind in diesem Zusammenhang zentrale Themen<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
Digitale Systemlösung für das<br />
Ultraschall-Metallschweißen<br />
Mit der Entwicklung des neuen Telso Terminal TT7 für das Ultraschall-Metallschweißen<br />
hat die Telsonic AG ihr Engagement für Produktentwicklung<br />
und Innovation unter Beweis gestellt. Das neue<br />
System ist dafür ausgelegt, um in einer Vielzahl von Bereichen die<br />
Anwendungsmöglichkeiten des Ultraschall-Metallschweißens zu<br />
vereinfachen und die Möglichkeiten zu erweitern, insbesondere im<br />
schnell wachsenden Elektromobilitätssektor, in dem die Nachfrage<br />
nach Qualitäts- und Prozesskontrolle auf höchstem Niveau steigt,<br />
bei der Kabelkonfektionierung und Kontaktteilmontage ebenso wie<br />
bei der Batterieproduktion.<br />
Das TelsoTerminal TT7 arbeitet mit der bewährten PowerWheel-<br />
Schweißtechnologie, die höchste Zuverlässigkeit und Prozesskontrolle<br />
beim Schweißen von Metallkabeln mit Querschnitten von bis zu<br />
200 mm² bietet. Zu den weiteren Vorteilen gehört das neue Schnellwechselsystem<br />
der TT7, das einen Werkzeugwechsel in weniger als<br />
fünf Minuten ermöglicht. Das System verfügt zudem über standardisierte<br />
Schnittstellen für die digitale Vernetzung und die einfache<br />
Integration in Fertigungsanlagen.<br />
25
Produktion<br />
Dielektrisches Radix-Harz für 3D-Drucker zertifizert<br />
Boston Micro Fabrication (BMF), ein führender<br />
Anbieter fortschrittlicher Fertigungslösungen<br />
für Anwendungen mit ultra-hoher Präzision, verschiebt<br />
erneut die Grenzen der Anwendung von<br />
Mikro 3D-Druck. BMF zertifiziert das dielektrische<br />
Radix-Harz von Rogers für die 3D-Drucker<br />
der microArch-Plattform.<br />
BMF – Boston Micro Fabrication<br />
www.bmf3d.com<br />
Kabelfertigung, Bestückung,<br />
Gerätebau, Gravuren, …<br />
ISO 9001 & EN ISO 13485<br />
Eichenweg 1a | CH-4410 Liestal<br />
Tel. +41 (0)61 902 04 00<br />
info@h2d-electronic.ch<br />
www.h2d-electronic.ch<br />
Die 3D-Drucker von BMF erreichen unübertroffene<br />
Präzision und Auflösung bei der Erzeugung<br />
komplizierter, hochauflösender Mikrostrukturen.<br />
Sie werden in so unterschiedlichen<br />
Bereichen wie Mikroelektronik, Medizintechnik,<br />
Steckverbinder und Optik/Photonik eingesetzt<br />
und ermöglichen dort Produkte, die vorher nicht<br />
herstellbar waren.<br />
Möglichkeiten erweitert<br />
Das druckbare Harz Radix von Rodgers erweitert<br />
diese Möglichkeiten um Bauteile mit dielektrischen<br />
Eigenschaften. Dielektrisches Material<br />
leitet kaum Elektrizität, kann aber ein elektrostatisches<br />
Feld gut aufrechterhalten. Es speichert<br />
elektrische Ladung und hat einen hohen<br />
spezifischen Widerstand mit einem negativen<br />
Temperaturkoeffizienten. Diese Eigenschaften<br />
sind für viele Anwendungen wie Hochfrequenzsysteme,<br />
Antennensysteme, Backhaul-Funkgeräte<br />
und Kommunikationssysteme entscheidend.<br />
Hohe Präzision und Auflösung<br />
Das Harz Radix wurde mit dem primären Ziel<br />
außergewöhnlicher dielektrischer Eigenschaften<br />
entwickelt. Ebenso wichtig war es, die hohe Präzision<br />
und Auflösung für anspruchsvollste Anwendungen<br />
im Mikro 3D-Druck beizubehalten. Nun<br />
kann das Material für eine Vielzahl von high-end<br />
Anwendungen eingesetzt werden, bei denen<br />
herkömmliche Fertigungsmethoden versagen.<br />
Radix erreicht seine dielektrische Leistung mit<br />
einem extrem niedrigen dielektrischen Verlusttangens<br />
(Df) von 0,004 und einer kontrollierten<br />
Dielektrizitätskonstante (Dk) von 2,8. Dies gilt<br />
als ideal für Hochfrequenzanwendungen. Doch<br />
die hervorragenden Isolationseigenschaften lassen<br />
sich für den hochpräzisen Druck auf anderen<br />
Gebieten nutzen.<br />
Dielektrische Harze<br />
eigenen sich zur Herstellung von Gehäusen<br />
und Komponenten von Halbleitern mit beispielloser<br />
Präzision. Signalverluste werden<br />
dabei durch das Harz verringert, die Gesamtleistungen<br />
des Systems verbessert. Auch miniaturisierte<br />
Sensoren, Antennen oder andere wichtige<br />
Komponenten, die den strengen Anforderungen<br />
der Luft- und Raumfahrt entsprechen<br />
müssen, lassen sich mit Radix erzeugen. Dies<br />
zeigt die Innovationskraft, die hinter diesem Harz<br />
steht. Ingenieure, Forscher und Designer können<br />
damit Mikrogeräte und Strukturen schaffen,<br />
die bisher nicht zu fertigen waren.<br />
Höchste Qualitätsund<br />
Leistungsstandards<br />
Dank seiner Kompatibilität schöpft Radix die<br />
Präzision der microArch 3D-Druckern von BMF<br />
voll aus. Die Endprodukte erfüllen mit einer<br />
überragenden Detail- und Oberflächenqualität<br />
höchste Qualitäts- und Leistungsstandards. ◄<br />
26 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Verpacken/Kennzeichnen/Identifizieren<br />
Inline-Beschriftungslaser<br />
mit patentierter Sicherheitslösung<br />
Der InMarker – ein leichter und kompakter Integrationslaser mit Sicherheitslösung für den Betrieb<br />
ohne Schutzumhausung<br />
Trotec<br />
www.troteclaser.com<br />
Nach der Markteinführung des<br />
VIN Marker 2023 als Automotive-<br />
Branchenlösung, präsentiert Trotec<br />
mit dem InMarker nun einen weiteren<br />
Integrationslaser.<br />
Dieser leistungsstarke industrielle<br />
Lasergravierer ist wahlweise ausgestattet<br />
mit einer gepulsten Yb-<br />
Faserlaserquelle mit 20, 30, 50 Watt<br />
oder MOPA-Laserquelle mit 20 oder<br />
100 Watt. Dabei gehört der InMarker<br />
mit nur 4,6 kg und geringem Bauraum<br />
zu den kleinsten und leichtesten<br />
Integrationslasern am Markt.<br />
Das ermöglicht zahlreichen Industriebranchen<br />
den flexiblen Einsatz<br />
in der Fertigungslinie, Roboterzelle<br />
oder Produktionsanlage. Ausgelegt<br />
für die Anforderungen von Industrie<br />
4.0 sind die InMarker mit vollständigen<br />
Kommunikationsanschlüssen<br />
(Feldbusschittstellen), Pilotlaser<br />
zum einfachen Einrichten, verschiedenen<br />
Objektiven, schleppfähigem<br />
Anschlusskabel uvm., bestens gerüstet<br />
für normgerechte Kennzeichnungen<br />
in kurzen Zykluszeiten.<br />
Safetycone - Patentierte<br />
Sicherheitslösung<br />
Der von Trotec entwickelte Laserschutztrichter<br />
„Safetycone“ erspart<br />
Aufwand und Kosten für eine Laserschutzumhausung<br />
und erfüllt alle<br />
Anforderungen an den Arbeitsschutz.<br />
Denn je nach gewählter Ausführung,<br />
erfüllt das Gesamt system<br />
die Voraussetzungen für Laserklasse<br />
1 bzw. mit Pilotlaser Laserklasse<br />
2. Abgesichert über mehrere<br />
Sensoren, isoliert der Safetycone<br />
den Laserstrahl während der Markierung<br />
oder Gravur auf dem Bauteil.<br />
Dabei wurde auf eine sehr kompakte<br />
Bauweise geachtet, um Installationen<br />
in engen und begrenzten<br />
Bereichen zur ermöglichen.<br />
Modularer Aufbau<br />
Durch den modularen Aufbau ist<br />
der Safetycone an alle Integrationslaser<br />
der InMarker Serie montierbar<br />
und lässt sich einfach in bestehende<br />
oder neue Fertigungslinien<br />
integrieren. Die Beschriftungsfläche<br />
mit dem Safetycone ist wahlweise<br />
50 x 40 bzw. 90 x 70 mm oder individuell<br />
auf die Kundenanforderungen<br />
angepasst. Die Standardausführungen<br />
sind für plane Oberflächen<br />
ausgerichtet, für gekrümmte<br />
oder gebogene Oberflächen ist ein<br />
Customizing möglich.<br />
Mit den kompakten InMarker-<br />
Beschriftungslasern mit der Sicherheitslösung<br />
Safetycone, entfallen die<br />
bei anderen Technologien anfallenden<br />
Klemmungen und hohen Querkräfte.<br />
◄<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
27
Qualitätssicherung<br />
Qualitätsmanagement 4.0 –<br />
vom Sensor bis zur Cloud<br />
Die Anwendung von IoT-Strategien<br />
(Internet of Things) steckt noch<br />
in den Kinderschuhen. Aber es ist<br />
klar, dass die Vernetzung von unterschiedlichen<br />
Technologie-Plattformen<br />
und die Analyse der durch IoT-<br />
Anwendungen erzeugten Daten<br />
zunehmend wichtig für den Unternehmenserfolg<br />
werden.<br />
Autor:<br />
Andreas Dangl<br />
Geschäftsführer<br />
Fabasoft Approve GmbH<br />
www.fabasoft.com<br />
So birgt das Zusammenführen und<br />
Analysieren von Produktdaten und<br />
Informationen über Kernprozesse<br />
von Unternehmen großes Potenzial.<br />
Daher muss die Digitale<br />
Transformation von Geschäftsprozessen<br />
auch über den Shop-Floor<br />
hinaus vorangetrieben werden.<br />
So kommen die Daten<br />
in die Cloud<br />
Die vom Maschinen- und Anlagenbau<br />
als Vorzugsstandard gewählte<br />
OPC UA (Open Platform Communications<br />
Unified Architecture) bietet<br />
beste Voraussetzungen für die Digitalisierung.<br />
Neben der Vernetzung<br />
von Maschinen können Echtzeitdaten<br />
mithilfe von eigenen Datenund<br />
Objektmodellen, welche die<br />
Sensorwerte abgreifen, bis in die<br />
Cloud geführt werden, um dort beispielsweise<br />
unternehmensübergreifende<br />
Qualitätsmanagementprozesse<br />
anzustoßen.<br />
Durchgängiger Datenfluss<br />
Vom Homeoffice auf die Messergebnisse<br />
zugreifen und Daten einfach<br />
erfassen können. Diese Wünsche<br />
wurden durch die Digitalisierungswelle<br />
in den Pandemiejahren<br />
häufig zur Realität. Tatsache ist allerdings<br />
auch, dass in der Qualitätssicherung<br />
nach wie vor viel Papier<br />
und Excel-Tabellen im Einsatz sind.<br />
Für ein modernes Qualitätsmanagement<br />
4.0 braucht es einen durchgängigen<br />
Datenfluss vom Shop-Floor<br />
zu den administrativen Prozessen<br />
entlang der Wertschöpfungskette.<br />
Computer-Aided Quality<br />
Messtechnikhersteller lassen wissen,<br />
dass sich jeder zweite Kunde<br />
eine Schnittstelle zu einem Archiv<br />
zum Ablegen von Messwerten<br />
wünscht. Das bloße Speichern von<br />
Daten ist jedoch zu kurz gedacht.<br />
Abweichende Sensorwerte können<br />
beispielsweise dazu verwendet werden,<br />
in einem CAQ-System (Computer-Aided<br />
Quality System) einen Mangel<br />
anzulegen und den 8D-Prozess<br />
anzustoßen. Dieser koordiniert über<br />
unternehmensübergreifende digitale<br />
Workflows entlang der Lieferkette das<br />
Reklamationsmanagement.<br />
Damit das reibungslos funktioniert,<br />
nutzen CAQ-Solutions eine<br />
Cloud. Welche die unternehmensübergreifende<br />
Verbindung aller qualitätsrelevanten<br />
Informationen herstellt.<br />
Darunter fallen ERP-Daten,<br />
technische Dokumente oder vertragliche<br />
Vereinbarungen. Die<br />
gemeinsame Datenumgebung<br />
ermöglicht den standortunabhängigen<br />
Zugriff auf Unterlagen und<br />
erfüllt gleichzeitig höchste Anforderungen<br />
in Bezug auf Datenschutz<br />
sowie -sicherheit.<br />
Qualitätsrelevante<br />
Informationen<br />
zusammenführen<br />
Mithilfe der computergestützten<br />
Qualitätssicherung in der Wareneingangs-<br />
und -ausgangskontrolle<br />
sowie dem Dokumenten-, Reklamations-<br />
und Prüfmittelmanagement<br />
digitalisieren innovative Produktionsbetriebe<br />
essenzielle Vorgänge<br />
von Anfang bis Ende – und<br />
vernetzen dadurch mehrere Werke.<br />
Insbesondere für große, global<br />
agierende Konzerne ist die Unterstützung<br />
durch ein CAQ-System<br />
unabdingbar. Dieses aggregiert<br />
Informationen aus unterschiedlichen<br />
Niederlassungen und sammelt sie<br />
in einer gemeinsamen Datenumgebung.<br />
So standardisieren Unternehmen<br />
ihre Qualitätsprozesse.<br />
Flexibel Modifikationen<br />
durchführen<br />
Kein Industriebetrieb ist wie der<br />
andere. Gerade wer spezialisierte<br />
und individuelle Produkte herstellt,<br />
ist darauf angewiesen, dass sich<br />
digitale Workflows jederzeit modifizieren<br />
lassen. Eine CAQ-Umgebung<br />
bietet daher Funktionen, die<br />
es erlauben, Veränderungen bei<br />
internen Anforderungen sofort im<br />
System zu berücksichtigen. Angesichts<br />
des aktuellen Fachkräftemangels<br />
besonders in IT-Abteilungen ist<br />
es wichtig, dass solche Modifikationen<br />
mit wenig Programmieraufwand<br />
möglich sind.<br />
Das Zauberwort dazu lautet „Low-<br />
Code/No-Code“: Dank dieses wichtigen<br />
Trends im Anwendungsbereich<br />
sind auch Mitarbeitende in<br />
den Fachabteilungen in der Lage,<br />
neue Prozesse aufzusetzen, die in<br />
der Folge automatisiert ablaufen.<br />
Wer schreibt:<br />
Andreas Dangl ist Entrepreneur<br />
und Geschäftsführer der Fabasoft<br />
Approve GmbH. In seiner Funktion<br />
unterstützt er Unternehmen aus der<br />
Industrie bei der Einführung von<br />
smarter Software zum Managen<br />
technischer Daten und Dokumente.<br />
www.fabasoft.com/approve ◄<br />
28 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Probieren geht über studieren<br />
Qualitätssicherung<br />
Warum das Testen von LED-Beleuchtungen in der tatsächlichen Umgebung schneller und kostengünstiger<br />
zum Ziel führt.<br />
stahl in der Medizintechnik aufgrund<br />
guter Reinigungsmöglichkeiten)<br />
sind relevant.<br />
Test am Objekt<br />
Zusätzlich zum Lastenheft kann<br />
der Kunde dem Beleuchtungshersteller<br />
fehlerhafte und fehlerfreie<br />
Musterteile zukommen lassen. Der<br />
Beleuchtungshersteller führt Tests<br />
mit unterschiedlichen Beleuchtungen<br />
durch und liefert die aufgenommenen<br />
Labor-Testbilder. Durch<br />
die gesammelten Informationen und<br />
die aufgenommenen Testbilder kann<br />
der Beleuchtungshersteller eine oder<br />
mehrere Empfehlungen für Beleuchtungen<br />
aussprechen.<br />
In der industriellen Bildverarbeitung<br />
ermöglicht das Zusammenspiel<br />
von Kameras, Softwares und<br />
Beleuchtungen Qualitätskontrollen<br />
von unterschiedlichen Prüfobjekten.<br />
Hierbei können sicherheitsrelevante<br />
Defekte oder Fertigungsfehler rechtzeitig<br />
erkannt werden. Dabei spielt<br />
die Auswahl der optimalen Beleuchtung<br />
für die jeweilige Prüfaufgabe<br />
eine entscheidende Rolle.<br />
Damit das Aussuchen der<br />
Beleuchtung nicht zu einer „Qual<br />
der Wahl“ wird, was sich durchaus<br />
aufgrund des vielseitigen Sortiments<br />
und der vielfältigen Prüfumgebungen<br />
herausstellen kann, dient<br />
folgender Leitfaden.<br />
Autorin:<br />
Deborah Schmoll<br />
Technischer Support<br />
Falcon Illumination MV GmbH<br />
www.falconillumination.de<br />
Herausforderung<br />
Beleuchtungsauswahl<br />
Jede Beleuchtungsaufgabe hat<br />
ihre eigene spezifische Umgebung.<br />
Ein Bildverarbeitungssystem kann in<br />
einem Labor unter Normbedingungen<br />
der Qualitätssicherung eingesetzt<br />
oder aber in einer Maschine,<br />
die Teil einer Produktionslinie ist, eingebaut<br />
werden. Bei letzterem Fall<br />
können weitere Herausforderungen<br />
wie beispielsweise Staub, Vibrationen<br />
oder störendes Umgebungslicht<br />
hinzukommen. Schnell werden<br />
die Einflussfaktoren unübersichtlich,<br />
weshalb eine theoretische Auswahl<br />
einer optimalen LED-Beleuchtung<br />
für den Anwendungsfall nahezu<br />
unmöglich wird. Beleuchtungsexperten<br />
können Empfehlungen<br />
aussprechen oder Anhaltspunkte<br />
geben, welcher Beleuchtungstyp,<br />
welche Geometrie und Lichtfarbe<br />
sich eignen könnte. Die garantierte<br />
Sicherheit, die richtige Beleuchtung<br />
ausgewählt zu haben, kann jedoch<br />
nur durch eine Machbarkeitsuntersuchung<br />
vor Ort gewährleistet werden.<br />
Damit nicht mehrere Beleuchtungen<br />
für eine Prüfaufgabe gekauft<br />
werden müssen, um herauszufinden,<br />
welche das Prüfobjekt optimal<br />
ausleuchtet, können Beleuchtungen<br />
beim Beleuchtungshersteller<br />
für einen gewissen Zeitraum ausgeliehen<br />
werden. Hierdurch wird<br />
kein finanzielles Risiko eingegangen,<br />
bei gleichzeitigem Gewinn an<br />
Erfahrung.<br />
Beleuchtungsaufgabe<br />
Zunächst muss für eine Leihgabe<br />
eine Auswahl an Leihstellungsbeleuchtungen<br />
getroffen werden.<br />
Hierfür muss dem Beleuchtungshersteller<br />
zunächst Auskunft über<br />
die Beleuchtungsaufgabe gegeben<br />
werden. Dies wird in Form eines<br />
Lastenhefts erfasst. Bestandteile<br />
des Lastenhefts umfassen Informationen<br />
über das Prüfteil und die<br />
Prüfaufgabe. Hierbei können die<br />
Oberfläche und Farbe des Prüfteils<br />
(z. B. reflektierend, matt, transparent,<br />
uneben, einfarbig) und die auszuleuchtende<br />
Fläche (z. B. Durchmesser)<br />
von Bedeutung sein.<br />
Auch die räumlichen Anforderungen<br />
und Einschränkungen sowie<br />
besondere Anforderungen an das<br />
Beleuchtungsgehäuse (z. B. Edel-<br />
Tests vor Ort<br />
Oft reicht es nicht aus, sich allein<br />
auf technische Werte und Labortests<br />
zu verlassen. Daher ist es notwendig,<br />
Beleuchtungen unter realen<br />
Bedingungen zu testen. Die ausgewählten<br />
Beleuchtungen können<br />
sich nun vor Ort beweisen. Neben<br />
der Aufgabe, die Prüfteile auszuleuchten,<br />
spielt die Integration der<br />
Beleuchtung in das Gesamtsystem<br />
(z. B. einer Maschine in einer Produktionslinie)<br />
eine entscheidende<br />
Rolle. Wichtige Parameter sind die<br />
Betriebsspannung, mögliche Steuerelemente,<br />
vorhandener Bauraum<br />
und Montagemöglichkeiten. Zusätzlich<br />
können Zubehörteile wie Verlängerungskabel<br />
oder Adapter als<br />
unabdingbar erweisen.<br />
Ergebnisse der Tests<br />
Nachdem die Beleuchtungen alle<br />
Tests durchlaufen haben, kann ein<br />
Fazit gezogen werden. Bei erfolgreicher<br />
Ausleuchtung des Prüfobjekts<br />
kann die passende Beleuchtung<br />
direkt übernommen und die<br />
restlichen Beleuchtungen zurückgesendet<br />
werden. Wenn keine<br />
Beleuchtung zur Lösung der Bildverarbeitungsaufgabe<br />
beitragen<br />
konnte, geht die Suche nach der<br />
passenden Beleuchtung in eine<br />
zweite Runde. Das Ziel ist es, die<br />
bestmöglichen Beleuchtungslösung<br />
zu finden. ◄<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
29
Qualitätssicherung<br />
Digitale Werkerassistenzsysteme<br />
unterstützen auf dem Shopfloor<br />
Linienfertigung-THT mit dem Werkerassistenzsystem Der Schlaue Klaus<br />
Wenn Peter M. morgens in die<br />
Werkshalle kommt, begrüßt er<br />
neben seinen menschlichen auch<br />
seine digitalen Kollegen. Denn die<br />
erleichtern ihm nicht nur die Arbeit,<br />
sondern sind für ihn und viele seiner<br />
Mitarbeiter unverzichtbar. Sie sorgen<br />
für eine schnellere Fertigung,<br />
reduzieren Fehlerzahlen und optimieren<br />
Warenein- und Ausgangsprozesse<br />
in enger Zusammenarbeit<br />
mit ihren menschlichen Kollegen.<br />
Digitale Zukunftsfragen<br />
Die digitale Transformation ist<br />
unabdinglich und maßgebliche Triebkraft<br />
hinter allen relevanten Entwicklungen<br />
in der Elektronikindustrie der<br />
Gegenwart. Schlagworte wie Industrie<br />
4.0 oder sogar 5.0 und Internet<br />
of Things (IoT) begegnen uns auf<br />
Messen, in Fachzeitschriften und in<br />
Gesprächen mit Entscheidern und<br />
Anwendern produzierender Unternehmen<br />
immer wieder.<br />
OPTIMUM datamanagement<br />
solutions GmbH<br />
www.optimum-gmbh.de<br />
Sie wollen wissen: Welche Entwicklungen<br />
kommen auf uns zu?<br />
Wie kann ich mein Unternehmen<br />
auf den Wandel vorbereiten?<br />
In welche Hilfestellungen,<br />
Unterstützungssysteme und Technologien<br />
lohnt die Investition? Welche<br />
sind eine Sackgasse? Und was<br />
benötigen wir, um auch in fünf Jahren<br />
noch gut dazustehen?<br />
Getrieben sind diese Fragen vom<br />
Wettbewerb. Und das mit einem<br />
Blick weit über die Grenzen des<br />
eigenen Landes hinaus. Um im internationalen<br />
Vergleich zu bestehen,<br />
bedarf es der effizienten Umsetzung<br />
und Nutzung digitaler Möglichkeiten<br />
auf dem Shopfloor. Und das<br />
möglichst schnell und umfassend.<br />
Denn die Konkurrenz nutzt bereits<br />
entsprechende Technologien und<br />
kann mit günstigeren Preisen kalkulieren,<br />
eine bessere Qualität liefern<br />
und größere Mengen in geringerer<br />
Zeit bereitstellen.<br />
Unterstützung<br />
in der THT-Bestückung<br />
dringend gesucht<br />
Insbesondere der Markt der Vormontage<br />
ist dabei heftig umkämpft.<br />
Das hat auch Wolfgang Mahanty<br />
erkannt. Der Geschäftsführer der<br />
Optimum datamanagement solutions<br />
GmbH benennt die Probleme<br />
der Hersteller: „Märkte wie die THT-<br />
Bestückung und EMS-Dienstleister<br />
stehen unter einem hohen Preisdruck,<br />
weshalb sich Unternehmen<br />
durch Prozesssicherheit und Qualität<br />
von den Mitbewerbern abgrenzen<br />
müssen. Entscheider und Anwender<br />
suchen daher immer intensiver<br />
nach einer Lösung, welche<br />
die Digitalisierung des Shopfloors<br />
voranbringt, den Fachkräftemangel<br />
abmildert, OEE-Daten (Overall-Equipment-Efficiency)<br />
liefert,<br />
Trace abilty ermöglicht und dabei die<br />
Qualität und die Produktivitätssteigerung<br />
sichert. Und das am besten<br />
alles in einem System.“<br />
Seit 1993 beschäftigen sich die<br />
Softwareexperten der Optimum<br />
datamanagement solutions GmbH<br />
bereits mit den Möglichkeiten der<br />
Digitalisierung in der manuellen<br />
Produktion. Entwickelt haben Sie<br />
ein modulares Werkerassistenzsystem,<br />
das Werker in der gesamten<br />
Wertschöpfungskette unter stützen<br />
kann – vom Wareneingang, über<br />
Montage bis hin zur Endkontrolle.<br />
Dafür kombinieren sie Datenbankmanagement,<br />
Bildverarbeitung und<br />
neuronale Netzwerke miteinander,<br />
um Prozesse zu digitalisieren und<br />
Workflows abzubilden.<br />
Der Schlaue Klaus<br />
Das Ergebnis dieser Arbeit ist<br />
„Der Schlaue Klaus“. Das modulare<br />
Werkerassistenzsystem, welches<br />
hohe Nutzerfreundlichkeit<br />
mit umfassendem Einsatzspektrum<br />
verbindet. Durch seinen Einsatz<br />
lassen sich alle oben benannten<br />
Pain Points der Branche angehen.<br />
Mit seiner Hilfe lässt sich der<br />
Shopfloor digitalisieren und automatisieren,<br />
was folglich die Qualität<br />
sichert, die Produktivität steigert<br />
und Mitarbeitende entlastet. Das<br />
System ist bereits seit 2011 weltweit<br />
und in verschiedenen Branchen<br />
im Einsatz.<br />
Modernste Technik<br />
und Ausstattung<br />
Der Schlaue Klaus ist das digitale<br />
Werkerassistenzsystem, dass<br />
die Mitarbeiterführung direkt am<br />
Arbeitsplatz übernimmt. Ausgestattet<br />
mit einem Rechner für die Bildverarbeitung,<br />
Beleuchtung, einem<br />
Kontroll- und Touch-Monitor verfügt<br />
es über modernste Technik,<br />
ist flexibel einsetzbar und intuitiv<br />
zu bedienen.<br />
Visuelle Daten erhält Der Schlaue<br />
Klaus über eine Industriekamera, die<br />
Vereinfachte Bestückung der PCB-Leiterplatte mit Projektor<br />
30 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Qualitätssicherung<br />
Live-Bild mit Fehleranzeige Werkerassistenzsystem<br />
in der Regel über dem Arbeitsplatz<br />
befestigt ist. Durch sie erkennt er die<br />
vom Mitarbeitenden ausgeführten<br />
Arbeitsschritte. Mit einer Auflösung<br />
von 20 MP (5.472×3.648 Pixel) und<br />
einer Framerate von 18 fps können<br />
mit der Standard-Kamera Abweichungen<br />
von bis zu 0,5 mm erkannt<br />
werden. Speziell für die THT-Fertigung<br />
entwickelt, kann die neu eingeführte<br />
PanTilt Kamera durch ihre<br />
Zoom- und Schwenkfunktion sogar<br />
kleinste Datamatrix-Codes von bis<br />
zu 0,3 mm erkennen.<br />
Für Aufgaben der gesamten<br />
Wertschöpfungskette (von Warenein-<br />
bis ausgang) kann das System<br />
die Daten diverser externer Werkzeuge,<br />
beispielsweise von Drehmomentschraubern,<br />
Waagen oder digitalen<br />
Messschiebern, über Schnittstellen<br />
verarbeiten. Basierend auf<br />
einer Windows-Benutzeroberfläche<br />
und mit unterschiedlichen Schnittstellen<br />
ausgestattet, lässt sich Der<br />
Schlaue Klaus flexibel in bereits<br />
bestehende Fertigungssteuerungen<br />
einbinden. Ebenso gut ist eine<br />
Einrichtung als Insellösung oder als<br />
Teil einer digitalen Anlagenverkettung<br />
möglich.<br />
Ein Zusatzmodul dokumentiert<br />
auf Wunsch alle Prozessschritte<br />
und sichert die lückenlose Nachverfolgbarkeit<br />
und Traceability. Auch<br />
für die automatische Dokumentation<br />
von Montageschritten sind Zusatzfunktionen<br />
verfügbar.<br />
Ein System –<br />
zahlreiche Anwendungen<br />
Seine Stärken spielt Der Schlaue<br />
Klaus insbesondere bei kom plexen,<br />
manuellen Fertigungsschritten mit<br />
einer hohen Variantenvielfalt aus.<br />
Low Volume – High Mix, hohe Qualitätsanforderungen<br />
und aufwendig<br />
zu dokumentierende Prozesse wie<br />
etwa die THT-Bestückung stellen für<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
ihn kein Problem dar. Davon konnten<br />
sich schon zahlreiche Kunden<br />
in den unterschiedlichsten Bereichen<br />
überzeugen. Bei Unternehmen<br />
aus der Auto mobilindustrie,<br />
der Medizintechnik, der Luft- und<br />
Raumfahrt sowie der industriellen<br />
Fertigung ist das Werkerassistenzsystem<br />
erfolgreich im Einsatz.<br />
Permanente automatische<br />
Kontrolle in Echtzeit<br />
Direkt auf dem Shopfloor führt es<br />
den Mitarbeiter in Echtzeit durch den<br />
Fertigungsprozess. Mithilfe einer am<br />
Bildschirm angezeigten Schritt-für-<br />
Schritt-Anleitung weiß dieser jederzeit,<br />
was zu tun ist. Für Fertigungsprozesse,<br />
die ein hohes Maß an<br />
Konzentration und Aufmerksamkeit<br />
erfordern, lässt sich zudem ein Projektor<br />
integrieren, welcher interaktiv<br />
mit Augmented-Reality die Anweisungen<br />
direkt am Werkstück zu den<br />
jeweiligen Arbeitsschritten anzeigt.<br />
In Echtzeit prüft Der Schlaue<br />
Klaus während der Fertigung, ob<br />
die eingesetzten Komponenten<br />
korrekt ausgewählt wurden und in<br />
der richtigen Anzahl an den richtigen<br />
Stellen montiert sind. Fehlen<br />
Bauteile oder ist die Montage fehlerhaft,<br />
zeigt das Assistenzsystem<br />
dies dem Mitarbeiter mit Bild und<br />
Ton an, um eine Korrektur zu ermöglichen.<br />
Korrekt ausgeführte Arbeitsschritte<br />
werden automatisch positiv<br />
bestätigt und das System geht<br />
selbstständig zum nächsten Schritt<br />
über, ohne dass der Mitarbeitende<br />
selbst etwas bestätigen oder quittieren<br />
muss.<br />
Vorher definierte optische Merkmale<br />
wie Konturen und Farben der<br />
Produkte sind in einer Datenbank<br />
hinterlegt. Diese Informationen zieht<br />
Der Schlaue Klaus zum Abgleich<br />
heran und erkennt in Echtzeit Abweichungen.<br />
Über diese wird der Werkende<br />
dann mittels des Kontroll-<br />
Bildschirms umgehend informiert.<br />
Der Schlaue Klaus<br />
im Einsatz<br />
Der Schlaue Klaus leitet an, prüft,<br />
bestätigt und dokumentiert.<br />
Am Wareneingang übernimmt er<br />
beispielsweise das Scannen von<br />
Lieferscheinen, identifiziert Artikel,<br />
kann eine Sichtprüfung auf Vollständigkeit<br />
durchführen und vieles mehr.<br />
Die Mitarbeiter müssen die Waren<br />
nur noch auspacken und einlagern.<br />
Alle weiteren Schritte werden von<br />
dem System automatisiert erledigt.<br />
In der Montage und Endkontrolle<br />
überzeugt Der Schlaue Klaus<br />
ebenfalls schnell. Arbeitsaufträge<br />
und Arbeitsanweisungen lassen<br />
sich mit seiner Hilfe visuell und<br />
sprachenunabhängig problemlos<br />
übermitteln, die Qualität kontrollieren<br />
und schließlich die Ergebnisse<br />
dokumentieren.<br />
Arbeitsanweisungen sowie<br />
Design- oder Produktänderungen<br />
lassen sich unkompliziert aktualisieren<br />
und über Arbeitsplätze und<br />
Standorte hinweg zur Verfügung<br />
stellen. Das Erlernen neuer oder<br />
geänderter Montageanleitungen<br />
geht auch ohne Programmierkenntnisse<br />
leicht von der Hand.<br />
Fachkräftemangel<br />
und digitale Unterstützung<br />
Eine entscheidende Entlastung<br />
bietet Der Schlaue Klaus beim Anlernen<br />
neuer Kollegen. Denn das nötige<br />
Fachwissen ist digital im System<br />
hinterlegt und gesichert. Montageabläufe<br />
werden visuell Schritt für<br />
Schritt erklärt, lassen sich dadurch<br />
leicht nachmachen und sind dank<br />
der permanenten automatischen<br />
Kontrolle bereits im ersten Durchlauf<br />
fehlerfrei gefertigt.<br />
Der Schlaue Klaus-Rezeptdesigner-Software<br />
Ein Kunde berichtet, dass durch<br />
den Einsatz des Schlauen Klaus die<br />
Anlernzeit um 75% gesenkt wurde.<br />
Nach einer persönlichen Betreuungszeit<br />
von ca. einer Woche können<br />
die neuen Mitarbeitenden nun<br />
bereits selbstständig die Montageprozesse<br />
durchführen. Ein wichtiges<br />
Argument für viele Unternehmen.<br />
Denn in Zeiten des Fachkräftemangels<br />
ist jede Arbeitsstunde wertvoll.<br />
Kosteneffizient<br />
und zukunftssicher<br />
Flexibilität in der Fertigung bei<br />
gleichzeitiger Fehlerminimierung,<br />
Effizienzsteigerung und Prozessdokumentation<br />
– Der Schlaue<br />
Klaus bietet Unternehmen eine<br />
ganze Reihe von Vorteilen. Sie<br />
profitieren vom Wegfall manueller<br />
Messungen und Bestätigungen,<br />
der Nivellierung von Verlustzeiten<br />
und der besseren Verteilung von<br />
Tot- und Restzeiten. Zeitgleich verringert<br />
eine reduzierte Anzahl an<br />
Fehlern den Aufwand für Nacharbeiten<br />
als auch für Reklamationen<br />
und die damit verbundenen<br />
8D-Reports und schützt zudem<br />
vor Abstellmaßnahmen und Konventionalstrafen.<br />
„Kunden konnten<br />
durch unser Assistenzsystem eine<br />
Produktivitätssteigerung von 20%<br />
erzielen“, weiß Wolfgang Mahanty.<br />
Durch die Entlastung für die Mitarbeitenden<br />
reduzieren sich zudem<br />
Fehlzeiten und Krankheitstage spürbar.<br />
Die Digitalisierung hilft damit<br />
nicht nur Unternehmen, ihre Margen<br />
zu erhöhen, die Qualität zu<br />
sichern, Arbeits abläufe zu optimieren<br />
und wettbewerbsfähiger<br />
zu sein. Sondern auch die Angestellten<br />
profitieren von dem innovativen<br />
System. Und schon nach<br />
kurzer Zeit wollen sie ihre neuen<br />
Kollegen nicht mehr missen. ◄<br />
31
Qualitätssicherung<br />
Feinste Strukturen und Höhenabstufungen<br />
präzise prüfen<br />
Bild 1: Lab-on-a-Chip-System für Tuberkulose-Tests © Hahn Schickard<br />
Weißlicht-Interferometer<br />
in der Lab-on-a-Chip-<br />
Fertigung<br />
Immer, wenn es um die Prüfung<br />
der Oberflächen feinster Strukturen<br />
geht, sind Weißlicht-Interferometer in<br />
ihrem Element, in der Elektronikfertigung<br />
und Entwicklung ebenso wie<br />
in Labor und Forschung. Das Verfahren<br />
arbeitet berührungslos und<br />
funktioniert auf nahezu allen Materialien.<br />
Dabei liefert die dreidimensionale<br />
optische Messtechnik nicht<br />
nur eine funktions- und strukturorientierte<br />
Auswertung als Basis für<br />
Qualitätskontrolle und Fertigungsoptimierung,<br />
sondern auch ein für<br />
die menschliche Auffassungsgabe<br />
Autoren:<br />
Dr.-Ing. Özgür Tan<br />
strategisches Produktmarketing<br />
optische Messsysteme<br />
Polytec GmbH<br />
info@polytec.de<br />
www.polytec.de<br />
Ellen-Christine Reiff, M.A.,<br />
Redaktionsbüro Stutensee<br />
http://www.rbsonline.de<br />
leicht verständliches Abbild der<br />
Oberfläche. Bei Lab-on-a-Chip-<br />
Systemen, wie sie zum Beispiel für<br />
PCR- oder Tuberkulosetests eingesetzt<br />
werden, beweisen Weißlicht-<br />
Interferometer ihre Leistungsfähigkeit<br />
beispielsweise bei der Anpassung<br />
der Werkzeuge zum Versiegeln<br />
oder der Optimierung der filigranen<br />
Spritzgusswerkzeuge für<br />
die Fertigung.<br />
Lab-on-a-Chip<br />
Der Begriff Lab-on-a-Chip<br />
bezeichnet ein mikrofluidisches<br />
System, das die Funktionalität eines<br />
Labors auf einem kleinen Träger<br />
aus Glas oder Kunststoff, der sogenannten<br />
Kartusche, unterbringt, die<br />
typischerweise nur etwa die Größe<br />
einer CD oder Scheckkarte hat.<br />
Damit lassen sich geringste Mengen<br />
einer Flüssigkeit auf einem einzigen<br />
Chip vollständig und automatisch<br />
analysieren. Der Transport der<br />
Proben zwischen den verschiedenen<br />
Reaktions- und Analysekammern<br />
kann dann mithilfe von Kapillar-<br />
und Zentrifugalkräften stattfinden.<br />
Einen bekannten Einsatzbereich<br />
haben solche Systeme zum<br />
Beispiel bei schnellen PCR-Tests<br />
direkt am Point-of-Need in Arztpraxen<br />
oder Apotheken gefunden.<br />
Von der Entwicklung<br />
bis zur Serienfertigung<br />
Als Spezialist für Lab-on-a-Chip-<br />
Systeme gilt Hahn-Schickard in<br />
Freiburg. Das Institut gehört zur Hahn-<br />
Schickard-Gesellschaft für angewandte<br />
Forschung e.V. mit Hauptsitz<br />
in Villingen-Schwenningen, ein<br />
Forschungs- und Entwicklungsdienstleister,<br />
der nicht nur entsprechende<br />
Lösungen entwickelt, sondern<br />
die Projekte seiner Kunden bis<br />
zur Marktreife begleitet. Im sogenannten<br />
Scale-up werden durch technologische<br />
Prozess entwicklung geeignete<br />
Fertigungsverfahren evaluiert und<br />
realisiert, die dann eine zuverlässige<br />
Herstellung medizintechnischer Produkte<br />
ermöglichen, wobei Kosten und<br />
Time-to-Market berücksichtigt sind.<br />
Flexible Fertigung<br />
Die Fertigungslinie im eigenen<br />
Reinraum bildet die gesamte Wertschöpfungskette<br />
einer Serienherstellung<br />
von Testträgern für die Invitro-Diagnostik<br />
in mittleren Losgrößen<br />
bis etwa 200.000 Stück pro<br />
Jahr ab (Bild 1). Die Fertigung ist<br />
flexibel aufgebaut, sodass individuell<br />
auf unterschiedliche Produktanforderungen<br />
eingegangen und viele<br />
Technologien genutzt werden können.<br />
Dazu zählt zum Beispiel das<br />
Mikrothermoformen der Kunststoffkartusche<br />
und die Modifikation von<br />
Kunststoffoberflächen ebenso wie<br />
die Vorlagerung von Flüssigreagenzien,<br />
das Einbringen von Nachweis-<br />
Reagenzien und schließlich das fluidisch<br />
dichte Siegeln der Kartuschen<br />
sowie deren Endverpackung.<br />
Bild 3: Scan der Kartusche © Hahn Schickard<br />
Bild 2: Raimund Rother,<br />
Prozessingenieur bei Hahn<br />
Schickard: „Damit wir das<br />
Siegelwerkzeug genau anpassen<br />
können, vermessen wir die<br />
Höhenstufen der Kartusche mit<br />
einem Weißlichtinterferometer.“<br />
© Hahn Schickard<br />
Präzise Anpassung<br />
des Siegelwerkzeugs<br />
„Das Aufbringen der Siegelfolie<br />
auf den Kartuschen ist anspruchsvoll“,<br />
berichtet Raimund Rother<br />
(Bild 2), Prozessingenieur bei Hahn-<br />
Schickard, „Es gibt beim Siegeln<br />
gleich zwei Herausforderungen: Wir<br />
müssen zum einen eine hohe Siegelfestigkeit<br />
erreichen, ohne die feinen<br />
Kanäle der Kartusche beim Bonden<br />
zu verschließen. Zum anderen lassen<br />
sich bei den Spritzgussstärken<br />
fertigungstechnische Toleranzen nie<br />
ganz vermeiden, was wir beim Siegeln<br />
ausgleichen müssen.“ Die Siegelwerkzeuge<br />
müssen deshalb in<br />
ihren Höhenabstufungen genau auf<br />
die Kartusche abgestimmt werden.<br />
Bei zu geringer Höhe ist die Siegelkraft<br />
zu gering, die Kartuschen<br />
sind dann nicht dicht. Ist die Höhe<br />
zu groß, gibt es Druckspritzen und<br />
Schmelze kann die feinen Kanäle<br />
verstopfen. „Damit wir das Siegelwerkzeug<br />
genau anpassen können,<br />
32 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Qualitätssicherung<br />
Weißlicht-Interferometrie<br />
Bild 4: Das Weißlicht-Interferometer misst mit hoher vertikaler und lateraler<br />
Auflösung. © Polytec<br />
vermessen wir die Höhenstufen der<br />
Kartusche mit einem Weißlichtinterferometer.<br />
Diese Daten bilden dann<br />
die Basis für die Auslegung des Siegelwerkzeugs<br />
(Bild 3).“<br />
Kartusche vermessen<br />
Die Vermessung der Kartusche<br />
übernimmt ein Weißlicht-Interferometer<br />
von Polytec. Überall dort, wo<br />
es um die Prüfung feinster Komponenten<br />
und Strukturen geht, sind<br />
die TopMap-Oberflächenmesssysteme<br />
von Polytec gut geeignet<br />
(Bild 4). Sie messen mit hoher<br />
vertikaler und lateraler Auflösung.<br />
„Eine laterale Auflösung im Nanometerbereich<br />
bei hoher Messgeschwindigkeit<br />
ist für unsere Anforderungen<br />
ideal“, ergänzt Raimund<br />
Rother. „Unsere Wandstärken beim<br />
Spritzguss weichen typischerweise<br />
bis zu ±10 µm von der Konstruktionsdaten<br />
ab, da muss das Messsystem<br />
schon deutlich genauer sein<br />
und ein höheres Auflösungsvermögen<br />
haben, um schlussendlich gute<br />
Ergebnisse bei der Anpassung des<br />
Siegelwerkzeugs zu erreichen.“<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
Schnell und genau<br />
Dank der hohen Auflösung, der<br />
telezentrischen Optik sowie der<br />
hohen Messgeschwindigkeit bleiben<br />
dem Weißlicht-Interferometer<br />
keinerlei Details verborgen. Binnen<br />
weniger Sekunden erfasst es<br />
ohne Stitching zwei Millionen Messpunkte<br />
auf einer 44 x 33 mm großen<br />
Messfläche. Durch das große Bildfeld<br />
lässt sich der gesamte Chip mit<br />
wenig Aufwand vermessen. Da die<br />
Kartusche transparent ist, erhalten<br />
wir zudem simultan die Messwerte<br />
von der Ober- und Unterseite, kennen<br />
also auch die Dicke der Kartusche“,<br />
fährt Raimund Rother fort.<br />
TMS-Software<br />
Dank vieler Exportmöglichkeiten<br />
können die 3D-Messdaten des<br />
Weißlicht-Interferometers anschließend<br />
mit jeder geeigneten Auswertungssoftware<br />
bearbeitet werden.<br />
Besonders einfach und praxisgerecht<br />
geht das mit der speziell für<br />
diese Polytec-Topografie-Messsysteme<br />
entwickelten TMS-Software,<br />
die auch Hahn Schickard nutzt. Sie<br />
bietet zahlreiche Möglichkeiten,<br />
um die Messergebnisse zügig und<br />
ISO-konform auszuwerten. „Messrezepte“<br />
beispielsweise erleichtern<br />
Routineaufgaben. Hier lassen sich<br />
die Einstellungen für die Datenaufnahme<br />
(zum Beispiel Messposition,<br />
Beleuchtungseinstellungen, Kameraparameter)<br />
zusammen mit Auswerteparametern<br />
(zum Beispiel Nachbearbeitungsschritte,<br />
Visualisierungsoder<br />
Exportmöglichkeiten) für spezielle<br />
Messaufgaben definieren und<br />
abspeichern. Das spart besonders<br />
im Produktionsumfeld Zeit und vermeidet<br />
Bedienfehler. „Das Besondere<br />
an der Polytec-Software ist<br />
die Transparenz bei der Funktionsweise<br />
der Nachbearbeitungsschritte,<br />
was sie von namhaften Mitbewerbern<br />
unterscheidet“, führt Raimund<br />
Rother aus. „Nachbearbeitung von<br />
Messdaten ist immer ein zweischneidiges<br />
Schwert, da man seine Messdaten<br />
zwar aufbereiten, aber nicht<br />
verfälschen will.“<br />
Dreidimensionale<br />
optische Messtechnik<br />
Für die Messaufgaben bei der<br />
Lab-on-a-Chip-Produktion ist<br />
Moderne Weißlicht-Interferometer<br />
nutzen die Interferenzeffekte,<br />
die bei der Überlagerung<br />
des vom Messobjekt reflektierten<br />
Lichts mit einem Referenzsignal<br />
auftreten. Das Messverfahren<br />
basiert auf dem Prinzip<br />
des Michelson-Interferometers,<br />
wobei der optische Aufbau (Bild 6)<br />
eine Lichtquelle mit einer Kohärenzlänge<br />
im µm-Bereich enthält.<br />
An einem Strahlteiler wird der kollimierte<br />
(also gerade gerichtete<br />
bzw. parallelisierte) Lichtstrahl<br />
in Mess- und Referenzstrahl aufgeteilt.<br />
Der Messstrahl trifft das<br />
Messobjekt, der Referenzstrahl<br />
einen Spiegel. Das vom Spiegel<br />
und Messobjekt jeweils zurückgeworfene<br />
Licht wird am Strahlteiler<br />
überlagert und auf eine<br />
Kamera abgebildet. Stimmt der<br />
optische Weg für einen Objektpunkt<br />
im Messarm mit dem Weg<br />
die dreidimensionale optische<br />
Messtechnik ohne ernstzunehmende<br />
Alternative. Das Verfahren<br />
arbeitet berührungslos, also<br />
ohne mechanischen Verschleiß<br />
an Messsystem oder Kartusche<br />
bei gleichzeitig durch taktile Verfahren<br />
unerreichbar hohen Messgeschwindigkeiten.<br />
Taktile Verfahren<br />
wären dazu aber ohnehin<br />
nicht geeignet, denn die Höheninformation<br />
würde hier nur zweidimensional<br />
entlang eines Profils<br />
im Referenzarm überein, kommt<br />
es für alle Wellenlängen im Spektrum<br />
der Lichtquelle zu einer konstruktiven<br />
Interferenz.<br />
Das Kamerapixel des betreffenden<br />
Objektpunktes hat dann<br />
die maximale Intensität. Für<br />
Objektpunkte, die diese Bedingung<br />
nicht erfüllen, hat das zugeordnete<br />
Kamerapixel eine niedrigere<br />
Intensität. Geräte mit telezentrischem<br />
Aufbau erfassen die<br />
Topographie großer Flächen in<br />
einem einzigen Messvorgang<br />
innerhalb einer kurzen Messzeit<br />
und erreichen selbst schwer<br />
zugängliche Vertiefungen wie<br />
Bohrungen. Wenn dagegen eine<br />
hohe laterale Auflösung gefordert<br />
ist, bieten sich mikroskopbasierte<br />
Systeme an, bei denen<br />
der optische Aufbau mitsamt dem<br />
Referenzarm in das Objektiv integriert<br />
ist.<br />
gewonnen. Darüber hinaus ist die<br />
Messung der Dicke durch gleichzeitige<br />
Messung beider Kartuschenseiten<br />
mit anderen Methoden<br />
nicht möglich.<br />
Mittlerweile hat sich das Weißlicht-Interferometer<br />
für die Anpassung<br />
der Siegelwerkzeuge bestens<br />
bewährt. „Wir nutzen die Messdaten<br />
aber inzwischen auch, um<br />
die Spritzgusswerkzeuge ständig<br />
weiter zu optimieren“, so Raimund<br />
Rother abschließend. ◄<br />
Bild 5: Optischer Aufbau eines Weißlicht-Interferometers © Polytec<br />
33
Qualitätssicherung<br />
Healthcare: innovative Prüfanlage für Autoinjektoren<br />
Null Toleranz bei Medizinprodukten<br />
Bild 1: Ein Autoinjektor wird aus einem Tray entnommen – hier gezeigt<br />
anhand eines Muster-Bauteils. Alle Bilder © PIA Automation<br />
Nicht jede Spritze muss zwingend<br />
in einer Arztpraxis gesetzt<br />
werden. Es gibt etliche Medikamente,<br />
die Patienten sich selbst injizieren<br />
können. Die Nachfrage nach<br />
solchen Autoinjektoren steigt weltweit,<br />
unter anderem weil Zivilisationskrankheiten<br />
wie Diabetes weiterhin<br />
auf dem Vormarsch sind.<br />
Bei Medizinprodukten werden verständlicherweise<br />
besonders hohe<br />
Anforderungen an Sicherheit und<br />
Funktion gestellt. Deshalb vertraut<br />
ein renommierter Kunde aus der<br />
Pharmabranche bei der Qualitätskontrolle<br />
solcher Injektoren auf eine<br />
vollautomatisierte Prüfanlage von<br />
PIA Automation.<br />
Einfache Anwendung<br />
Die Anwendung von Autoinjektoren,<br />
die beispielsweise mit<br />
Medikamenten zur Behandlung von<br />
Diabetes oder Rheuma gefüllt sind,<br />
ist für die Patienten denkbar einfach:<br />
Die Kappe wird abge zogen,<br />
der Kunststoffzylinder wird gegen<br />
die Haut gedrückt, und bei einem<br />
definierten Druck schnellt aus<br />
der Spitze eine feine Nadel hervor,<br />
die das Medikament unter die<br />
Haut injiziert.<br />
Prüfkriterien sind fehlerfreie<br />
Funktion und absolute<br />
Sicherheit<br />
Der PIA Kunde produziert täglich<br />
hohe Stückzahlen von diesen<br />
Medikamententrägern. Händisch<br />
entnehmen Mitarbeitende Stichproben,<br />
die die PIA Anlage vollautomatisch<br />
auf verschiedene<br />
sicherheits- und funktionsrelevante<br />
Parameter prüft. Die Mitarbeitenden<br />
platzieren die Autoinjektoren<br />
liegend in Trays. Ein komplett<br />
beladener Tray-Wagen enthält<br />
elf Trays mit bis zu 400 Injektoren.<br />
Der voll automatisierte Prüfprozess<br />
beginnt damit, dass der<br />
erste der Trays in die Anlage eingefahren<br />
wird.<br />
Ein Handling-Greifer entnimmt<br />
aus ihm einen Injektor und bringt<br />
ihn zu einem Achssystem mit Greifer.<br />
Dieses dreht den Injektor um<br />
90 Grad in eine vertikale Position<br />
und setzt ihn in die erste Station<br />
ein, in der die Schutzkappe abgezogen<br />
wird. Der Greifer holt den<br />
einsatzbereiten Injektor wieder ab<br />
und übergibt ihn an ein Handling,<br />
welches ihn in die Prüfstation einsetzt.<br />
Dort löst eine Servo-Presse<br />
den Injektionsmechanismus aus.<br />
Prüfung<br />
Die Prüfstation misst die Kraft,<br />
die zur Auslösung benötigt wird,<br />
den Weg, wie weit der Pen bis zur<br />
Aktivierung komprimiert wird, die<br />
Zeit vom Ansetzen bis zum Ende<br />
der Injektion sowie die Menge des<br />
abgegebenen Wirkstoffs. Diesen<br />
gibt der Autoinjektor in einen Messbecher<br />
ab. Außerdem überwacht<br />
die Station, ob die Nadel intakt ist.<br />
Eine optische Anzeige signalisiert,<br />
dass der Autoinjektor benutzt und<br />
entleert ist. Auch dieser Mechanismus<br />
wird kontrolliert.<br />
Damit sich im realen Einsatz<br />
die Benutzer an der ausgefahrenen<br />
Nadel nicht verletzen, fahren<br />
die Injektoren nach Abgabe des<br />
Medikaments einen sogenannten<br />
Nadelschutz aus. Auch die Blockierkraft<br />
dieses Schutzmechanismus<br />
prüft die Anlage und testet, ob der<br />
Nadelschutz unter starkem Druck<br />
sicher hält.<br />
Höchste Präzision<br />
für minimale Toleranzen<br />
„Die Messungen der Anlage<br />
sind sehr umfangreich und müssen<br />
höchst präzise sein. Medizinprodukte<br />
erlauben nur minimale<br />
Toleranzen und absolut<br />
sichere Prozesse“, sagt Ramona<br />
Neulinger, Projektmanagerin bei<br />
PIA. Die Werte für Auslösekraft,<br />
Weg und Druck auf den Nadel-<br />
PIA Automation Holding GmbH<br />
www.piagroup.com<br />
Bild 2: Bei der ersten Station<br />
wird die Kappe des Autoinjektors<br />
abgezogen.<br />
Bild 3: Beim Funktionstest gibt der<br />
Autoinjektor den Wirkstoff zur<br />
Mengenmessung in einen<br />
Messbehälter ab.<br />
Bild 4: Die Anlage prüft unter<br />
anderem die Menge des<br />
abgegebenen Wirkstoffs.<br />
34 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Qualitätssicherung<br />
Bild 5: Der Kunde von PIA Automation forderte eine kompakte Prüfanlage.<br />
schutz nimmt eine Servo-Presse<br />
ab. Die optische Kontrolle von<br />
Nadel, Tropfenbildung und Entleerungsanzeige<br />
geschieht über zwei<br />
Kamerasysteme, die pro Prüfvorgang<br />
500 Bilder aufnehmen.<br />
Die Präzisionswaage zur Messung<br />
der abgegebenen Wirkstoffmenge<br />
hat eine Auflösung im Milligramm-Bereich.<br />
Die Waage ist von<br />
der übrigen Anlage konstruktiv entkoppelt,<br />
um Messfehler etwa durch<br />
Vibrationen auszuschließen.<br />
Nach der Prüfung legt der Handling-Greifer<br />
die Injektoren wieder im<br />
Tray ab. Sollte einer bei der Stichprobe<br />
Auffälligkeiten zeigen, wird<br />
er aussortiert und in einer speziellen<br />
Halterung für eine Nachprüfung<br />
durch die Mitarbeitenden des<br />
Unternehmens bereitgehalten. Weil<br />
jeder produzierte Autoinjektor einen<br />
individuellen DMC-Code trägt, lässt<br />
sich der Weg eines schadhaften<br />
Devices eindeutig durch die Produktion<br />
zurückverfolgen.<br />
Für verschiedene<br />
Autoinjektoren<br />
konfigurierbar<br />
Die neue Anlage geht beim Kunden<br />
in den kommenden Monaten in<br />
Betrieb. Mit ihr setzt PIA eine sehr<br />
gute Zusammenarbeit fort, die bereits<br />
2010 begonnen hat. PIA Automation<br />
hat für den Kunden seither mehrere<br />
Montage- und automatisierte Testanlagen<br />
entwickelt und installiert. Besonders<br />
innovativ an der neuen Anlage<br />
ist, dass sie für mehr als eine Autoinjektoren-Bauform<br />
konfigurierbar<br />
ist. Der Kunde plant, zunächst zwei<br />
Autoinjektoren-Typen in der Anlage<br />
zu prüfen. Zum Lieferumfang gehört<br />
auch das Kalibrier-Equipment, mit<br />
dem die Anlage und die Funktion der<br />
Prüfprozesse in festgelegten Intervallen<br />
geprüft werden. Das Equipment<br />
enthält unter anderem verschiedene<br />
Gewichte, um die Präzisionswaage<br />
exakt zu kalibrieren.<br />
Simultaneous Engineering<br />
„Die gemeinsame Entwicklung der<br />
Anlage zeigt erneut die sehr gute<br />
Zusammenarbeit mit dem Kunden<br />
Ramona Neulinger,<br />
Projektmanagerin bei PIA<br />
und ein funktionierendes Simultaneous<br />
Engineering“, zieht Ramona<br />
Neulinger eine Zwischenbilanz des<br />
aktuellen Projekts. Der Kunde forderte<br />
unter anderem, die Anlage für<br />
das Labor möglichst platzsparend<br />
zu entwickeln und sämtliche Prüfprozesse<br />
auf engstem Raum umzusetzen.<br />
„Wir konnten alle Anforderungen<br />
erfüllen. In wöchentlichen<br />
Jour fixes haben wir den Fortgang<br />
laufend überwacht und das Anlagen-Design<br />
auf Basis der bereits<br />
erzielten Resultate kontinuierlich<br />
weiterentwickelt.“, so Ramona<br />
Neulinger. ◄<br />
Pro Minute fallen 21 Hektar Wald.<br />
So schnell kann er<br />
leider nicht weglaufen.<br />
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und ihre Bewohner. Spende jetzt auf wwf.de/wald<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
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35
Künstliche Intelligenz<br />
Kostentreiber KI<br />
Strategie-Tipps zur<br />
Leistungs- und Kostenoptimierung<br />
ten, die von verschiedenen Systemen<br />
in einer IT-Umgebung erzeugt<br />
werden. Darüber hinaus liefert KI-<br />
Observability IT-Teams auch Empfehlungen,<br />
wie sie diese Kosten eindämmen<br />
können. So unterstützt die<br />
KI-Observability die FinOps-Initiativen<br />
in der Cloud, indem sie aufzeigt,<br />
wie die Einführung von KI die<br />
Kosten aufgrund der erhöhten Nutzung<br />
von Speicher- und Rechenressourcen<br />
in die Höhe treibt. Da die<br />
KI-Observability die Ressourcennutzung<br />
in allen Phasen des KI-<br />
Betriebs überwacht – vom Modelltraining<br />
über die Inferenz bis hin zur<br />
Nachverfolgung der Modell leistung –<br />
können Unternehmen ein optimales<br />
Gleichgewicht zwischen der Genauigkeit<br />
ihrer KI-Ergebnisse und der<br />
effizienten Nutzung der Ressourcen<br />
herstellen und somit die Betriebskosten<br />
optimieren.<br />
Best Practices<br />
für die Optimierung der KI-Kosten<br />
mit KI-Observability und FinOps<br />
Unternehmen nutzen vermehrt<br />
künstliche Intelligenz zur Optimierung<br />
ihrer operativen Effizienz<br />
und Produktinnovation. Eine<br />
aktuelle Umfrage des Beratungsunternehmens<br />
McKinsey [*] zeigt,<br />
dass 40 Prozent der befragten<br />
Unternehmen aufgrund der rapiden<br />
Fortschritte im Bereich der<br />
generativen KI ihre Investitionen<br />
in KI-Technologien generell erhöhen<br />
wollen.<br />
Ein Nachteil des zunehmenden<br />
Einsatzes ist jedoch, dass KI – insbesondere<br />
generative KI – rechenintensiv<br />
ist und die Kosten mit der<br />
Menge der Daten steigen, auf denen<br />
Autor:<br />
Christian Grimm<br />
Director Sales Engineering -<br />
EMEA Central<br />
Dynatrace<br />
www.dynatrace.com<br />
die KI-Modelle trainiert werden. Es<br />
gibt drei Hauptgründe, weshalb KI<br />
sich ohne entsprechende Kontrolle<br />
rasch zu einem Kostentreiber entwickeln<br />
kann:<br />
1. KI verbraucht zusätzliche Ressourcen:<br />
Die Ausführung von<br />
KI-Modellen und die Abfrage<br />
von Daten erfordert große Mengen<br />
an Rechenressourcen in der<br />
Cloud, was zu höheren Cloud-<br />
Kosten führt.<br />
2. KI erfordert mehr Rechenleistung<br />
und Speicherplatz: Das<br />
Trainieren von KI-Daten ist ressourcenintensiv<br />
und kostspielig<br />
aufgrund der erhöhten Anforderungen<br />
an Rechenleistung und<br />
Speicherplatz.<br />
3. KI führt häufige Datenübertragungen<br />
durch: Da KI-Anwendungen<br />
häufige Datenübertragungen<br />
zwischen Edge-Geräten<br />
und Cloud-Anbietern erfordern,<br />
können zusätzliche Kosten<br />
für die Datenübertragung entstehen.<br />
Wenn Unternehmen mit ihrer KI-<br />
Einführung erfolgreich sein wollen,<br />
müssen diese die Ursachen steigender<br />
Kosten verstehen und optimieren.<br />
Dies kann durch die Einführung<br />
einer soliden FinOps-Strategie<br />
geschehen. FinOps ist ein Konzept<br />
für die Verwaltung der Public<br />
Cloud, das darauf abzielt, die durch<br />
die Cloud-Nutzung entstehenden<br />
Kosten zu kontrollieren, und bei<br />
dem Finanzen und DevOps aufeinander<br />
treffen. Darüber hinaus sollten<br />
Unternehmen die Observability<br />
von KI berücksichtigen.<br />
Grundlagen der<br />
KI-Observability<br />
KI-Observability ist der Einsatz<br />
künstlicher Intelligenz zur Erfassung<br />
von Leistungs- und Kostenda-<br />
• Cloud- und Edge-basierter<br />
Ansatz für KI: Cloud-basierte KI<br />
ermöglicht es Unternehmen, KI<br />
in der Cloud auszuführen, ohne<br />
dass diese sich um die Verwaltung,<br />
Bereitstellung oder Unterbringung<br />
von Servern kümmern<br />
müssen. Mit Edge-basierter KI<br />
können KI-Funktionen auf Edge-<br />
Geräten wie Smartphones, Kameras<br />
oder sogar Sensoren ausgeführt<br />
werden, ohne dass die<br />
Daten in die Cloud übertragen<br />
werden müssen. Durch die Einführung<br />
eines Cloud- und Edgebasierten<br />
KI-Ansatzes können IT-<br />
Teams somit von der Flexibilität,<br />
Skalierbarkeit und dem Pay-per-<br />
Use-Modell der Cloud profitieren<br />
und gleichzeitig die Latenz, Bandbreite<br />
und Kosten für das Senden<br />
von KI-Daten an Cloud-basierte<br />
Prozesse reduzieren.<br />
• Containerisierung: Die Containerisierung<br />
ermöglicht es, KI-<br />
Anwendungen und Abhängigkeiten<br />
in eine einzige logische<br />
36 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Künstliche Intelligenz<br />
Einheit zu verpacken, die auf<br />
jedem Server mit den erforderlichen<br />
Abhängigkeiten problemlos<br />
bereitgestellt werden kann.<br />
Anstatt die Infrastruktur statisch<br />
auf Spitzenlasten einzustellen,<br />
können Unternehmen so eine<br />
dynamisch skalierbare Container-Infrastruktur<br />
für KI-Anwendungen<br />
nutzen und gleichzeitig<br />
Kosten optimieren.<br />
• Kontinuierliche Überwachung<br />
der Leistung von KI-Modellen:<br />
Sobald ein Unternehmen<br />
KI-Modelle auf Grundlage seiner<br />
Daten trainiert, ist es wichtig,<br />
die Qualität und Effektivität<br />
des Algorithmus kontinuierlich zu<br />
überwachen. Die Überwachung<br />
von KI-Modellen hilft dabei, Bereiche<br />
mit Verbesserungsbedarf und<br />
„Drift“ zu identifizieren. Im Laufe<br />
der Zeit ist oftmals davon auszugehen,<br />
dass KI-Modelle von den<br />
realen Bedingungen abweichen<br />
und dadurch ungenauer werden.<br />
IT-Teams müssen die Modelle<br />
daher gegebenenfalls anpassen,<br />
um neue Datenpunkte zu<br />
berücksichtigen. Die Abnahme<br />
der Vorhersagekraft als Ergebnis<br />
von Veränderungen in realen<br />
Umgebungen, die in den Modellen<br />
nicht berücksichtigt wurden,<br />
muss insofern überwacht werden.<br />
• Optimierung von KI-Modellen:<br />
Diese Aufgabe geht Hand<br />
in Hand mit der kontinuierlichen<br />
Überwachung der Modelle. Es<br />
geht darum, die Genauigkeit, Effizienz<br />
und Zuverlässigkeit der KI<br />
eines Unternehmens zu optimieren,<br />
indem Techniken wie Datenbereinigung,<br />
Modellkomprimierung<br />
und Daten-Observability<br />
eingesetzt werden, um die Präzision<br />
und Aktualität der KI-Ergebnisse<br />
zu gewährleisten. Die Optimierung<br />
von KI-Modellen kann<br />
helfen, Rechenressourcen, Speicherplatz,<br />
Bandbreite und Energiekosten<br />
zu sparen.<br />
• Proaktives Management des KI-<br />
Lebenszyklus: Zu den Aufgaben<br />
des IT-Teams gehören typischerweise<br />
das Erstellen, Bereitstellen,<br />
Überwachen und Aktualisieren von<br />
KI-Anwendungen. Die Verwaltung<br />
des KI-Lebenszyklus gewährleistet,<br />
dass KI-Anwendungen stets<br />
funktionsfähig, sicher, konform mit<br />
Compliance-Vorgaben und relevant<br />
sind, indem Tools und Verfahren<br />
wie Protokollierung, Auditing,<br />
Debugging und Patching eingesetzt<br />
werden. Die Verwaltung<br />
eines KI-Lebenszyklus hilft, technische<br />
Probleme, ethische Dilemmas,<br />
rechtliche Probleme und<br />
Geschäftsrisiken zu vermeiden.<br />
• Generative KI in Verbindung mit<br />
anderen Technologien: Generative<br />
KI ist ein leistungsstarkes<br />
Werkzeug. Ihr volles Potenzial<br />
entfaltet sie jedoch erst in der<br />
Kombination mit prädiktiver und<br />
kausaler KI. Prädiktive KI nutzt<br />
maschinelles Lernen, um Muster<br />
in vergangenen Ereignissen zu<br />
erkennen und Vorhersagen über<br />
zukünftige Ereignisse zu treffen.<br />
Kausale KI ermöglicht die Ermittlung<br />
der genauen Ursachen und<br />
Auswirkungen von Ereignissen<br />
oder Verhaltensweisen. Kausale<br />
KI ist entscheidend, um die<br />
Algorithmen, die der generativen<br />
KI zugrunde liegen, mit qualitativ<br />
hochwertigen Daten zu versorgen.<br />
Composite AI bringt kausale,<br />
generative und prädiktive<br />
KI zusammen, um die kollektiven<br />
Erkenntnisse aller drei Verfahren<br />
zu verbessern. Bei Composite<br />
AI trifft die Präzision der<br />
kausalen KI auf die Vorhersagefähigkeiten<br />
der prädiktiven KI, um<br />
einen wesentlichen Kontext für<br />
generative KI-Prompts zu liefern.<br />
Die Einführung von KI ermöglicht<br />
Unternehmen mehr Effizienz<br />
und Innovation, birgt aber auch die<br />
Gefahr ausufernder Kosten. Daher<br />
sollten Unternehmen ihre KI-Modelle<br />
proaktiv überwachen und verwalten,<br />
um sowohl die Datengenauigkeit<br />
als auch Kosteneffizienz ihrer<br />
KI-Modelle sicherzustellen. Eine<br />
Gesamtstrategie, die FinOps und<br />
KI-Observability einbezieht, kann<br />
Unternehmen dabei unterstützen, die<br />
Leistung und Kosten ihrer Systeme<br />
stets genau im Blick zu behalten.<br />
[*] https://www.mckinsey.com/<br />
capabilities/quantumblack/<br />
our-insights/the-state-of-ai-in-<br />
2023-generative-ais-breakoutyear<br />
◄<br />
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Die bunte Vielfalt der Tiere und Pflanzen ist beeindruckend.<br />
Von den Regenwäldern Afrikas über die Arktis bis zu<br />
unserem Wattenmeer – die „Global 200 Regionen“<br />
bergen die biologisch wertvollsten Lebensräume<br />
der Erde. Helfen Sie uns mit Ihrer großzügigen<br />
Spende, sie zu erhalten und für die nächsten<br />
Generationen zu bewahren!<br />
Nina Dohm
Aus Forschung und Technik<br />
Von Pillen zu Pulsen<br />
Elektrifizierung der Medizin<br />
durch das periphere Nervensystem<br />
Bild 1: Die bioelektronische Medizin ist eine neue Form der Therapie, bei der<br />
elektrische Impulse zur Modulation der Nervenaktivität eingesetzt werden.<br />
Das zentrale (ZNS) und das periphere<br />
(PNS) Nervensystem arbeiten<br />
zusammen, um die Funktionen<br />
unseres Körpers zu koordinieren und<br />
zu regulieren. Das ZNS ist das Kontrollzentrum<br />
und umfasst das Gehirn<br />
und das Rückenmark. Während das<br />
Gehirn Informationen verarbeitet,<br />
Entscheidungen trifft und Anweisungen<br />
sendet, sind das Rückenmark<br />
und das zugehörige PNS die<br />
Kommunikationsautobahn, die Nervensignale<br />
zum und vom Gehirn<br />
transportiert. Das PNS besteht aus<br />
einem riesigen Netzwerk von Nerven,<br />
die vom Gehirn und Rückenmark<br />
zu unseren Organen, Gliedmaßen<br />
und Geweben verzweigen.<br />
Durch die Weiterleitung von Signalen<br />
sorgen das PNS und das Gehirn<br />
für die Kommunikation zwischen<br />
dem ZNS und dem Rest des Körpers.<br />
Das PNS hat vielleicht nicht<br />
den gleichen Rockstar-Ruf wie<br />
das Gehirn, aber es ist das Rückgrat<br />
unseres täglichen Lebens. Es<br />
spielt eine entscheidende Rolle für<br />
unsere Sinneserfahrungen, Reflexe<br />
und sogar für autonome Funktionen<br />
wie Verdauung und Herzschlag.<br />
Imec<br />
www.imec-int.com<br />
Aufgrund all dieser wichtigen<br />
Funktionen können Krankheiten,<br />
die das PNS betreffen, das tägliche<br />
Leben erheblich beeinträchtigen,<br />
indem sie Einschränkungen der<br />
Mobilität, der Empfindung und der<br />
Koordination verursachen. Sie stören<br />
die Kommunikation in bestimmten<br />
Nerventypen, z. B. in den motorischen<br />
Nerven, die für die Muskelkontrolle<br />
verantwortlich sind, in<br />
den sensorischen Nerven, die für<br />
die Übertragung von Berührungs-,<br />
Temperatur- und Schmerzempfindungen<br />
zuständig sind, oder in den<br />
autonomen Nerven, die das Gleichgewicht<br />
unserer Herz-, Lungen- und<br />
Entzündungsreaktionen regulieren.<br />
Neue medizinische Lösungen werden<br />
in der Regel zur Behandlung<br />
einer ganz bestimmten Erkrankung<br />
entwickelt. Die Entwicklung eines<br />
neuen Medikaments dauert in der<br />
Regel Jahre, bis es alle Phasen<br />
durchläuft, bevor es zugelassen und<br />
auf den Markt gebracht wird. Hier<br />
kommt die bioelektronische Medizin<br />
ins Spiel, ein neuartiger Ansatz,<br />
der sich die Sprache der elektrischen<br />
Impulse zunutze macht, um<br />
das komplizierte Netzwerk der Nerven<br />
im PNS direkt anzusprechen.<br />
Elektrizität<br />
als Therapieverfahren<br />
Die bioelektronische Medizin stimuliert<br />
elektrisch aktives Gewebe<br />
wie Nerven oder Muskeln, um unerwünschte<br />
Zustände im Körper zu<br />
unterdrücken oder gewünschte<br />
Zustände zu erleichtern. Das<br />
bekannteste bereits auf dem Markt<br />
befindliche Beispiel ist der Herzschrittmacher,<br />
der den Herzmuskel<br />
stimuliert. Das periphere Nervensystem<br />
ist in der modernen<br />
Forschung zur bioelektronischen<br />
Medizin von besonderem Interesse,<br />
denn es ist die bidirektionale Autobahn,<br />
die Signale vom Gehirn zu<br />
den Organen und umgekehrt leitet.<br />
Durch die Stimulierung des PNS<br />
können sowohl die Organe als auch<br />
das Gehirn angesprochen werden.<br />
Einer der Vorteile ist, dass die Therapie<br />
durch intelligente Elektronik<br />
gesteuert werden kann: Ein Instrumentarium,<br />
das anpassungsfähig<br />
ist und von einem Arzt oder sogar<br />
dem Patienten nach der Implantation<br />
eingestellt werden kann. Die<br />
Behandlung kann jederzeit mittels<br />
Fernbedienung ein- und ausgeschaltet<br />
werden, was bei oral verabreichten<br />
Medikamenten nicht möglich ist.<br />
Darüber hinaus kann die Behandlung<br />
automatisch auf der Grundlage von<br />
Umweltfaktoren oder internen Markern,<br />
die den Gesundheitszustand<br />
einer Person widerspiegeln, angepasst<br />
werden. Eine Reihe von chronischen<br />
Krankheiten wie rheumatoide<br />
Arthritis, chronische Schmerzen<br />
und Epilepsie sind heute Ziele<br />
dieser Therapie.<br />
Kleine stimulierende<br />
Implantate<br />
Imec setzt Nanotechnologie ein,<br />
um kleine stimulierende Implantate<br />
mit geringem Stromverbrauch für<br />
verschiedene PNS-Anwendungen<br />
zu entwickeln, ähnlich wie seine<br />
Das Wichtigste in Kürze<br />
Miniatur-Gehirnimplantate für die<br />
Sensorik [https://www.imec-int.com/<br />
en/articles/next-generation-neuropixels-brings-us-closer-understanding-brain].<br />
In der Tat haben sowohl<br />
Gehirn- als auch PNS-Implantate<br />
ähnliche Zielsetzungen für die<br />
Zukunft. Erstens suchen Systeme<br />
für beide Ziele nach Lösungen für<br />
eine immer detailliertere Sensorik<br />
bzw. Stimulation. Zweitens werden<br />
neue Verkapselungsmethoden, die<br />
auf umfangreicher Materialforschung<br />
basieren, es den Implantaten ermöglichen,<br />
über Monate und Jahre hinweg<br />
problemlos im Körper zu funktionieren.<br />
Drittens zielen beide darauf<br />
ab, elektrische Stimulation und Auslesen<br />
in Echtzeit zu kombinieren,<br />
um schließlich den Regelkreis zu<br />
schließen: Stimulation als Reaktion<br />
auf erfasste Informationen. Und<br />
schließlich wollen die Forscher die<br />
Implantattechnologie mit verschiedenen<br />
Modalitäten wie Ultraschall<br />
kombinieren, sowohl für die Stimulation<br />
als auch für die Energieübertragung<br />
auf das Implantat.<br />
Der Vagusnerv als Endziel<br />
Vom Rückenmark aus ziehen die<br />
Nerven nach außen zu ihrem Ziel.<br />
Je weiter unten im System, desto<br />
spezifischer sind die Nerven. Die<br />
Stimulation am Endpunkt dieser<br />
Nerven wirkt sich selektiv auf das<br />
Zielorgan aus und macht es technisch<br />
einfacher, die elektrischen<br />
Impulse zu steuern. Die Kehrseite<br />
der Medaille ist jedoch, dass das<br />
Gerät kleiner sein und tiefer im Körper<br />
sitzen muss, was eine Herausforderung<br />
für Chirurgie, Gehäuse,<br />
Kommunikation und Energiezufuhr<br />
darstellt.<br />
• Die elektrische Stimulation peripherer Nerven moduliert die<br />
Aktivität in den Organen und im Gehirn<br />
• Imec entwickelt Miniatur-Implantate für das periphere<br />
Nervensystem (PNS) - die Herausforderungen sind präzise<br />
Positionierung, Konfektionierung und Energieversorgung<br />
• Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die Closed-<br />
Loop-Stimulation sowie auf die Verwendung neuer Techniken,<br />
wie z. B. Ultraschall für die Energieversorgung und Stimulation.<br />
38 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Aus Forschung und Technik<br />
Bild 2: Links: Schematischer Querschnitt des verkapselten Chips. Rechts: Rasterelektronenmikroskopische (SEM)<br />
Aufnahme eines Vias in Richtung einer Aufnahmeelektrode, die das Stufenprofil zeigt.<br />
Je näher die Nerven am Gehirn<br />
liegen, desto komplexer sind sie. Der<br />
Vagusnerv zum Beispiel ist der längste<br />
Hirnnerv im Körper und steht in<br />
direkter Verbindung mit mehreren<br />
Organen und Systemen wie Herz,<br />
Lunge und Verdauungssystem. Mit<br />
einem PNS-Implantat kann die Stimulation<br />
des Vagusnervs von einem<br />
einzigen (und eher oberflächlichen)<br />
Eingriffspunkt aus potenziell eine<br />
breite Palette von Körperfunktionen<br />
beeinflussen. Die Stimulation<br />
des Vagusnervs im Nacken hat<br />
sich bereits bei bestimmten Formen<br />
behandlungsresistenter Epilepsie<br />
und Depression durchgesetzt, während<br />
die chronische Migräne eine<br />
relativ neue Anwendung darstellt.<br />
Aber so weit sind wir noch nicht.<br />
Der Vagusnerv ist ein 4 mm breites<br />
Nervengeflecht, das Unterbündel<br />
(Faszikel) mit vielen verschiedenen<br />
Arten von Fasern enthält, die sich<br />
entlang des Nervs verzweigen, verschmelzen<br />
und verdrehen. Die Stimulation<br />
der richtigen Einzelfasern<br />
des Nervs ist damit entscheidend.<br />
Einige Epilepsiepatienten, die sich<br />
dieser Art von Behandlung unterzogen<br />
haben, klagen zum Beispiel über<br />
Stimmveränderungen, Herzklopfen<br />
oder Veränderungen in der Atmung,<br />
weil der Impuls, der die Anfälle zum<br />
Schweigen bringt, auch die Fasern<br />
beeinflusst, die zum Kehlkopf, zum<br />
Herzen und zur Lunge verlaufen.<br />
Gezielte Stimulation<br />
bedeutet, die Stimulationsenergie<br />
auf eine kleinere körperliche Einheit<br />
zu konzentrieren, von Millimetern bis<br />
hin zu zehn Millimetern. Forscher<br />
des imec und des Feinstein Institute<br />
of Medical Research arbeiten<br />
gemeinsam an einer radikalen Verbesserung<br />
der Selektivität der Nervenstimulation<br />
mit Hilfe einer neuen<br />
Technik namens i2CS, die auf der<br />
Interferenz von elektrischen Feldern<br />
unterschiedlicher Wellenlängen<br />
beruht. Zu den wichtigsten technologischen<br />
Herausforderungen gehören<br />
die synchrone Übertragung von<br />
Interferenzströmen durch Elektrodenpaare<br />
und die Minimierung von<br />
Signalverzerrungen und Leckagen<br />
bei der Injektion hoher Ströme mit<br />
hohen Frequenzen.<br />
Hochentwickelte<br />
Verpackungen<br />
für Implantate<br />
Eine weitere Herausforderung<br />
besteht darin, ein Gehäuse zu<br />
entwerfen, in dem das Gerät über<br />
Monate oder Jahre im Körper verbleiben<br />
kann. Eine ordnungsgemäße<br />
Verkapselung und Verdrahtung ist<br />
für Funktionalität, Langlebigkeit und<br />
Stabilität von größter Bedeutung.<br />
Die Schutzbarriere wirkt in beide<br />
Richtungen. Einerseits sollte das<br />
Gerät vor der rauen Körperumgebung<br />
geschützt werden, da Körperflüssigkeiten<br />
die Funktionalität<br />
beeinträchtigen können. Andererseits<br />
sollte das Gerät keine unerwünschten<br />
Reaktionen des umgebenden<br />
Körpergewebes hervorrufen,<br />
indem es nicht-biokompatible<br />
Materialien austreten lässt.<br />
Die meisten von der FDA zugelassenen<br />
elektronischen Implantate<br />
haben ein recht sperriges<br />
und starres Titangehäuse als hermetische<br />
Verkapselung. Obwohl<br />
es sich um ein erprobtes Konzept<br />
handelt, muss ein solcher Ansatz<br />
für zukünftige Implantate, die auf<br />
Miniaturisierung abzielen, umfassend<br />
überprüft werden - sowohl<br />
in Bezug auf die Materialien als<br />
auch auf die Verpackungsmethoden.<br />
CMST, eine imec-Forschungsgruppe<br />
an der Universität von Gent,<br />
entwickelt spezielle Verpackungen<br />
für Langzeitimplantate. In einer<br />
kürzlich erschienenen Publikation<br />
haben sie eine Verarbeitungsplattform<br />
für die Verkapselung eines<br />
PNS-Implantats vorgestellt, die auf<br />
Dünnschicht-Herstellungstechniken<br />
basiert. Die Forscher arbeiteten mit<br />
weichen Materialien anstelle der<br />
traditionellen härteren Materialien<br />
wie Titan(-legierungen), um eine<br />
Miniaturisierung und Ultrakonformität<br />
des Endprodukts zu ermöglichen.<br />
Darüber hinaus erhöht eine<br />
weiche Verkapselung den Komfort,<br />
hat eine begrenzte Fremdkörperreaktion<br />
und bietet die nötige Konformität,<br />
um die Topographie des<br />
Chips abzudecken. Polymere, wie<br />
z. B. Polyimid, werden häufig zur<br />
Verkapselung implantierbarer elektronischer<br />
Geräte verwendet. Allerdings<br />
leiden Polymerverpackungen<br />
unter Feuchtigkeitsdiffusion, Aufquellen,<br />
schlechter Haftung und/<br />
oder Materialabbau, was letztendlich<br />
zum Versagen der Geräte führt.<br />
Im Gegensatz dazu sind Metalloxide<br />
wie Al 2 O 3 , HfO 2 und TiO 2 ,<br />
die durch Atomlagenabscheidung<br />
(ALD) abgeschieden werden, ultradünne<br />
(in der Größenordnung von<br />
einigen Nanometern), extrem dichte<br />
und konforme Beschichtungen, die<br />
Berichten zufolge ausgezeichnete<br />
Feuchtigkeitsbarriereeigenschaften<br />
aufweisen.<br />
Materialien kombinieren<br />
Um von den Vorteilen der Polyimid-<br />
und ALD-Schichten zu profitieren,<br />
kombinierten die Forscher Materialien<br />
beider Typen, um mechanisch<br />
flexible Verkapselungen mit hervorragenden<br />
Barriereeigenschaften zu<br />
erhalten. Sie entwickelten mehrschichtige<br />
Stapel aus Polyimidfilmen<br />
mit einer Dicke von 5,5 μm<br />
und HfO 2 /Al 2 O 3 /HfO 2 -Schichten<br />
mit Dicken im Bereich von 10 nm<br />
bis 20 nm mit besonderem Augenmerk<br />
auf die Adhäsion zwischen<br />
den Schichten, um Feuchtigkeitsansammlungen<br />
an der Grenzfläche zu<br />
vermeiden. Diese „goldene Kombination“<br />
hat alle gängigen Barrieretests<br />
bestanden. Ein zusätzlicher<br />
Vorteil ist, dass alle erforderlichen<br />
Prozessschritte mit Dünnschicht-<br />
Herstellungstechniken kompatibel<br />
sind, so dass der Prozess für eine<br />
kostengünstige Großserienfertigung<br />
skalierbar ist.<br />
Bild 2 zeigt links einen schematischen<br />
Querschnitt des verkapselten<br />
Chips. Die abwechselnden<br />
Polyimidfilme und ALD-Schichten<br />
wurden in verschiedenen Stufen<br />
geätzt, jeweils mit einem angepassten<br />
Maskierungslayout, was zu<br />
einem Stufenprofil führte. Dadurch<br />
wurde sichergestellt, dass die Seitenwände<br />
der Vias immer mit einer<br />
bidirektionalen Diffusionsbarriere<br />
bedeckt sind. (Rechts) Rasterelektronenmikroskopische<br />
(SEM)<br />
Aufnahme eines Vias in Richtung<br />
einer Aufnahmeelektrode, die das<br />
Stufenprofil zeigt.<br />
Den Regelkreis schließen<br />
Die meisten Implantate sind immer<br />
noch Feed-Forward: Man schaltet<br />
das Gerät ein/aus, die Stimulation<br />
startet/stoppt. Der Arzt kann die<br />
Bild 3: Layout des Chips links und rechts ein Diagramm mit einem System, das nur Ereignissignaturen überträgt.<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
39
Aus Forschung und Technik<br />
Bild 4: Visualisierung der Haptik in der Luft<br />
Intensität der Stimulation einstellen,<br />
und das war‘s. Ein Beispiel ist<br />
das Gerät, das imec zusammen<br />
mit seinem Partner Neurogyn entwickelt<br />
hat. Es dient zur Stimulation<br />
des Beckennervs, der durch<br />
den Bereich um die Blase und die<br />
Genitalien verläuft. Die Stimulation<br />
beruhigt eine überaktive Blase bei<br />
Patienten mit Reizblase, hilft aber<br />
auch bei Erkrankungen wie Inkontinenz<br />
und bestimmten sexuellen<br />
Störungen. Der daraus resultierende<br />
Prototyp befindet sich derzeit in der<br />
präklinischen Phase der Medizinproduktentwicklung.<br />
Die Zukunft<br />
liegt jedoch in einem geschlossenen<br />
Regelkreis, in dem die Stimulation<br />
auf der Grundlage gemessener<br />
Parameter erfolgt. Das ist die<br />
Idee hinter einem neuen Projekt für<br />
Horizon Europe, bei dem imec und<br />
das Konsortium, dem es angehört,<br />
seit kurzem an einem Implantat für<br />
den Handstumpf eines Amputierten<br />
arbeiten, das den Armnerv ausliest<br />
und stimuliert, um eine künstliche<br />
Hand zu bewegen. Für ein solches<br />
Design wird imec seine Expertise<br />
in der Signalerfassung, -verarbeitung<br />
und -stimulation sowie seine<br />
Erfahrung mit Miniaturdesigns mit<br />
geringem Stromverbrauch und Edge<br />
Computing nutzen.<br />
Das Nervenimplantat<br />
Um den richtigen Nerv zu treffen,<br />
müssen die Geräte sehr nahe<br />
an der Oberfläche platziert werden,<br />
zum Beispiel als Manschette oder<br />
im Inneren des Nervs. Diese räumlichen<br />
Beschränkungen begrenzen<br />
wiederum das Volumen und die<br />
Energie des Geräts. Das Nervenimplantat<br />
hat idealerweise ein millimetergroßes<br />
Volumen und - da es<br />
keinen Platz für eine Batterie gibt -<br />
sollte das elektronische System nur<br />
wenig Energie verbrauchen (deutlich<br />
unter 100 µW), um eine drahtlose<br />
Energieübertragung zu ermöglichen.<br />
Andererseits sind Nervensignale<br />
(sogenannte Spikes oder<br />
Aktionspotentiale) typischerweise<br />
kurze, aber sehr schnelle Ereignisse<br />
(Millisekunden), so dass eine<br />
hohe zeitliche Auflösung des Aufzeichnungssystems<br />
unerlässlich ist.<br />
Würden diese Signale mit herkömmlichen<br />
hohen Abtastraten abgetastet,<br />
gäbe es eine hohe Signalredundanz<br />
und damit eine schlechte<br />
Systemeffizienz.<br />
Ereignisgesteuerter Chip<br />
Der Gesamtenergieverbrauch der<br />
Informationsverarbeitung und des<br />
Transports kann erheblich reduziert<br />
werden, wenn nur die Änderungen<br />
(d. h. das Delta) der Signale verarbeitet<br />
werden.<br />
Ein Team des imec in den Niederlanden<br />
hat diese Idee kürzlich in<br />
einen Chip umgesetzt, der - anstatt<br />
kontinuierlich Signale zu verarbeiten<br />
- nur dann aktiv ist, wenn ein<br />
Ereignis eintritt, d. h. Anstiegs- und<br />
Absenkungsphasen von Aktionspotenzialen,<br />
und so zeitliche Signaturen<br />
erzeugt.<br />
Stellen Sie sich vor, dass die<br />
übertragenen zeitlichen Signaturen<br />
dann dekodiert und in den Implantatstimulator<br />
zurückgespeist werden<br />
könnten, um eine geschlossene<br />
Echtzeit-Neuromodulation durchzuführen.<br />
Dies würde die Steuerungslatenz<br />
und die Datenrate erheblich<br />
reduzieren und damit die Anforderungen<br />
an die drahtlose Kommunikation<br />
sowie den Stromverbrauch<br />
senken.<br />
Bild 3 zeigt links das Layout des<br />
Chips und rechts ein Diagramm<br />
mit einem System, das die Daten<br />
um das Hundertfache komprimiert,<br />
indem es nur Ereignissignaturen<br />
überträgt. Das resultierende System<br />
umfasst einen Analog-Spike-<br />
Wandler, der die Ereignisse meldet<br />
(„Delta-Kodierung“), wenn sie<br />
einen Schwellenwert überschreiten,<br />
ein neuronales Netzwerk oder<br />
eine KI für lokale Berechnungen<br />
und einen pulsierenden Sender, der<br />
für die ereignisgesteuerte Übertragung<br />
mit niedriger Energie zugeschnitten<br />
ist.<br />
Energieversorgung<br />
des Implantats<br />
Mit der zunehmenden Komplexität<br />
der Implantate ist eine effiziente<br />
Energieversorgung wichtiger denn<br />
je. Die Wahl der Energiequelle hängt<br />
vom Benutzerszenario ab und ist oft<br />
eine Abwägung zwischen der Häufigkeit,<br />
mit der der Benutzer das<br />
Implantat benötigt, dem Energieverbrauch<br />
und der Lebensbedrohlichkeit<br />
der Erkrankung, die es lindert.<br />
Die künstliche Hand aus dem<br />
oben erwähnten EU-Projekt kann<br />
zum Beispiel im Schlaf abgenommen<br />
und auf dem Nachttisch aufgeladen<br />
werden. In diesem Fall ist<br />
keine Batterie oder eine sehr kleine<br />
implantierbare Batterie ausreichend.<br />
Am anderen Ende des Spektrums<br />
stehen Implantate, die kontinuierlich<br />
stimulieren, wie z. B. der Neurogyn-Stimulator<br />
für eine überaktive<br />
Blase. Diese benötigen größere<br />
Batterien, die entweder wiederaufladbar<br />
oder durch eine Operation<br />
austauschbar sind.<br />
In letzter Zeit hat Ultraschall im<br />
PNS-Bereich großes Interesse an<br />
der Stromversorgung von Implantaten<br />
geweckt. Ultraschall ist für<br />
biomedizinische Anwendungen<br />
interessant, weil sich die Wellen<br />
mit geringer Streuung durch das<br />
Gewebe ausbreiten. Darüber hinaus<br />
können diese Wellen mit Beamforming-Techniken<br />
stark fokussiert<br />
werden. Durch Manipulation<br />
von Phase und Amplitude der einzelnen<br />
Schallköpfe in einem Array<br />
kann der resultierende Ultraschallstrahl<br />
elektronisch gesteuert werden,<br />
ohne dass der Schallkopf physisch<br />
bewegt werden muss. Dadurch kann<br />
der Strahl auf ein bestimmtes Ziel<br />
im Körper gerichtet werden. Diese<br />
Vorteile machen den Ultraschall zu<br />
einer überzeugenden Alternative zur<br />
induktiven Energieversorgung, bei<br />
der die Quelle und das Implantat<br />
nahe beieinander liegen und stabil<br />
ausgerichtet sein müssen.<br />
Ultraschall zur Stimulation<br />
Ultraschall wird nicht nur für die<br />
Stromversorgung, sondern auch für<br />
therapeutische Zwecke in Betracht<br />
gezogen. Obwohl Elektrizität immer<br />
noch die primäre Modalität für die<br />
Interaktion mit dem PNS ist, findet<br />
Ultraschall zunehmend Beachtung<br />
für die Nervenstimulation. Er<br />
ist weniger invasiv, und die Möglichkeit,<br />
die Ultraschallenergie auf<br />
einen Brennpunkt zu richten, kann<br />
eine präzisere Stimulation als die<br />
elektrische Stimulation ermöglichen.<br />
Die Idee basiert auf dem Konzept<br />
der Mid-Air-Haptik, bei der Ultraschalldruckwellen<br />
mit aufmodulierten<br />
Frequenzen unter 500 Hz<br />
ein Gefühl der Berührung in der<br />
Luft hervorrufen. Das Imec untersucht,<br />
wie dieses Prinzip zur Stimulation<br />
von Nerven wie dem Vagusnerv<br />
genutzt werden kann.<br />
Bild 4 zeigt die Visualisierung der<br />
Haptik in der Luft. Ultraschalldruckwellen<br />
können ein Gefühl der Berührung<br />
hervorrufen. Diese Technologie<br />
könnte zur Modulation von Nerven<br />
eingesetzt werden.<br />
Literaturhinweise<br />
• Neuere PNS-Projekte: (Neurogyn)<br />
https://www.imec-int.com/<br />
en/press/imec-and-neurogynag-collaborate-advanced-neurostimulation-device-pelvic-nervedisorders<br />
(NerveRepack) https://<br />
www.ablehumanmotion.com/project-nerverepack-funded-by-kdtju-horizon-europe/<br />
• Der vollständige Aufsatz über<br />
Implantathausung: Rik Verplancke<br />
et al 2020 J. Micromech.<br />
Microeng. 30 015010, doi:<br />
10.1088/1361-6439/ab5df2<br />
• Der Aufsatz über Datenkomnpression:<br />
Y. He et al., „An Implantable<br />
Neuromorphic Sensing System<br />
Featuring Near-Sensor Computation<br />
and Send-on-Delta Transmission<br />
for Wireless Neural Sensing<br />
of Peripheral Nerves,“ in<br />
IEEE Journal of Solid-State Circuits,<br />
vol. 57, no. 10, pp. 3058-<br />
3070, Oct. 2022, doi: 10.1109/<br />
JSSC.2022.3193846. ◄<br />
40 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Dienstleistung<br />
Outsourcing-Strategie<br />
Auf lange Sicht agieren<br />
Fertigung © Plexus<br />
© Rosemarie Sargeant<br />
Autorin:<br />
Rosemarie Sargeant<br />
Business Development Director<br />
Plexus<br />
www.plexus.com/de-de/<br />
Die MedTech-Branche steht auf<br />
der Innovationsbremse und vor<br />
einem Compliance-Berg. Momentan<br />
heißt es für viele Hersteller, den<br />
Gürtel enger zu schnallen, ohne<br />
an Wettbewerbsfähigkeit zu verlieren.<br />
Das Outsourcing gilt dabei<br />
als bewährte Strategie – allerdings<br />
nur wenn sie holistisch und langfristig<br />
angegangen wird.<br />
Der Umsatz steigt, doch die<br />
Ertragslage sinkt. Nach Einschätzung<br />
von Spectaris [1] endet das<br />
Jahr 2023 für deutsche Medizintechnikhersteller<br />
wohl nur mit einem<br />
schwachen realen Umsatzwachstum.<br />
Schuld sind die hohen Kosten,<br />
die in allen Bereichen steigen und<br />
insbesondere kleine und mittelständische<br />
Unternehmen (KMU)<br />
in Bedrängnis bringen.<br />
Eine Frage der Kosten<br />
Kosteneffizienz ist das Gebot der<br />
Stunde. Die Aussicht, mit Hilfe eines<br />
Partners zu niedrigsten Gesamtbetriebskosten<br />
(Lowest-Total-Costof-Ownership)<br />
zu fertigen, ist ein<br />
äußerst schlagkräftiges Argument<br />
dafür, Bereiche auszulagern. Zumal<br />
Hersteller mit der richtigen Outsourcing-Partner<br />
von höherer Flexibilität<br />
und Skalierbarkeit hinsichtlich Ressourcen,<br />
Fertigungskapazitäten und<br />
Fachkräfte profitieren.<br />
Angst vor Kontrollverlust<br />
Die Argumente, die gegen das<br />
Outsourcing sprechen, lassen sich<br />
meist auf einen Punkt zusammenfassen:<br />
Die Angst vor Kontrollverlust.<br />
Deutsche Medizintechnikhersteller<br />
– insbesondere im Mittelstand<br />
– schauen auf eine lange<br />
Tradition zurück, bei der sie die<br />
Realisierung von Medizinprodukten<br />
in-house abwickeln. Doch angesichts<br />
der anhaltenden Rezession<br />
sowie des steigenden Kostendrucks<br />
bewegen sich immer mehr<br />
Unternehmen auf einen Punkt zu,<br />
der einen Strategiewechsel erfordert.<br />
Und damit bei vielen einen<br />
monumentalen Wechsel in der<br />
Unternehmensaufstellung und im<br />
Selbstverständnis.<br />
Fünf Bonus-Argumente<br />
für das Outsourcing<br />
Was eine solche einschneidende<br />
Kursänderung eventuell erleichtert,<br />
ist der Blick über den Kosten-Tellerrand<br />
hinaus. Einsparungen sind ein<br />
wichtiger, aber längst nicht der einzige<br />
Grund für smartes Outsourcing.<br />
Eine Momentaufnahme des Kosten-<br />
Nutzen-Verhältnis greift im komplexen<br />
und stark regulierten MedTech-<br />
Markt viel zu kurz. Es geht nicht<br />
mehr nur um die „Jetzt“-Kosten der<br />
Fertigung. Vielmehr heißt es, indirekte<br />
und unnötige Kosten sowie<br />
Risiken und Potentiale entlang des<br />
gesamten Produktlebenszyklus im<br />
Auge zu behalten.<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
41
Dienstleistung<br />
1. Extra-Ressource<br />
für Compliance<br />
In Sachen Compliance und Qualitätskontrolle<br />
hat die Medizintechnik<br />
von jeher einige Extra-Hürden<br />
zu bewältigen. Wer seine Medizinprodukte<br />
an einen externen Standort<br />
verlagert, muss außerdem „aus<br />
der Ferne“ sicherstellen, dass Standards<br />
erfüllt sind. Qualitätskontrollen<br />
und Testverfahren sowie ein kontinuierlicher<br />
Austausch und eine offene<br />
Kommunikation zwischen den Parteien<br />
sind daher grundlegend. Geht<br />
es um die Einhaltung regulatorischer<br />
Richtlinien, ist darüber hinaus eine<br />
branchenspezifische Compliance-<br />
Erfahrung ein absolutes Muss.<br />
Bild 1: Kostenanstieg bei der Erstellung der Technischen Dokumentation [2]<br />
Medical Device Regulation<br />
Ein Paradebeispiel dafür ist die<br />
MDR. Seit ihrer Einführung bringt sie<br />
viele Hersteller aufgrund der hohen<br />
Kosten- und Bürokratiebelastungen<br />
an ihre Grenzen. Nach einer Studie<br />
von Spectaris [2] beeinträchtigt die<br />
Verordnung die Innovationstätigkeit<br />
von drei Viertel der Unternehmen.<br />
Vor allem der Aufwand technische<br />
Dokumentationen anzupassen,<br />
ist enorm und treibt die Kosten im<br />
Durchschnitt um 111 % nach oben<br />
(Bild 1). EMS-Dienstleister können<br />
die Zertifizierung zwar nicht<br />
gänzlich übernehmen. Sie nehmen<br />
aber gerade was die Überprüfung<br />
auf Compliance-Lücken und die<br />
Dokumentation angeht, viel Vorarbeit<br />
ab. Sind technische Änderungen<br />
bei einer Neuklassifizierung<br />
nötig, verfügen sie zudem über die<br />
nötige Engineering-Expertise, um<br />
diese kosteneffizient und fristgerecht<br />
umzusetzen.<br />
2. Experte für Supply Chain<br />
Neben der Compliance gilt zudem<br />
die Supply Chain als Sorgenkind –<br />
und das nicht erst seit der Corona-<br />
Pandemie. Lieferketten sind immer<br />
anfällig. Hersteller müssen Störungen<br />
und Herausforderungen<br />
frühzeitig erkennen und entschärfen.<br />
Das gilt vor allem für medizinische<br />
Geräte, die längere Entwicklungszyklen<br />
haben. Das Risikomanagement<br />
ist jedoch keine Aufgabe, die<br />
nur im Alleingang zu stemmen ist.<br />
EMS-Dienstleister managen<br />
Lieferketten für diverse Kunden<br />
und verfügen so über ein ausgedehntes,<br />
branchenübergreifendes<br />
Netzwerk an Lieferanten. Damit<br />
sind sie grundsätzlich besser in der<br />
Lage, bei Engpässen und Preisexplosionen<br />
flexibel zu agieren, Alternativen<br />
für Bauteile zu untersuchen<br />
Bild 2: Entscheidend für die Supply Chain: ein gutes Netzwerk © Plexus<br />
42 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Dienstleistung<br />
Bild 3: Auf dem Tiefstand: Das Innovationsklima im letzten Jahr [3]<br />
oder auf andere Zulieferer auszuweichen<br />
(Bild 2). Darüber hinaus können<br />
sie auch hier den wachsenden<br />
regulatorischen Aufgaben-Katalog<br />
für Hersteller managen. Angefangen<br />
vom Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz<br />
(LkSG) bis hin zum Supply<br />
Chain Law der EU, das noch in diesem<br />
Jahr in Kraft treten soll.<br />
3. Innovationstreiber<br />
In der Medizintechnikbranche<br />
entscheiden nicht nur die Kosten<br />
über die Wettbewerbsfähigkeit am<br />
Markt. Langfristig ist es vor allem<br />
die Innovationskraft, die MedTech-<br />
Hersteller auszeichnet und erfolgreich<br />
macht. Doch damit steht es laut<br />
des BVMed-Index in Deutschland<br />
[3] nicht besonders gut (Bild 3). Auf<br />
einer Skala von 0 (sehr schlecht) bis<br />
10 (sehr gut) bewerten die Unternehmen<br />
das Innovationsklima im<br />
Durchschnitt nur noch mit 3,5. Viele<br />
Hersteller haben schlichtweg keine<br />
Ressourcen, um sich auf ihre Kernkompetenzen<br />
wie Entwicklung und<br />
Forschung zu kümmern.<br />
Wer einen Partner an Bord holt,<br />
verschafft sich nicht nur eine Atempause.<br />
Er bringt darüber hinaus frisches<br />
Know-how mit ins Spiel. Die<br />
spezifische Compliance-Expertise<br />
kann zum Beispiel helfen, die<br />
Inmarktbringung eines Medizinprodukts<br />
in einer neuen Region zu<br />
beschleunigen. Oder das erfahrene<br />
Team aus KI- und Software-<br />
Experten sorgt dafür, dass bestehende<br />
Medizinprodukte zukunftsfähig<br />
sind. Solche Fähigkeiten und<br />
Ressourcen intern aufzubauen, ist<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
für viele Hersteller nicht möglich.<br />
EMS-Partner bieten echte und dauerhafte<br />
Entlastung, damit Hersteller<br />
sich wieder auf ihre Kernaufgaben<br />
fokussieren können.<br />
4. Mitstreiter<br />
für mehr Sicherheit<br />
Wer Fertigung und/oder Entwicklung<br />
außer Haus gibt, gibt in<br />
gewisser Weise das interne Knowhow<br />
an Dritte ab. Aspekte rund um<br />
Datenschutz, Cybersecurity und<br />
Schutz des geistigen Eigentums<br />
rücken damit deutlich stärker in<br />
den Vordergrund. Das hat wenig mit<br />
unbegründeten Ängsten als mit dem<br />
realen Schaden zu tun, der durch<br />
Versäumnisse entstehen kann. Eine<br />
Cyberattacke kann hohe indirekte<br />
Kosten verursachen, Datenleaks<br />
werden von gesetzlicher Seite abgestraft<br />
(Sichtwort: DSGVO) und Produkte<br />
auf dem Schwarzmarkt untergraben<br />
langfristig den Ruf und die<br />
Wettbewerbsfähigkeit einer Marke.<br />
Nach einer Bitkom-Umfrage entstehen<br />
in deutschen Unternehmen<br />
durch Datendiebstahl, Spionage<br />
und Sabotage pro Jahr 206 Mrd.<br />
Euro Schaden.<br />
Deshalb auf Outsourcing zu verzichten,<br />
ist jedoch keine Lösung.<br />
Zumal kein Unternehmen vor Cyberattacken<br />
gefeit ist – egal ob im<br />
Inland oder im Ausland. Bei der<br />
Zusammenarbeit mit einem Partner<br />
gilt es vielmehr, klare Rahmenbedingungen<br />
und transparente Prozesse<br />
zu etablieren. Die Sicherheitsmaßnahmen<br />
sollten ein breites Spektrum<br />
abdecken. Das kann bereits<br />
die Umstellung auf ein papierloses<br />
Arbeiten sein, um Zugriff auf IP-sensible<br />
Daten besser zu kontrollieren<br />
und Zugriffsbeschränkungen für<br />
bestimmte Abteilungen, Teams und<br />
geographische Regionen zu definieren.<br />
Zum Standard gehören außerdem<br />
Cybersicherheits-Frameworks<br />
(z. B. ISO 27001, COBIT, CES, NIST<br />
CSF, BSI Technical Guidelines).<br />
5. Partner für Nachhaltigkeit<br />
Das Thema Nachhaltigkeit hat<br />
sich in den letzten Jahren von einem<br />
„Nice-to-Have“ zu einem zentralen<br />
Erfolgsfaktor herauskristallisiert, um<br />
für Kunden wie Arbeitnehmer gleichermaßen<br />
attraktiv zu bleiben.<br />
Außerdem gilt es wieder gesetzliche<br />
Richtlinien umzusetzen. Initiativen,<br />
um die Umweltbelastung<br />
eines Medizinprodukts zu reduzieren,<br />
erstrecken sich über den<br />
gesamten Produktlebenszyklus –<br />
und bieten damit vielfache Möglichkeiten,<br />
entsprechende Aufgaben an<br />
einen externen Partner auszulagern.<br />
CO 2 -Fußabdruck<br />
Die Fertigung in modernen, sauberen<br />
und hochautomatisierten Anlagen<br />
von Auftragsfertigern ist eine der<br />
offensichtlichsten Möglichkeiten, um<br />
den CO 2 -Fußabdruck zu reduzieren.<br />
Doch auch das Design birgt Nachhaltigkeitspotentiale,<br />
unter anderem<br />
durch hohe Energieeffizienz, lange<br />
Lebensdauer, recycelbare Materialien<br />
und weniger Verpackung. Im<br />
Rahmen von Sustaining Services<br />
bieten immer mehr EMS-Experten<br />
entsprechende Dienstleistungen an.<br />
An Bedeutung gewinnt so zum Beispiel<br />
Lifecycle Assessment (LCA):<br />
Die Analyse liefert Herstellern wichtige<br />
Basisdaten zu den Produktemissionen<br />
und damit quantitative<br />
Kennzahlen für das ESG-Reporting.<br />
Zusammenfassung<br />
Die Liste zeigt: Die Herausforderungen<br />
in der Medizintechnik<br />
sind im Alleingang nicht mehr zu<br />
stemmen. Viele EMS-Dienstleister<br />
haben ihre Services rund um<br />
Entwicklung, Supply Chain, Compliance<br />
und Nachhaltigkeit ausgebaut.<br />
Es lohnt sich also, das Outsourcing<br />
als Strategie für alle Phasen<br />
des Produktlebenszyklus neu<br />
zu denken. Unternehmen gewinnen<br />
damit nicht mehr nur einen „Lohnfertiger“,<br />
sondern einen echten Partner,<br />
der auch in Krisenzeiten echten<br />
Mehrwert garantiert.<br />
Wer schreibt:<br />
Rosemarie Sargeant ist seit 2013<br />
bei Plexus und unterstützt Kunden<br />
im Bereich Medizin- und Industrietechnik,<br />
innovative Produkte zu realisieren.<br />
Als Business Development<br />
Director ist sie verantwortlich für den<br />
Ausbau von Großkunden sowie die<br />
Neukundenakquise. Erfahrungen<br />
in der EMS-Branche sammelte sie<br />
u. a. beim französischen Elektronik-Hersteller<br />
Asteel Flash. Zuvor<br />
leitete sie den Bereich Marketing<br />
bei EN Electronic Network.<br />
Referenzen<br />
[1] Spectaris: https://www.spectaris.<br />
de/verband/aktuelles/detail/deutsche-medizintechnikindustrie-iminland-zunehmend-unter-druck/<br />
[2] Aktuelle Bilanz der Hersteller von<br />
Medizinprodukten zu den Auswirkungen<br />
der EU-Medizinprodukteverordnung<br />
(MDR) 2023<br />
von DIHK, MedicalMountains<br />
und SPECTARIS<br />
[3] BVMed: https://www.bvmed.de/<br />
de/bvmed/presse/pressemeldungen/herbstumfrage-2023-medizintechnik-standort-deutschland-unter-druck-bvmed-fordertmedtech-strategie-2030<br />
[4] Bitkom: https://www.bitkom.<br />
org/Presse/Presseinformation/Organisierte-Kriminalitaetgreift-verstaerkt-deutsche-Wirtschaft-an<br />
◄<br />
43
Dienstleistung<br />
Partnerschaft und Beratung bei der<br />
Industrialisierung von Drug-Delivery-Devices<br />
Effiziente Proof-of-Concepts und Mustererstellung für den Erfolg<br />
• Die Anforderungen an Funktionalität,<br />
bzw. Anforderungen von Markt<br />
und Kunden (Anwender) an das<br />
Produkt. Diese stehen selbstverständlich<br />
an höchster Stelle. Alle<br />
Überlegungen hinsichtlich einer<br />
gut funktionierenden Herstellung<br />
und Montage sind obsolet, wenn<br />
das Produkt nicht die Anforderungen<br />
des Marktes und der behördlichen<br />
Vorgaben für eine Zulassung<br />
erfüllt.<br />
Automatisierungsmöglichkeiten für unterschiedlichste Verbrauchsgüter der Life Science Branche<br />
Bilder © Strama-MPS<br />
Strama-MPS Maschinenbau<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.strama-mps.de<br />
Die rasante Entwicklung der<br />
pharmazeutischen Industrie erfordert<br />
innovative und effiziente Drug-<br />
Delivery-Devices, um die Anforderungen<br />
von Patienten und dem<br />
Gesundheitswesen zu erfüllen.<br />
Diese spezialisierten Geräte spielen<br />
eine entscheidende Rolle bei<br />
der Verabreichung von Arzneimitteln<br />
an Patienten, da sie die Wirksamkeit,<br />
Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit<br />
der Therapie maßgeblich<br />
beeinflussen. Angesichts<br />
des zunehmenden Wettbewerbs<br />
und der regulatorischen Anforderungen<br />
ist die Industrialisierung von<br />
Drug-Delivery-Devices zu einem entscheidenden<br />
Faktor für den Erfolg<br />
auf dem Markt geworden. In diesem<br />
Artikel werden wir die Bedeutung<br />
einer frühzeitigen Partnerschaft<br />
und Beratung hervorheben,<br />
insbesondere unter Berücksichtigung<br />
von „Design for Automation“<br />
und „Design for Manufacturing“. Ein<br />
engagierter Partner, der die Möglichkeit<br />
hat, schnell Proof-of-Concepts<br />
durchzuführen und Muster zu erstellen,<br />
kann hierbei eine maßgebliche<br />
Rolle spielen.<br />
Herausforderungen<br />
bei der Industrialisierung<br />
Die Entwicklung von Drug-Delivery-Devices<br />
ist eine komplexe Aufgabe,<br />
die spezialisiertes Fachwissen<br />
erfordert. Es umfasst nicht nur<br />
die Gestaltung des Geräts selbst,<br />
sondern auch die Berücksichtigung<br />
technischer Machbarkeit,<br />
Taktzeiten, Gestaltung von Spritzguss-<br />
und Montagewerkzeugen und<br />
Kostenaspekte. Hierbei gibt es drei<br />
häufig konträre Sichtweisen auf die<br />
Gestaltung, die es gilt, unter einen<br />
Hut zu bringen:<br />
• Die Anforderungen an das Spritzgusswerkzeug.<br />
So können Anforderungen<br />
an die Toleranzen der<br />
Bauteile aus Sicht des Spritzgussprozesses,<br />
der späteren<br />
Montage und insbesondere der<br />
Funktionalität der Bauteile durchaus<br />
konträr sein. Zumal können<br />
Schieber und Kerne auf Grund<br />
von Hinterschnitten oder Freisparungen<br />
das Spritzgusswerkzeug<br />
teurer machen und die ohnehin<br />
schon langen Beschaffungszeiten<br />
von Werkzeugen weiter<br />
verlängern.<br />
• Die Anforderungen an die Montage.<br />
Hier kommen auf einmal<br />
neben Fügetoleranzen noch<br />
Positionierungstoleranzen mit<br />
ins Spiel oder die Ausgestaltung<br />
von Fasen und Fügehilfen oder<br />
Flächen und Formen zum Greifen,<br />
Gegenkraft beim Fügen, …<br />
DfA- und DfM-Studien<br />
Je früher dieses Spannungsverhältnis<br />
untersucht wird und gelöst<br />
wird, umso schneller können Muster<br />
für PoC Studies oder klinische Studien<br />
erstellt werden. Um alle Interessen<br />
dabei zu vereinen bieten<br />
sich frühzeitig sogenannte DfA<br />
(Design for Automation oder Design<br />
for Assembly) oder DfM (Design for<br />
Manufacturing) Studien mit allen<br />
Interessensgruppen an, wobei die<br />
Begrifflichkeiten keine genormten<br />
Bezeichnungen sind.<br />
Jedes Unternehmen definiert<br />
diese für sich leicht unterschiedlich.<br />
Unabhängig welche Gesichtspunkte<br />
man zu welchem Bereich zählt, es<br />
geht letztendlich darum, sich frühzeitig<br />
damit auseinanderzusetzen,<br />
wie man ein marktfähiges Device<br />
44 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Dienstleistung<br />
Von der ersten Idee der Automatisierung über Vorversuche und Vorserien-Vorrichtungen bis hin zur produktionsbereiten Vollautomation<br />
später in ausreichender Stückzahl<br />
mit möglichst einfachen Prozessen<br />
und somit geringen Stück kosten herstellen<br />
kann.<br />
Prüfmerkmale und Kriterien<br />
Aber nicht nur funktionale und<br />
fertigungstechnische Aspekte können<br />
hierbei betrachtet werden. Vor<br />
dem Hintergrund des risikobasierten<br />
Ansatzes der GMP-Richtlinien<br />
können bereits Prüfmerkmale und<br />
Kriterien festgelegt werden. Wer<br />
kennt nicht die Fragen, die häufig<br />
erst beim Bau einer Maschine zur<br />
Serienfertigung auftauchen: Wie<br />
definiert sich ein korrekter Fügeprozess?<br />
Was ist eine gute Oberfläche?<br />
Wann ist das Produkt „beschädigt“?<br />
Wenn diese Fragen bereits<br />
in den ersten Konzeptstudien nicht<br />
nur besprochen, sondern auch getestet<br />
sind und idealerweise bereits<br />
mit Hilfe von PoCs (Proof of Concept)<br />
spezifiziert und vorab qualifiziert<br />
werden können, ist schon<br />
viel Vorarbeit geleistet für einen<br />
reibungslosen Aufbau einer Serienfertigung.<br />
Dies beginnt bereits<br />
bei der Zeichnungserstellung für<br />
das Spritzguss teil und somit bei<br />
der Herstellung des Spritgusswerkzeuges<br />
für die ersten Prototypen.<br />
Der Mehrwert einer<br />
frühzeitigen Partnerschaft<br />
Die Industrialisierung von Drug-<br />
Delivery-Devices erfordert ein multidisziplinäres<br />
Team, das das Fachwissen<br />
in den Bereichen Spritzguss,<br />
Automatisierung, Fertigung<br />
und Montage vereint. Dass dieses<br />
Wissen bei vielen Herstellern im<br />
Haus ist, ist unstrittig. Häufig gibt<br />
es dort Kollegen mit einem langjährigen<br />
Erfahrungsschatz in den<br />
Bereichen. Manchmal lohnt sich<br />
aber auch ein Blick über den Tellerrand<br />
hinaus. Externe Partner<br />
kennen durch die Zusammenarbeit<br />
mit mehreren Medizintechnik-<br />
Herstellern oft sehr unterschiedliche<br />
Ansätze und können sicherlich<br />
das ein oder andere Mal neue<br />
Perspektiven und zusätzliche Erfahrungen<br />
und Ideen mitbringen. Die<br />
Entwicklung neuer Produkte und die<br />
Serienfertigung von Bestandsprodukten<br />
läuft bei den meisten Unternehmen<br />
gleichzeitig. Wer kennt das<br />
nicht, dass somit die Fachleute für<br />
Spritzgießen, Fertigung, Montage<br />
oder Prozesse im laufenden Betrieb<br />
eingebunden sind und sich nicht<br />
die Zeit nehmen können, die ein<br />
neues Produkt für dessen Entwicklung<br />
eigentlich bräuchte. In solchen<br />
Fällen kann die frühzeitige Einbindung<br />
eines externen Partners von<br />
großem Wert sein.<br />
Designfehler<br />
frühzeitig erkennen<br />
Ein Partner mit Erfahrung in der<br />
Spritzguss-, Montage und Automatisierungstechnik<br />
kann von Anfang<br />
an der Gestaltung des Medizinproduktes<br />
mitwirken. Dies ermöglicht,<br />
Designfehler frühzeitig zu identifizieren<br />
und zu beheben. Die Zusammenarbeit<br />
ermöglicht es den Medizinprodukte-Herstellern<br />
auch, neue<br />
Technologien und bewährte Verfahren<br />
zu nutzen, um ein optimales<br />
Design zu gewährleisten. Gleichzeitig<br />
schafft es Freiräume, sich um die<br />
Dinge zu kümmern, die man selbst<br />
leisten kann, nämlich um die Funktionalität,<br />
Marktakzeptanz und regulatorische<br />
Anforderungen des Produktes.<br />
Die neue MDR bindet bei<br />
fast allen Unternehmen auf diesen<br />
Markt derzeit mehr als genug Kapazitäten.<br />
Die somit frei gewordenen<br />
Kapazitäten können entscheidend<br />
sein, um die Zulassung beispielsweise<br />
eines Drug-Delivery-Devices<br />
durch die zuständigen Behörden zu<br />
erleichtern und Verzögerungen zu<br />
vermeiden.<br />
Generiertes Wissen<br />
Wenn dann das gegenseitige<br />
Vertrauen in der Entwicklungs- und<br />
PoC-Phase so weit gereift ist, dass<br />
man beschließt, gemeinsam den<br />
Weg weiterzugehen zur Serienfertigung,<br />
kann das gemeinsam generierte<br />
Wissen sehr schnell gewinnbringend<br />
eingesetzt werden: Das<br />
Verhalten beim Spritzgießen ist<br />
bereits bekannt, die notwendige<br />
Genauigkeiten beim Fügen stehen<br />
fest, Prüfpläne für spätere IQ und<br />
OQ-Tests sind bereits geschrieben.<br />
Fazit<br />
Letztendlich zeigt sich, dass die<br />
Entscheidung, sich von Anfang an<br />
von einem Partner beraten zu lassen,<br />
der sich mit Design for Automation,<br />
Design for Manufacturing<br />
und Design for Assembly auskennt,<br />
für den Erfolg der Industrialisierung<br />
von Drug-Delivery-Devices von<br />
großer Bedeutung ist. Es ist eine<br />
Investition, die sich langfristig auszahlt<br />
und den Medizintechnik Herstellern<br />
hilft, innovative und hochwertige<br />
Lösungen für die medizinische<br />
Versorgung der Patienten<br />
zu entwickeln. ◄<br />
Testaufbau Festlegung der Fügerichtung: Teil A in Teil B oder Teil B in Teil A<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
45
Dienstleistung<br />
3D-Druck-Dienstleistungen im Wandel der Zeit<br />
mere, Silikone, Photopolymere und<br />
viele mehr. Wird etwa eine besonders<br />
hohe Flexibilität, Haltbarkeit<br />
und Zerreiß- und Abriebfestigkeit<br />
gewünscht, so kann beispielsweise<br />
mit TPU gearbeitet werden.<br />
Besonders wichtig für die Herstellung<br />
von individuellen Implantaten<br />
hingegen ist das DMLS-Verfahren,<br />
durch das sich Metalle wie Titan,<br />
aber auch Aluminium, Edelstahl,<br />
Kupfer, Kobalt-Chrom und andere<br />
Metalle für die additive Fertigung<br />
verarbeiten lassen.<br />
Vergleichsweise kurz beeinflusst<br />
sie die Geschichte der Medizintechnik<br />
– und dennoch ist sie nicht mehr<br />
aus dem Alltag vieler Entwickler<br />
wegzudenken: die additive Fertigung.<br />
Aber welche Entwick lungen<br />
hat der 3D-Druck hinter sich? –<br />
und noch viel wichtiger: Wieso ist<br />
die additive Fertigung heutzutage<br />
so entscheidend?<br />
Seit den ersten Hypes um den<br />
3D-Druck ab der Jahrtausendwende<br />
flaute die Diskussion um die additive<br />
Fertigung nie ab. Die Folge daraus?<br />
Einerseits überhöhte Erwartungen,<br />
falsche Hoffnungen und<br />
ein verzerrtes Bild über die Technologie,<br />
die vieles aber nicht alles<br />
möglich macht, andererseits das<br />
bekannte Bild in der breiten Öffentlichkeit,<br />
dass vor allem von Heim-<br />
3D- Druckern geprägt ist und die<br />
Technologie eher mit selbst gedruckten<br />
Trillerpfeifen als mit künstlichen<br />
Hüftgelenken oder Hochleistungsbatterien<br />
in Verbindung bringt.<br />
Autor:<br />
Andrea Landoni,<br />
Product Manager 3D-Druck,<br />
EMEA<br />
Proto Labs Germany GmbH<br />
www.protolabs.de<br />
Professionelle<br />
3D-Drucksysteme<br />
Klar ist: Professionelle 3D-Drucksysteme<br />
kommen fast ausschließlich<br />
im gewerblichen Bereich zum<br />
Einsatz. Die Anforderungen an die<br />
Druckgeschwindigkeit und die Druckgenauigkeit<br />
entsprechen im gewerblichen<br />
Bereich denen, die man auch<br />
an herkömmliche Fertigungsverfahren<br />
setzen würde. Genau deshalb<br />
heben sich hier eingesetzte<br />
Drucker und Technologien deutlich<br />
von denen für den Heimgebrauch ab<br />
– und das nicht nur hinsichtlich der<br />
Qualität, sondern auch mit Blick auf<br />
Geschwindigkeit, Druckmaterial und<br />
Einsatzgebiete. Grund genug also,<br />
einen genauen Blick auf die Entwicklungen<br />
der vergangenen Jahre zu<br />
werfen und zu ergründen, wohin die<br />
Reise der additiven Fertigung vielleicht<br />
in Zukunft führt.<br />
Flexible Materialauswahl<br />
auf Knopfdruck<br />
Wohl kaum jemand macht sich<br />
Gedanken darüber, ob man im Alltag<br />
mit Gegenständen in Berührung<br />
kommt, die aus einem 3D-Drucker<br />
stammen. Das liegt oft daran, dass<br />
man den 3D-Druck immer noch<br />
weitestgehend mit Kunststoffen in<br />
Verbindung bringt. Doch die Liste<br />
der Werkstoffe, die mittels additiver<br />
Fertigung verarbeitet werden<br />
können, ist im Laufe der Zeit immer<br />
länger geworden – von besonders<br />
diffizilen Materialien wie Microfine<br />
Green bis hin zu neuesten Entwicklungen<br />
wie beispielsweise glasfaserverstärkten<br />
Bauteilen. Damit<br />
hat sich auch das Spektrum möglicher<br />
Branchen ausgeweitet, die<br />
auf die additive Fertigung setzen<br />
und zielgerichtet eigene Produktideen<br />
durch die additive Fertigung<br />
verwirklichen können.<br />
Spezialkunststoffe<br />
Zwar bleibt Kunststoff als Werkstoff<br />
immer noch einer der Spitzenreiter,<br />
wenn es um die Produktion<br />
von Bauteilen und Medizinprodukten<br />
mittels additiver Fertigung geht,<br />
jedoch muss hier differenziert werden:<br />
Es handelt sich hierbei nicht<br />
um handelsübliches „Plastik“, sondern<br />
vielmehr um Spezialkunststoffe<br />
– also beispielsweise Elasto-<br />
Passgenaue Bauteile<br />
Für die Medizintechnik bedeutet<br />
diese immense Auswahl vor allem<br />
eines: Statt Trillerpfeifen kommen<br />
aus dem 3D-Drucker passgenaue<br />
Bauteile, die genau dem Zweck entsprechen,<br />
für den sie entwickelt wurden.<br />
Und nachdem die Materialauswahl<br />
durch neue Werkstoffe immer<br />
vielfältiger wird – etwa durch additiv<br />
fertigbare Glasfaser oder neue Verbundstoffe<br />
– ist der 3D-Druck immer<br />
noch eine Zukunfts technologie, die<br />
den Fortschritt in der Medizin technik<br />
garantiert.<br />
Flexibel gleich hochwertig?<br />
3D-Druck steht insbesondere für<br />
Schnelligkeit, Komplexität und Flexibilität<br />
– gleichzeitig gibt es allerdings<br />
oftmals Zweifel, ob die so gefertigten<br />
Bauteile auch durch entsprechende<br />
Qualität überzeugen können. Dieses<br />
Vorurteil – also, dass Bauteile,<br />
die gefräst, gegossen oder gespritzt<br />
werden – schlicht und ergreifend<br />
stabiler sein müssen als gedruckte<br />
Bauteile, hält sich hartnäckig. Recht<br />
einfach entkräftet werden kann dies<br />
allerdings durch einen genaueren<br />
46 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Dienstleistung<br />
Blick auf die jeweiligen Verfahren,<br />
etwa das DMLS-Verfahren. Beim<br />
Metallsintern wird ein leistungsstarker<br />
Laserstrahl eingesetzt, um<br />
feines Metallpulver schichtweise<br />
zu einem soliden Bauteil zu formen.<br />
Nachdem eine Schicht des<br />
Metallpulvers zielgerichtet an den<br />
gewünschten Stellen aufgeschmolzen<br />
wurde, wird durch eine Rakel<br />
eine neue Schicht Pulver aufgetragen<br />
und der Prozess beginnt von<br />
neuem. Nach und nach formt sich<br />
so aus den einzelnen Schichten<br />
ein dreidimensionales Bauteil, dass<br />
durch eine Vielzahl an Schmelzvorgängen<br />
verfestigt wurde.<br />
Solide Strukturen<br />
durch Aufschmelzen<br />
Durch dieses Aufschmelzen entstehen<br />
solide Strukturen, die einem<br />
Gussbauteil oder auch einem aus<br />
einem massiven Metallblock gefrästen<br />
Bauteil in nichts nachstehen –<br />
und ganz im Gegenteil sogar noch<br />
eine Vielzahl zusätzlicher Vorteile,<br />
wie etwa eine gesteigerte Designfreiheit<br />
aufweisen. Während sich etwa<br />
einige Metalle nur sehr schwer fräßen<br />
lassen, ist die Bearbeitung entsprechender<br />
Legierungen durch die<br />
additive Fertigung problemlos möglich.<br />
Auch andere physikalische<br />
Eigenschaften – wie beispielsweise<br />
Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit<br />
oder Härtegrad – lassen sich mit<br />
denen eines regulären Gussteils<br />
nicht nur vergleichen, sondern sind<br />
aufgrund der Zusammensetzung<br />
vieler Legierungen sogar noch besser<br />
für unterschiedliche Branchen<br />
geeignet.<br />
Exzellente Biokompatibilität<br />
Mit Blick auf die Medizintechnik<br />
lassen sich hier etwa Titan-Prothesen<br />
zu Felde führen: Nicht nur<br />
sind additiv gefertigte Medizinprodukte<br />
stabil und haltbar – sie weisen<br />
auch eine exzellente Biokompatibilität<br />
auf und können genauso<br />
wie herkömmliche Prothesen über<br />
Jahre im Körper bleiben. Im Gegensatz<br />
zu klassischen Prothesen bietet<br />
sich hierbei aber auch noch ein<br />
anderer zentraler Grund, wieso diese<br />
besser für die Implantation geeignet<br />
sind: Durch die Möglichkeiten<br />
mittels 3D-Druck für herkömm liche<br />
Fertigungsverfahren unmög liche<br />
Strukturen zu erstellen, ergeben<br />
sich medizinische Indikatoren, die<br />
für ein besseres Verwachsen und<br />
so auch einen besseren Behandlungsverlauf<br />
sprechen.<br />
Unvorstellbare Möglichkeiten<br />
Neben der großen Materialauswahl<br />
und der hohen Qualität steckt<br />
der zentrale Vorteil der additiven<br />
Fertigung aber in der hohen Flexibilität,<br />
die das Verfahren für Industrie<br />
und Medizintechnik zu leisten<br />
vermag. Losgröße 1 und insbesondere<br />
geringe Stückzahlen sind für<br />
das Spritzgussverfahren schlichtweg<br />
nicht realisierbar – bei der additiven<br />
Fertigung stellt diese Herangehensweise<br />
allerdings kein Problem dar.<br />
Der 3D-Druck liefert schlussendlich<br />
genau das, was man bestellt –<br />
und es müssen nicht zunächst noch<br />
umständlich Formen und Werkzeuge<br />
hergestellt werden, bevor mit dem<br />
tatsächlichen Druck begonnen werden<br />
kann. Dabei ist die Flexibilität<br />
nicht nur im Bereich der Klein serien<br />
und Prototypenproduktion entscheidend<br />
– auch die Herstellung von<br />
Ersatzteilen oder Spezialanfertigungen<br />
lässt sich optimal realisieren,<br />
ohne dabei besonders hohe<br />
Kosten zu verursachen.<br />
Zielgerichtete<br />
Ersatzteilherstellung<br />
So hat sich die additive Fertigung<br />
in den vergangenen Jahren zu einer<br />
gängigen Methode entwickelt, um<br />
geplanter Obsoleszenz entgegenzuwirken.<br />
Betrachtet man beispielsweise<br />
Kernspintomographen, ist aufgrund<br />
des hohen Anschaffungspreises<br />
meist eine Nutzung über mehrere<br />
Jahrzehnte der einzig sinnvolle<br />
Ansatz, um zugleich wirtschaftlich<br />
zu arbeiten. Dennoch kann<br />
es bei so komplexen Geräten vorkommen,<br />
dass einzelne Bauteile<br />
ver schleißen – und Hersteller und<br />
Fabrikanten bereits nach einigen<br />
Jahren keinerlei Ersatzteile mehr<br />
vorhalten. Verständlich, immerhin<br />
will man auch neue Geräte verkaufen.<br />
Für Kranken häuser hingegen<br />
sind solche Anschaffungen meist<br />
nicht möglich – und der 3D-Druck<br />
der einzige Ausweg, um zielgerichtet<br />
Ersatzteile zu erschwinglichen<br />
Preisen herzustellen und zugleich<br />
sicherzustellen, dass diese auch<br />
ihren gewünschten Zweck erfüllen<br />
können.<br />
Prototypen<br />
Ganz ähnlich wie mit Blick auf<br />
die geplante Obsoleszenz verhält<br />
es sich aber auch bei der Entwicklung<br />
neuer Medizinprodukte. Für<br />
Proto typen – etwa im Bereich der<br />
Vitalparametermessung – eine passende<br />
Verkleidung aus Kunststoff<br />
herzustellen, ist mittels des Spritzgussverfahrens<br />
oftmals erst bei einer<br />
Stückzahl von mehreren Hundert<br />
Verkleidungen sinnvoll.<br />
Insbesondere in frühen Produktund<br />
Entwicklungsphasen will man<br />
aber unter Umständen lediglich den<br />
Proof-of-Concept erbringen.<br />
Digitale Fertigungsspezialisten<br />
können Start-Ups und Unternehmen<br />
aus dem Bereich der Medizintechnik<br />
hier entsprechend Hilfestellung<br />
leisten – und mittels additiver<br />
Fertigung Bauteile zur Verfügung<br />
stellen. Damit aber nicht genug: Da<br />
oftmals zunächst die Idee zu einem<br />
Produkt entsteht und erst danach<br />
über die Realisierbarkeit nachgedacht<br />
wird, fungieren Unternehmen<br />
wie Protolabs als externe Forschungs-<br />
und Entwicklungsbüros,<br />
die Entwürfe so anpassen, dass sie<br />
auch mittels additiver Fertigung realisierbar<br />
werden. Kurzum: Flexibilität,<br />
Qualität und Material werden<br />
durch diese miteinander gedacht,<br />
damit auf smarten Ideen echte Produkte<br />
aus dem 3D-Drucker werden<br />
können.<br />
Die Zukunft ist heute<br />
Additive Fertigung ist mehr als<br />
nur ein Trendbegriff – durch den<br />
3D-Druck hat sich die Industrie<br />
insbesondere auch die Medizintechnik<br />
revolutioniert. Mittlerweile<br />
können fast die komplexesten Designs<br />
und Produktideen mittels der<br />
unterschiedlichen Verfahren realisiert<br />
werden – so auch personalisierte<br />
Prothesen und Implantate.<br />
Und auch wenn es gegenüber der<br />
additiven Fertigung eine Reihe an<br />
Vorbehalten gibt, ist klar, dass die<br />
Entwicklung hin zum 3D-Druck kaum<br />
mehr aufzuhalten ist. Jedes Jahr<br />
gibt es neue Materialien und Verfahren<br />
– und schlussendlich auch<br />
neue Produkte und lebensrettende<br />
Technologien, die durch additive<br />
Fertigung verwirklicht werden können<br />
– und dank Fertigungsdienstleistern<br />
wie Protolabs ist der Wandel<br />
im Umgang mit dem 3D-Druck<br />
noch lange nicht vorbei. ◄<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
47
Dienstleistung<br />
Auszeichnung „Innovationschampion <strong>2024</strong>“<br />
für die senetics healthcare group<br />
Unternehmensgelände der senetics healthcare group GmbH & Co. KG<br />
von oben<br />
senetics healthcare group<br />
GmbH & Co. KG<br />
info@senetics.de<br />
www.senetics.de<br />
Die senetics healthcare group<br />
GmbH & Co. KG aus Ansbach,<br />
freut sich bekannt geben zu dürfen,<br />
dass sie vom bekannten Medienhaus<br />
FOCUS Business als „Innovationschampion<br />
<strong>2024</strong>“ ausgezeichnet<br />
wurde. Die Unternehmensgruppe<br />
senetics agiert als Gesamtdienstleister<br />
für Medizinprodukte, Medizintechnik,<br />
Laborgeräte und Pharma<br />
und erhielt diese Anerkennung für<br />
wegweisende Leistungen im Bereich<br />
Innovation.<br />
Besonders zukunftsweisend<br />
Nach einer Auswahl aus 25.000<br />
Unternehmen wurden 232 deutsche<br />
Unternehmen aus 18 Branchen<br />
in die „Innovationschampions“-<br />
Liste von FOCUS Business aufgenommen,<br />
die als besonders innovativ<br />
und zukunftsweisend gelten.<br />
senetics wurde als eines von fünf<br />
Unternehmen in Deutschland im<br />
Bereich Medizintechnik ausgezeichnet.<br />
Besonders hervorgehoben und<br />
als „exzellent“ bewertet wurden hierbei<br />
die Bereiche Strategie und Innovationsstruktur,<br />
sowie Prozesse und<br />
Strukturen. Im Bereich Produkte und<br />
Dienstleistungen erhielt senetics<br />
das Prädikat „sehr gut“.<br />
Innovationschampion <strong>2024</strong><br />
FOCUS Business beurteilt senetics<br />
als Innovationschampion <strong>2024</strong><br />
in der Branche Medizintechnik und<br />
gratuliert: „Mit Ihren wegweisenden<br />
und innovativen Ideen gestalten<br />
Sie, als Innovationschampion, die<br />
Zukunft Deutschlands aktiv mit!“<br />
Dr. Wolfgang Sening, Geschäftsführer<br />
der senetics healthcare group,<br />
unterstreicht die Bedeutung von<br />
Innovation für das Unternehmen:<br />
„Diese Auszeichnung ist eine Bestätigung<br />
für das Engagement und die<br />
Arbeit unseres Teams. Als Innovationschampion<br />
<strong>2024</strong> werden wir<br />
We We bring bring technologies together.<br />
Die Die Helmut Helmut Hund Hund GmbH GmbH in Wetzlar in Wetzlar ist ist kreativer Spezialist<br />
technische Innovationen. Die Die Kompetenzfelder sind sind dabei dabei<br />
Elektronik, Optik, Optik, Glasfaseroptik, Feinwerktechnik und und<br />
Kunststofftechnik.<br />
YOUR<br />
MEDICAL<br />
SOLUTION<br />
Supported by by HUND<br />
Development<br />
Manufacturing<br />
Unsere Unsere Kernkompetenz ist die ist die innovativen Zusammenführung<br />
dieser dieser Technolgien als Basis als Basis von von Baugruppen und und Geräten Geräten nach nach<br />
- -<br />
messtechnik, der der Medizintechnik und und der der Mikroskopie.<br />
Das Das Unternehmen bietet bietet je nach je nach Anforderungen von von der der<br />
Entwicklung und und Konzeptionierung über über die die Fertigung bis bis<br />
hin hin zur zur Logistik Logistik sämtliche Leistungen aus aus einer einer Hand: Hand:<br />
• •<br />
• • Machbarkeitsstudien<br />
• • Entwicklung, Konstruktion<br />
• • Re-Design<br />
• • Prototypen<br />
• • Serienfertigung, Funktionsprüfung<br />
• Logistik, • Logistik, After After Sales Sales Service Service<br />
• •<br />
Helmut Hund GmbH<br />
• • Artur-Herzog-Straße 2 • D-35580 2 • D-35580 Wetzlar Wetzlar • Germany • Germany • Tel. • Tel. +49 +49 (0) 6441 (0) 6441 2004-0 2004-0 • Fax • Fax +49 +49 (0) 6441 (0) 6441 2004 2004 44 • 44 • info@hund.de • • www.hund.de • •
Dienstleistung<br />
Dr. Wolfgang Sening,<br />
Geschäftsführer der senetics<br />
healthcare group GmbH & Co. KG,<br />
mit der Auszeichnungsurkunde<br />
von FOCUS Business mit dem Titel<br />
„Innovationschampion <strong>2024</strong>“.<br />
weiterhin danach streben, innovative<br />
Lösungen für die Medizintechnik<br />
und unsere Kunden zu entwickeln.“<br />
Interdisziplinäre<br />
Dienstleistungen<br />
Mit dem modernen Standort in<br />
Ansbach, bietet die senetics healthcare<br />
group innovative und interdisziplinäre<br />
Dienstleistungen. Durch<br />
kontinuierliche Innovation hat sich<br />
senetics als One-Stop-Shop für<br />
die Auftragsentwicklung, Testung,<br />
Prüfung und Zulassung von Medizinprodukten<br />
etabliert. Das Leistungsangebot<br />
erstreckt sich über<br />
die Entwicklung innovativer Geräte,<br />
Applikationen und Baugruppen und<br />
Prototyping, bis hin zur Serienfertigung.<br />
Das Unternehmen bietet<br />
zudem Beratungsdienstleistungen<br />
zu Regulatory Affairs und Zulassung<br />
(MDR, FDA), normenkonformer<br />
Technischer Dokumentation,<br />
Etablierung von QM-Systemen<br />
sowie Testung und Prüfung<br />
in biologischen und technischen<br />
Prüflaboren. Die Test- und Prüflaboratorien<br />
von senetics decken ein<br />
breites Spektrum ab, einschließlich<br />
Biokompatibilität, partikulärer<br />
Banner vor dem Unternehmensgelände der senetics healthcare group<br />
GmbH & Co. KG in Ansbach<br />
Verunreinigung, Reinraummonitoring<br />
und Keimbelastung von Medizinprodukten.<br />
Ebenso Alterungstestungen,<br />
Abriebtests und Prüfungen<br />
zur Beständigkeit gegenüber<br />
Desinfektionsmitteln.<br />
Die senetics healthcare<br />
group dankt FOCUS Business<br />
für die Anerkennung und freut<br />
sich auf weitere innovative Entwicklungen<br />
in der Gesundheitsbranche.<br />
◄
Dienstleistung<br />
camLine erwirbt Romaric<br />
und stärkt damit sein Portfolio<br />
camLine<br />
info@camLine.com<br />
www.camline.com<br />
Das Unternehmen Romaric ist<br />
seit 23 Jahren in der Automatisierungsbranche<br />
tätig und verfügt<br />
weltweit über mehr als 100<br />
Installationen in verschiedenen<br />
Segmenten, insbesondere in der<br />
Halbleiterfertigung. Durch die<br />
Übernahme wird das Angebot<br />
von camLine um die Materialkontrollsystem-Lösung<br />
von Romaric<br />
erweitert. Die Produkte von Romaric<br />
basieren auf einer proprietären<br />
We bring technologies together.<br />
Helmut Hund GmbH<br />
• Artur-Herzog-Straße 2 • D-35580 Wetzlar • Germany • Tel. +49 (0) 6441 2004-0 • Fax +49 (0) 6441 2004 44 • info@hund.de • www.hund.de •<br />
50 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Dienstleistung<br />
Engine, die verschiedene automatisierte<br />
Materialflusssysteme<br />
(AMHS) und Robotergeräte wie<br />
fahrerlose Transport systeme<br />
(AGV) und autonome mobile Roboter<br />
(AMR) in den Bereichen Fertigung,<br />
Lagerhaltung und Mikro-<br />
Fulfillment integriert.<br />
Die mehrschichtige, vielseitige<br />
Architektur und die Funktionsbibliothek<br />
können leicht erweitert<br />
werden, um die Produktentwicklung<br />
für verschiedene Automatisierungs-Software-Anwendungen<br />
zu erleichtern.<br />
„Romaric wird das Portfolio, die<br />
Präsenz und die Entwicklungskapazitäten<br />
von camLine erweitern.<br />
Die Übernahme steht im Einklang<br />
mit der Strategie der Elisa<br />
Corporation, die digitalen Dienstleistungen<br />
international auszubauen<br />
und die Entwicklung des<br />
Softwaregeschäfts zu beschleunigen“,<br />
sagte Henri Korpi, Executive<br />
Vice President von Elisa International<br />
Digital Services.<br />
„Dies ist ein wichtiger Schritt für<br />
camLine, da wir unser Dienstleistungsangebot<br />
erweitern, um die<br />
Fertigungsqualität für High-Tech-<br />
Hersteller zu verbessern und<br />
unsere Präsenz, insbesondere<br />
auf dem US-Markt, zu stärken.<br />
Wir sind der festen Überzeugung,<br />
dass diese strategische Initiative<br />
für beide Unternehmen erhebliche<br />
Wachstumschancen innerhalb<br />
unserer jeweiligen Kundenökosysteme<br />
freisetzen wird“, so Bryan<br />
Ng, CEO von camLine.<br />
„Das Erfolgsgeheimnis von<br />
Romaric ist unser Engagement<br />
und unsere Hingabe an die Kunden,<br />
und wir wissen, dass dies mit<br />
den Ambitionen und Werten von<br />
camLine und Elisa übereinstimmt.<br />
Wir sind zuversichtlich, dass wir<br />
gemeinsam ein stärkeres Unternehmen<br />
aufbauen können und weiterhin<br />
an der Spitze der Fabrikautomation<br />
und Durchsatzoptimierung<br />
stehen werden“, sagte Rory<br />
Gagon, CEO und Gründer von<br />
Romaric. Romaric wird als Teil<br />
von camLine unter seiner aktuellen<br />
Produktmarke weiterarbeiten und<br />
sein Engagement für Spitzenleistungen<br />
und Kundenzufriedenheit<br />
beibehalten. Sowohl camLine als<br />
auch Romaric sind bestrebt, einen<br />
nahtlosen Übergang für Kunden,<br />
Mitarbeiter und Interessengruppen<br />
zu gewährleisten.<br />
Romaric hat seinen Sitz in Utah,<br />
USA, und unterhält Niederlassungen<br />
in Taiwan und Malaysia mit<br />
insgesamt 22 Mitarbeitern. ◄<br />
Romaric<br />
ist seit mehr als zwei Jahrzehnten führend im Bereich der Software<br />
für automatisierte Materialflusssysteme (AMHS) und bietet Materialsteuerungssysteme<br />
(MCS) an. Romaric hat sich auf die Halbleiterindustrie<br />
spezialisiert und bietet Automatisierungslösungen für verschiedene<br />
Branchen an, wobei das Unternehmen sein Fachwissen<br />
bei der Integration von Robotern nutzt, um ein interoperables Flottenmanagement<br />
zu gewährleisten und den Durchsatz zu maximieren.<br />
Serienwerkstoff<br />
ab Stückzahl 1<br />
Hochwertige Kunststoffe mit Schweizer Präzision<br />
Die mould2part GmbH ist Ihr zuverlässiger Partner<br />
für Kunststoff-Spritzgussteile, spezialisiert auf das<br />
Rapid Tooling Verfahren. Seit der Gründung im Jahr<br />
2006 hat sich das Unternehmen auf die Herstellung<br />
hochwertiger Spritzgussteile aus allen thermoplastischen<br />
Kunststoffen und Flüssigsilikon konzentriert.<br />
Von der Beratung bis zur Produktion von Prototypen,<br />
Kleinserien und Vorserien bieten die Ostschweizer<br />
ihren Kunden die gesamte Prozesskette aus einer<br />
Hand.<br />
Eine Investition in Aluminiumwerkzeuge bringt<br />
deren Kunden nicht nur einen Time-to-market-<br />
Vorteil, sondern ermöglicht auch flexible Mass- und<br />
Design anpassungen in mehreren Schleifen. So wird<br />
gewährleistet, dass alle gewünschten Anforderungen<br />
erfüllt und die Funktion der Teile gegeben ist. Teure<br />
und zeitaufwändige Änderungen am Stahl-Serienwerkzeug<br />
können hiermit auf ein Minimum reduziert<br />
werden. Der grösste Mehrwert besteht jedoch<br />
darin, dass es keine Kompromisse bzgl. D esign, Oberflächenqualität<br />
und Festigkeit gibt.<br />
Die neueste Entwicklung von mould2part ist das<br />
«Rapid ToolingPlus Verfahren». Dank innovativer<br />
Prozessgestaltung ist es dem Unternehmen möglich,<br />
bis zu 200.000 Teile in Serienqualität zu liefern.<br />
Durch das Rapid Tooling erhalten Kunden Ihre Teile<br />
im Original werkstoff und dass innerhalb weniger<br />
Wochen. Viele Erfahrungen aus den Prozessen des<br />
Alu- Werkzeuges können in das Stahlwerkzeug einfliessen<br />
und ggf. den Start bis zur Serienproduktion<br />
überbrücken. Damit bietet die mould2part ihren<br />
Kunden sehr individuelle Möglichkeiten ihre Markteinführung<br />
optimal zu gestalten zu können.<br />
Elisa IndustrIQ<br />
ist ein führender Anbieter von KI-gestützten Lösungen für Hersteller<br />
und setzt sich für eine nachhaltige Zukunft durch digitale Technologien<br />
ein, die eine Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine<br />
ermöglichen. Wir helfen Unternehmen, die Qualität und die Leistung<br />
ihrer Zulieferer zu verfolgen, ihre geschlossenen Systeme zu integrieren<br />
und die Nachhaltigkeit und Flexibilität ihrer Lieferketten zu<br />
verbessern. Elisa IndustrIQ ist Teil der Elisa Corporation, einem Pionier<br />
im Bereich Telekommunikation und digitale Dienstleistungen mit<br />
Hauptsitz in Finnland. Elisa hat sich eine nachhaltige Zukunft durch<br />
Digitalisierung zum Ziel gesetzt und wird als eines der nachhaltigsten<br />
Unternehmen der Welt eingestuft.<br />
mould2part GmbH<br />
Bleichi 29 · CH – 9043 Trogen<br />
Tel.: +41 (0)71 343 88 88 · info@mould2part.ch<br />
www.mould2part.ch<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong> 51
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
KI-gestützte endoskopische Diagnose<br />
und Behandlung<br />
Hintergrund<br />
Krebs ist weltweit eine der häufigsten<br />
Todesursachen, wobei<br />
Krebserkrankungen der Magen-<br />
Darm-Organe wie Dickdarm, Magen<br />
und Enddarm zu den schwerwiegendsten<br />
zählen. Da Vorbeugung<br />
oft wirksamer ist als Behandlung,<br />
erfreut sich die Endoskopie mit ihren<br />
minimalen Schnitten und geringen<br />
Beeinträchtigungen für die Patienten<br />
zunehmender Beliebtheit. Der weltweite<br />
Markt für Endoskopiegeräte<br />
soll bis zum Jahr 2028 voraussichtlich<br />
47,7 Mrd. US-$ erreichen und<br />
das eine prognostizierte jährliche<br />
Wachstum (CAGR) bis zu 6 % verzeichnen.<br />
Die Endoskopie gewinnt<br />
auch deshalb an Bedeutung, weil<br />
sie Chirurgen in die Lage versetzt,<br />
Polyp ektomieverfahren sofort durchzuführen<br />
und so das Risiko der<br />
Krebsentwicklung zu verringern.<br />
Autor:<br />
Christoph Kühn<br />
Sales Manager EU –<br />
Medical Equipment Builder<br />
Advantech<br />
www.advantech.eu<br />
Heute neigen Chirurgen und Patienten<br />
zunehmend dazu, fortschrittliche<br />
Endoskopiegeräte zu verwenden,<br />
die hochauflösende Bilder und<br />
Echtzeit-Darstellungen durch Kamerasensoren<br />
liefern.<br />
Herausforderungen bei der<br />
bestehenden Endoskopie<br />
Die herkömmliche Endoskopie<br />
stützt sich auf die visuelle Analyse<br />
und die Diagnose des Arztes,<br />
kann jedoch anfällig für menschliche<br />
Probleme wie Ermüdung und<br />
mangelnde Erfahrung sein. Daher<br />
besteht die Gefahr, dass subtile Anomalien<br />
übersehen werden, was dazu<br />
führt, dass Chancen für eine frühzeitige<br />
Behandlung verpasst werden.<br />
Um diese Situation zu vermeiden,<br />
versuchen einige Entwickler<br />
von Endoskopen, die Bildschirmauflösung<br />
zu verbessern und KI-<br />
Erkennung zu integrieren, indem<br />
sie große Systeme mit integrierten<br />
PCIe-GPUs auswählen. Hersteller<br />
von Endoskopen können<br />
jedoch mit einer kleineren und vielseitigeren<br />
Lösung größere Vorteile<br />
erzielen. Ein kompakter Single-<br />
Board-Computer (SBC) mit einem<br />
Erweiterungsmodul bietet beispielsweise<br />
eine weitaus bessere Option<br />
für die medizinische Bildgebung in<br />
der endoskopischen Analyse.<br />
Leistungsfähig und kompakt<br />
Kompakte Embedded-Boards<br />
spielen in Endoskopiegeräten, bei<br />
denen die Größe ein entscheidender<br />
Faktor ist, eine immer wichtigere<br />
Rolle. Neueste SBCs im gängigen<br />
3,5“-Formfaktor ermöglichen<br />
die Entwicklung schlankerer Endoskope<br />
mit geringerem Platzbedarf.<br />
Dieser Fortschritt hat zu erheblich<br />
mehr Mobilität und verbesserter Kontrolle<br />
für Chirurgen geführt.<br />
Neueste Mobilprozessoren sind<br />
die Basis moderner SBCs und bieten<br />
eine beeindruckende Verarbeitungsleistung<br />
der EU (Execution<br />
Unit) im Hinblick auf die Grafik.<br />
Einige bieten dreimal mehr EU-<br />
Leistung als Desktop-Prozessoren<br />
der gleichen Generation.<br />
Eine höhere Verarbeitungsleistung<br />
ist in der Endoskopie von<br />
entscheidender Bedeutung, da<br />
sie anspruchsvolle Aufgaben wie<br />
die Bildverbesserung und das Stitching<br />
(Zusammenfügen) von Bildern<br />
in Echtzeit ermöglicht. Durch<br />
ein lüfterloses und geräuscharmes<br />
thermisches Designs verbrauchen<br />
Prozessoren dieser Leistungsfähigkeit<br />
zudem nur wenig Strom, was<br />
zu deutlich verbesserten Diagnosen<br />
und Behandlungen führt.<br />
Unterstützung<br />
von vier Displays<br />
Die neuesten SBC-Funktionen<br />
gehen sogar noch einen Schritt<br />
weiter und unterstützen vier gleichzeitige<br />
Displays mit Auflösungen<br />
bis zu 4K. Chirurgen sind damit in<br />
der Lage, Patienten mit außergewöhnlicher<br />
Klarheit und Präzision<br />
zu untersuchen, was die diagnostischen<br />
Möglichkeiten von Endoskopiesystemen<br />
deutlich verbessert.<br />
Ein weiterer Tipp für Entwickler in<br />
diesem Bereich ist die Suche nach<br />
einem SBC, der USB-C integriert,<br />
was die Kameraanbindung vereinfacht<br />
und eine bessere Beleuchtung<br />
sowie den Einsatz feinerer Linsen<br />
ermöglicht.<br />
Leistungsstarke GPU<br />
für verbesserte Bildgebung<br />
und KI-Funktionen<br />
Im Bereich der medizinischen<br />
Bildgebung erfordert die Endoskopie<br />
eine hohe Grafikleistung. Viele<br />
der heutigen Embedded-Boards<br />
sind jedoch absichtlich groß, um<br />
PCIe- oder MXM-Erweiterungen<br />
unterzubringen. Im Gegensatz dazu<br />
lassen sich neueste GPU-Erweiterungsmodule<br />
über USB4-C einfach<br />
an SBCs anschließen. Bestimmte<br />
Erweiterungskarten können MXM-<br />
GPU-Module mit einer Leistung von<br />
bis zu 115 W unterstützen, was zu<br />
einer bemerkenswerten Steigerung<br />
der Grafikleistung um 460 % führt.<br />
Durch den Einbau eines solchen<br />
Erweiterungsmoduls mit einer<br />
MXM-GPU wird die Anzeigequalität<br />
von DP1.4 bei 3840×2160 und<br />
60 Hz auf DP1.4a mit identischer<br />
Auflösung, aber einer schnelleren<br />
Bildwiederholfrequenz von 120 Hz<br />
erhöht. Ein solches Upgrade liefert<br />
klarere, flüssigere Bilder für mehr<br />
Präzision, um die Visualisierung<br />
interner Strukturen zu erleichtern<br />
und die Effektivität medizinischer<br />
Verfahren zu verbessern.<br />
52 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Probleme in Echtzeit<br />
erkennen<br />
Eine GPU-Erweiterung kann auch<br />
Algorithmen für maschinelles Lernen<br />
(ML) verbessern und so die KI-<br />
Fähigkeiten des Endoskops weiter<br />
stärken. Mediziner können so Anomalien,<br />
Läsionen und mögliche Probleme<br />
in Echtzeit erkennen, was<br />
die diagnostische Genauigkeit als<br />
auch die Geschwindigkeit verbessert.<br />
Ein erweiterter Grafikprozessor<br />
beschleunigt auch die Bildverarbeitung<br />
und das Echtzeit-Rendering<br />
medizinischer 3D-Bilder und volumetrischer<br />
Daten. Dies erweist sich<br />
als unverzichtbar für Aufgaben wie<br />
die chirurgische Planung und Untersuchung,<br />
so dass sich Chirurgen ein<br />
umfassendes Bild von der Anatomie<br />
des Patienten machen können.<br />
KI-Funktionen mit<br />
Design-in-Service nutzen<br />
Wenn KI- und ML-Algorithmen<br />
viel Energie verbrauchen, kann<br />
es schwierig sein, Hardware mit<br />
einem optimalen Preis-Leistungs-<br />
Verhältnis zu finden. Selbst wenn<br />
alle Datensätze, Algorithmen, ML-<br />
Schulungen und UI/UX funktionieren<br />
– wie lässt sich die Bereitstellung<br />
einer KI-Anwendung vereinfachen?<br />
Es besteht eindeutig Bedarf,<br />
KI-Modelle effizient zu verwalten,<br />
zusätzlich zu aller dezentralen Hardware,<br />
wie z. B. Sensoren.<br />
Heute bieten sich durchgehende<br />
Softwarelösungen für das Gerätemanagement<br />
und die Edge-Orchestrierung<br />
an, die den Betrieb und<br />
die Skalierung von KI/ML-Anwendungen<br />
unterstützen. Ein zusätzlicher<br />
Vorteil ist, dass einige Anbieter,<br />
wie Advantech, diese als kostenloses<br />
Tool zur Verfügung stellen. Die<br />
Software verbessert die CPU- und<br />
GPU-Leistungsfähigkeit und macht<br />
das Identifizieren von Objekten und<br />
Bewerten der KI-Leistung noch effizienter.<br />
Mit nur einem Klick können<br />
Anwender die KI-Fähigkeiten ihrer<br />
Edge-Geräte anhand von vorab<br />
trainierten Modellen testen, was<br />
Zeit spart und die Kosten für den<br />
KI-Einsatz reduziert.<br />
Fazit<br />
Fortschritte in der Endoskopie<br />
spielen eine wichtige Rolle<br />
bei der Krebsprävention und -diagnose.<br />
Mit dem SBC MIO-5377R<br />
und dem Erweiterungsmodul<br />
MIOe-UMXM von Advantech lassen<br />
sich heutige Herausforderungen wie<br />
sperrige Systeme, hohe Latenzzeiten<br />
bei der Datenverarbeitung und die<br />
Abhängigkeit von der mensch lichen<br />
Analyse bewältigen. Die kompakten<br />
und leistungsstarken Komponenten,<br />
die auf Intel-Mobile-Prozessoren der<br />
13. Generation basieren, verbessern<br />
die diagnostische Präzision, Mobilität<br />
und Effizienz für medizinisches<br />
Fachpersonal. Darüber hinaus steigert<br />
das optionale GPU-Erweiterungsmodul<br />
die Grafikfähigkeiten<br />
und ermöglicht Echtzeit-Bildgebung<br />
sowie verbesserte KI-Anwendungen.<br />
Advantechs Engagement<br />
für schlankes Design und Spitzentechnik<br />
sowie das kostenlose Software-Tool<br />
Edge AI Suite unterstreichen<br />
das Engagement des Unternehmens,<br />
die Grenzen der medizinischen<br />
Bildgebung zu erweitern,<br />
um bessere Ergebnisse im Gesundheitswesen<br />
zu erzielen. ◄<br />
Spitzenleistung für Edge Computing in der Medizintechnik<br />
FORTEC Integrated<br />
Distec GmbH<br />
info@distec.de<br />
www.distec.de<br />
Der neue IB961 SBC von iBASE<br />
ist mit den leistungsstarken Raptor<br />
Lake Intel Core Prozessoren<br />
ausgestattet, die je nach Variante<br />
4 bis 6 Performance-Kerne und<br />
4 bis 8 Effizienz-Kerne bieten. In<br />
dieser hybriden Architektur erledigen<br />
die E-Cores stromsparend<br />
die Systemaufgaben, während<br />
die leistungsstarken P-Cores nur<br />
dann aktiviert werden, wenn hohe<br />
Rechenleistung benötigt wird.<br />
Dadurch entsteht eine sehr effiziente<br />
Plattform für anspruchsvolle<br />
Anwendungen in der Medizin-<br />
und Labortechnik sowie vielen<br />
anderen Bereichen.<br />
Mit bis zu 32 GB DDR5 SO-<br />
DIMM Arbeitsspeicher und Hyper-<br />
Threading verarbeitet der IB961<br />
mehr Informationen in kürzerer<br />
Zeit. Seine vielfältigen Schnittstellen<br />
machen ihn zu einem echten<br />
Allrounder: Bis zu vier Displays<br />
können über zwei Display-Port 1.2,<br />
eine LVDS- und eine eDP-Schnittstelle<br />
angesteuert werden. Sechs<br />
USB-Ports ermöglichen den einfachen<br />
Anschluss weiterer Peripheriegeräte,<br />
wie Touchscreens.<br />
Zwei 2,5 Gbit/s LAN-Schnittstellen<br />
und drei M.2 (M-Key, E-Key,<br />
B-Key) Steckplätze bieten optimale<br />
Anschlussmöglichkeiten und<br />
dienen als Basis für Wi-Fi und 5G<br />
Kommunikation.<br />
Der weite Eingangsspannungsbereich<br />
von 12 von 24 V und der<br />
Arbeitstemperaturbereich von 0<br />
bis 60 °C runden die hohe Flexibilität<br />
des IB961 ab. ◄<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
53
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Produktreihe der COM Express Module erweitert<br />
Portwell stellt PCOM-B65A, ein neues COM Express Typ 6 Modul mit Intel Core Ultra Prozessoren<br />
der neuen Generation für medizinische Geräte, industrielle Steuerungen und Edge-KI-Lösungen vor.<br />
(EUs) für eine schnelle und dynamische<br />
Verarbeitung visueller Informationen.<br />
Darüber hinaus enthält die<br />
gesamte Prozessorserie zwei weitere<br />
Low-Power-E-Kerne mit einer<br />
heraus ragenden Energie effizienz.<br />
Sie eignen sich damit besonders<br />
für kompakte lüfterlose Lösungen<br />
zum Einsatz im Edge-Computing.<br />
SSD unterstützen, wodurch auf dem<br />
Carrier-Board weniger zusätzlicher<br />
Speicher vorgesehen werden muss.<br />
Das optimiert die Systemkonfiguration<br />
und reduziert die Abmessungen<br />
des Moduls, um die anspruchsvollen<br />
Vorgaben an Layout und Platzbedarf<br />
bei vielen Anwendungen im<br />
Edge Computing zu erfüllen.<br />
Portwell, Inc. hat ihre Produktreihe<br />
der COM Express Module um<br />
das PCOM-B65A erweitert. Dieses<br />
Modul arbeitet mit Intel Core Ultra<br />
Prozessoren der neuen Generation<br />
und baut auf dem COM Express<br />
Basic Formfaktor (125 x 95 mm)<br />
auf, um die beliebte Reihe von E/A-<br />
Schnittstellen lösungen fortzuführen.<br />
Um die steigende Nachfrage nach<br />
optimierter Leistung pro Watt, leistungsstärkeren<br />
E/A-Schnittstellen<br />
und erhöhter Speicherkapazität zu<br />
erfüllen, wird mehr Embedded Computing<br />
benötigt, um eine schnellere<br />
und effizientere Verarbeitung<br />
zu erreichen und die immer strengeren<br />
Anforderungen an die Zuverlässigkeit<br />
einzuhalten.<br />
Skalierbarkeit<br />
und Upgrade-Fähigkeit<br />
Mehr denn je sind Skalierbarkeit<br />
und Upgrade-Fähigkeit entscheidende<br />
Aspekte bei der Innovation<br />
der Computertechnologie und der<br />
Entwicklung von Lösungen. Portwell<br />
spielt dabei eine führende Rolle.<br />
Das bekannte modulare Computeron-Module<br />
(COM) Konzept und das<br />
neuste COM Express belegen das.<br />
European Portwell Technology<br />
B.V.<br />
info@portwell.eu<br />
www.portwell.eu<br />
Die Revision 3.1 der Module Base<br />
Specification erweitert die Einsatzmöglichkeiten<br />
von COM Express,<br />
denn sie unterstützt Hochgeschwindigkeitsschnittstellen<br />
wie PCIe Gen 4<br />
und USB4. Diese Weiterentwicklung<br />
soll den äußerst skalierbaren<br />
Ansatz des modularen Embedded<br />
Computings mit einer neuen Lösung<br />
für Computermodule erweitern, die<br />
die CPU-Technologie der nächsten<br />
Generation mit Hochgeschwindigkeitsschnittstellen<br />
zur Ein- und<br />
Ausgabe kombiniert, um eine bessere<br />
Upgrade-Fähigkeit und eine<br />
höhere Flexibilität bei der Konfiguration<br />
zu bieten.<br />
Brandneue<br />
Prozessorarchitektur<br />
Die neue Intel Core Ultra Prozessorserie<br />
setzt verschiedene modernste<br />
Herstellungstechnologien, einschließlich<br />
des neuen Intel 4 Node<br />
Prozesses, ein, und wird dank Foveros-Technologie<br />
in einem einzigen<br />
Chip geliefert. Beim Intel Core Ultra<br />
Prozessor werden ein Compute-Tile,<br />
ein Graphics-Tile und ein I/O-Tile um<br />
ein SoC-Tile herum zu einem kompletten<br />
Prozessorchip zusammengefasst.<br />
Die neue Intel Core Ultra Prozessorserie<br />
1 bietet bis zu 16 Kerne,<br />
einschließlich 6 Performance-Kernen<br />
(P-cores), 8 Efficiency- Kernen<br />
(E-cores) und zwei zusätzlichen<br />
Low-Power-E-Kernen für bis zu<br />
22 Threads sowie 24 MB Intel Smart<br />
Cache. Integriert ist eine Intel Arc*<br />
GPU mit bis zu 128 Execution Units<br />
KI ist in Netzwerken<br />
und Edge allgegenwärtig<br />
Als Antwort auf die Explosion der<br />
Nachfrage für KI der neuen Generation<br />
haben sich Industrierechner<br />
vom Edge Computing zur Edge KI<br />
weiterentwickelt. Die Intel Core Ultra<br />
Prozessorserie der neuen Generation<br />
enthält eine NPU, speziell für<br />
die KI und effizientere KI-Inferenzfähigkeiten<br />
für Edge-Anwendungen,<br />
die Einschränkungen bei Größe und<br />
Energieverbrauch unterliegen. Hinzukommen<br />
industrielle Features zur<br />
Beschleunigung von Echtzeitfunktionen<br />
und für höhere Intelligenz in<br />
anspruchsvollen IoT-Edge-Computing-Umgebungen.<br />
Vielfältige Anwendungen<br />
Das Portwell PCOM-B65A COM<br />
Express Typ 6 Modul bietet eine<br />
hohe Skalierbarkeit und Leistung<br />
bei der Ein- und Ausgabe. Damit<br />
eignet es sich für eine Vielzahl von<br />
Anwendungen. Es kann als Treiber<br />
für Edge-Server und als zentrale<br />
Komponente kleiner und sehr leistungsfähiger<br />
Embedded Computer<br />
ausgelegt werden. Bei kleinen<br />
Embedded-Computing-Geräten<br />
und -Systemen kann das Portwell<br />
PCOM-B65A onboard PCIe NVMe<br />
Keyfeatures im Überblick:<br />
• Unterstützt Prozessoren<br />
der H/U-Serien, bis zu 14<br />
Rechenkerne mit 6 Performance-Kernen<br />
(P-core) und<br />
8 Efficiency-Kernen (E-core)<br />
• Intel Arc Graphics mit bis zu<br />
acht Xe- Kernen (bis 128 EU)<br />
• 2x DDR5-5600 non-ECC<br />
SO-DIMMs bis 96 GB<br />
Umfassende<br />
Produktentwicklung<br />
Als bewährter Partner bei Lösungen<br />
für Industrie und Embedded<br />
Computing hat Portwell über<br />
30 Jahre Erfahrung beim umfassenden<br />
Projektsupport, einschließlich<br />
Produktentwicklung, Entwicklungsvorgaben,<br />
Überprüfung von Schaltungen,<br />
technischem Know-how, der<br />
Produktion und der Zertifizierung.<br />
Portwell bietet den Kunden außerdem<br />
aktuellste Produkt-Roadmaps,<br />
um eine frühzeitige Planung von Produkt-Upgrades<br />
für nächste Generationen<br />
und von neuen Projekten<br />
zu erleichtern.<br />
Fazit<br />
Das Portwell PCOM-B65A Compact<br />
COM Express Typ 6 Modul ist<br />
eine modulare Computerlösung mit<br />
hoher Leistung und Zuverlässigkeit<br />
auf der Grundlage des bewährten<br />
COM Express Standards, das sich<br />
durch ein besonders gutes Verhältnis<br />
von Kosten, Funktionalität und<br />
Leistung auszeichnet. Es bietet<br />
äußerst skalierbare Optionen zum<br />
Embedded Computing bei Anwendungen<br />
in medizinischen Geräten,<br />
Industriesteuerungen und der Kommunikation<br />
in Edge und Netzwerk. ◄<br />
• 1x PCIe Gen4 x8 (H-Serie),<br />
2x PCIe Gen4 x4 und 8x PCIe<br />
Gen4 x1<br />
• 4x USB3.2 Gen 2, 8x USB2.0,<br />
2x SATA, 3x DDI, VGA,<br />
eDP/LVDS<br />
• 2,5 GbE, basierend auf Intel<br />
Ethernet Controller I226 Serie<br />
• COM Express Basic Formfaktor<br />
mit nur 125 mm x 95 mm<br />
*Intel Arc GPU nur bei H-Serie verfügbar, Systeme mit Intel Core Ultra Prozessor und mindestens 16 GB Systemspeicher in einer Dual-Channel-Konfiguration. OEM Enablement<br />
erforderlich; weitere Einzelheiten zur Systemkonfiguration beim OEM erfragen.
Deutliche Leistungssteigerung<br />
in industriellen Anwendungen<br />
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Die KISS V4 ADL Familie wächst: Kontrons robuster KISS Rackmount-PC im 1U-Format<br />
Kontron, ein weltweit führender<br />
Anbieter von IoT/Embedded Computer<br />
Technology (ECT), präsentiert<br />
mit dem KISS 1U V4 ADL Rackmount-PC<br />
ein besonders kompaktes<br />
Mitglied der KISS Produktfamilie<br />
für den anspruchsvollen Industrieeinsatz.<br />
Der robuste und platzsparende<br />
1HE Industrierechner punktet<br />
mit einem in Deutschland entwickelten<br />
und gefertigten Motherboard auf<br />
Basis von Intel Core Prozessoren<br />
der 12./13. Generation und somit<br />
mit mehr Leistung, erhöhter Ausfallsicherheit<br />
und besserer Energieeffizienz.<br />
Damit ist er besonders geeignet<br />
für den Einsatz in anspruchsvollen<br />
industriellen Umgebungen, sowie<br />
auch für High-End-Bildverarbeitung<br />
und SCADA/MES-Anwendungen,<br />
aber auch in personennahen<br />
Bereichen, wie zum Beispiel in der<br />
Leittechnik und im medizinischen<br />
Umfeld.<br />
Hoher Datendurchsatz<br />
und Konnektivität<br />
Die leistungsfähigen Systeme<br />
der KISS V4 ADL Serie basieren<br />
auf Kontron-Motherboards mit<br />
Intel Core i9/i7/i5/i3 Prozessoren<br />
der 12./13. Generation mit bis zu<br />
Kontron Europe GmbH<br />
www.kontron.de<br />
24 Kernen. Zwei GbE-Ports, davon<br />
einer mit bis zu 2,5 Gb/s und acht<br />
externe USB-Ports inklusive USB-C<br />
sorgen für hohen Datendurchsatz<br />
und Konnektivität. Zwei DIMM-Sockel<br />
mit jeweils bis zu 64 GB liefern<br />
ausreichend Arbeitsspeicher. Durch<br />
die Ausstattung mit DDR5 UDIMM<br />
Speicher wird zudem eine deutliche<br />
Leistungssteigerung erreicht. Eine<br />
Vielzahl von internen und per Hot<br />
Swap zugänglichen externen Speichermedien<br />
ermöglicht maßgeschneiderte<br />
Systeme für jegliche<br />
Anwendungen.<br />
Kompakt und leistungsfähig<br />
Insbesondere für die Märkte<br />
Industrial Automation, Videoüberwachung<br />
und in der Medizin-Technik<br />
ist nun ein besonders kompaktes<br />
und leistungsfähiges System<br />
verfügbar, das mit seinen vier DisplayPort-Schnittstellen<br />
eine neue<br />
Dimension bei Grafikanwendungen<br />
eröffnet. Auch für AI- und Machine<br />
Learning-Anwendungen stehen leistungsfähige<br />
Netzteile zur Verfügung,<br />
die den Einbau von High-<br />
End GPU-Karten erlauben.<br />
Höchste<br />
Sicherheitsstandards<br />
Ebenso unterstützt der KISS 1U<br />
V4 ADL wie alle Mitglieder der neuen<br />
KISS Familie höchste Sicherheitsstandards<br />
und erlaubt durch TSN-<br />
Features Echtzeitanwendungen<br />
für Steuerungsaufgaben im Schaltschrank<br />
oder Datenkonsolidierung<br />
in der lokalen Cloud.<br />
Die gesamte KISS-Produktfamilie<br />
erfüllt hohe Anforderungen in extremen<br />
Umgebungen: Das Rackmount-<br />
System verträgt dank des effektiven<br />
Kühlkonzepts Umgebungstemperaturen<br />
von 0 °C bis +50 °C während<br />
des 24/7 Dauerbetriebs. Auch<br />
die hohe Schock- und Vibrationsresistenz<br />
prädestiniert die KISS V4<br />
ADL Serie für robuste Industrieanwendungen.<br />
Kundenspezifische Anpassungen,<br />
wie z. B. individuelle Frontabdeckungen<br />
können durch das modulare<br />
Konzept auch für kleine und mittlere<br />
Stückzahlen schnell und kostengünstig<br />
umgesetzt werden. Muster der<br />
KISS 1U V4 ADL Systeme sind ab<br />
sofort verfügbar. ◄<br />
LÖSUNGEN FÜR DIE MEDIZINTECHNIK<br />
Advantech, ein führender Anbieter für innovative Produkte<br />
und Lösungen rund um die Welt des Embedded<br />
A-IoT, verfügt auch über umfangreiche Anpassungsmöglichkeiten<br />
(Design-in- Services) für Medizintechnik-OEMs.<br />
Das Unternehmen bringt bereits mehr als 40 Jahre<br />
Erfahrung im Bereich der Medizintechnik mit. Viele der<br />
50 größten Hersteller medizinischer Geräte setzten<br />
bereits Lösungen wie modernste Computertechnik,<br />
schnelle Daten anbindung, GPU-beschleunigte Plattformen<br />
sowie KI-gestützte Präzisionsverarbeitung ein.<br />
Advantech Europe B.V.<br />
00800 2426 8081<br />
EloT.Medical@advantech.eu<br />
www.advantech.eu<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
55
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
IoT und Technologietrends <strong>2024</strong>:<br />
Sicherheitsregularien, KI-Entwicklungen<br />
und Connectivity im Fokus der Industrie<br />
Ein Thema ist derzeit in aller<br />
Munde: Security. Die neuen Security-Regularien<br />
dürften wohl eine<br />
der wichtigsten Herausforderung<br />
für Geräte- und Maschinenhersteller<br />
im aktuellen Jahr sein. Daneben<br />
wird sich vor allem der Trend hin zu<br />
AI und Connectivity- Themen verstärken<br />
- diese Technologien setzen<br />
sich inzwischen merklich breiter<br />
in der Praxis durch.<br />
Autor:<br />
Hannes Niederhauser<br />
CEO<br />
Kontron AG<br />
www.kontron.de<br />
Security by Design<br />
Der Anspruch an die Sicherheit<br />
steigt kontinuierlich, insbesondere<br />
im Bereich von Maschinen und<br />
Infrastruktur. „Security by Design“<br />
soll nun auch als gesetzlich verankertes<br />
Konzept dafür sorgen, dass<br />
Manipulation von außen weitestgehend<br />
ausgeschlossen ist. Mit<br />
IEC 62443 greift ein inter nationaler<br />
Cybersicherheitsstandard für industrielle<br />
Automatisierungs- und Steuerungssysteme.<br />
Kontron arbeitet derzeit<br />
daran, die Zertifizierung frühzeitig<br />
noch in diesem Frühjahr abzuschließen.<br />
Maschinenhersteller und<br />
-betreiber haben laut der Maschinenverordnung<br />
(EU) 2023/1230 noch<br />
knapp drei Jahre Zeit, die neuen<br />
Anforderungen an Maschinen und<br />
Anlagen zu erfüllen.<br />
KontronOS<br />
Dafür muss sowohl im Entwicklungsprozess<br />
als auch im Produktionsprozess<br />
eines Computersystems<br />
sichergestellt sein, dass an keiner<br />
Stelle Schadsoftware in Hard- und<br />
Software gelangen kann. Anbieter<br />
müssen in der Lage sein, neueste<br />
Sicherheitslücken sofort zu schließen<br />
und Fehler zu beheben. Hier<br />
setzen Lösungen wie KontronOS<br />
an. Das Betriebssystem besteht<br />
aus einem minimalistischen Standard-Linux,<br />
deckt jedoch alle Funktionalitäten<br />
ab, die Kunden typischerweise<br />
benötigen. Für diese<br />
Plattform wird kontinuierlich nach<br />
neuen Bedrohungen oder Schwachstellen<br />
gefahndet, und Sicherheitslücken<br />
werden automatisch durch<br />
Updates behoben. Maschinen- und<br />
Anlagenherstellern sowie Medizinproduktanbietern<br />
steht damit ein<br />
wichtiger Baustein zur Verfügung,<br />
um die neuen Regularien zu erfüllen.<br />
Die Auswirkungen schon im<br />
Markt spürbar: Praktisch jede neue<br />
Ausschreibung enthält bereits diese<br />
normative Anforderung. Der verbesserte<br />
Schutz treibt alle Marktteilnehmer<br />
um.<br />
Künstliche Intelligenz<br />
weiter auf dem Vormarsch<br />
Der KI-Hype um ChatGPT betrifft<br />
die Branche eher indirekt, der<br />
Schwerpunkt im Bereich Künstliche<br />
Intelligenz liegt weiterhin klar<br />
auf der Bildverarbeitung, insbesondere<br />
in Bezug auf die Qualitäts-<br />
und Fertigungsoptimierung,<br />
sowie Überwachung und Sicherheit<br />
im Produktions umfeld. Alle Hersteller<br />
arbeiten intensiv daran, die<br />
nötigen Parallelprozesse effizienter<br />
auf Hardware-Ebene umzusetzen,<br />
einschließlich der Anbindung an<br />
weitere Systeme oder Maschinen.<br />
Dafür stehen vor allem im Bereich<br />
der Grafikprozessoren, die auf die<br />
Beschleunigung von KI-Applikationen<br />
spezialisiert sind, viele neue<br />
Produkte von Unternehmen wie<br />
Nvidia und anderen Marktführern<br />
im Fokus der Aufmerksamkeit. Auch<br />
bei den CPUs verzeichnen die Hersteller<br />
weitere Leistungssteigerungen<br />
und eine erhöhte Integration<br />
von KI-Beschleunigern – AI IP (Inference<br />
Accelerator).<br />
KI-Beschleuniger<br />
Unternehmen wie TI, NXP,<br />
Hailo, oder Broadcom integrieren<br />
KI-Beschleuniger aktuell in ARMbasierte,<br />
stromsparende und kostengünstige<br />
Rechnerplattformen, die in<br />
verschiedenen Umgebungen, wie<br />
beispielsweise in Edge Systemen,<br />
Kameras oder Fahrerassistenzsystemen,<br />
genutzt werden können.<br />
Wichtige Anwendungs szenarien<br />
für autonomes Fahren finden sich<br />
auch im Schienentransport, in der<br />
Fabriklogistik sowie in Konstruktions-<br />
oder Erntemaschinen. Intel<br />
und AMD hingegen verleihen den<br />
leistungsstarken Rechnersystemen,<br />
die für das Training von KI-Modellen<br />
auf einzelnen Hochleistungsmaschinen<br />
oder in der Cloud erforderlich<br />
sind, weitere Leistungsfähigkeit<br />
und immer weiter reduzierten<br />
Stromverbrauch.<br />
Künstliche Intelligenz<br />
braucht Vernetzung<br />
Auch die Konnektivität bleibt mit<br />
5G und WiFi 6 ein dominierendes<br />
Thema. Während 5G-Campusnetzwerke<br />
bisher hauptsächlich in<br />
Kontrons neues COM-HPC Servermodul COMh-sdID sowie das COMh-sdIL und<br />
das COM-Express basic bieten Applikationsentwicklern ein hohes Maß an<br />
Skalierbarkeit und Flexibilität für High-End Edge-Computing-Anwendungen<br />
auf einem kleinen Formfaktor.<br />
56 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Leuchtturm-Projekten implementiert<br />
wurden, zeichnet sich derzeit ein<br />
breiterer Einsatz der Technologie<br />
ab. Ein wesentlicher Treiber dafür<br />
ist der Bedarf für erhöhte Sicherheit<br />
und Stabilität von Wireless-Verbindungen,<br />
sowie zunehmende Datenmengen<br />
mit unterschiedlichen Prioritäten<br />
und Services. Die Datenrate,<br />
die beherrscht werden muss,<br />
steigt durch KI, Echtzeitsteuerungen<br />
sowie verstärkte Video- und<br />
Bildverarbeitung drastisch an. Im<br />
medizinischen Umfeld wie in der<br />
Fertigungs industrie werden komplexe<br />
Systeme immer flexibler zu<br />
leicht beweglichen Inseln zusammengefasst,<br />
sodass die komplexe<br />
Verkabelung zum Problem wird und<br />
drahtlosen Verbindungen weichen<br />
muss. Hier wird man nicht auf 5G<br />
verzichten können. 5G wird auch<br />
im Bereich des Autonomen Fahrens<br />
für Assistenzsysteme weiter<br />
an Bedeutung gewinnen.<br />
Der Ansatz von Kontron im<br />
5G-Umfeld besteht darin, sowohl<br />
günstige 5G-fähige Endgeräte als<br />
auch die Netzwerkinfrastruktur als<br />
privates 5G Netz zur Verfügung zu<br />
stellen und damit komplette Lösungen<br />
aus einer Hand zu entwickeln<br />
und bereitzustellen. Durch den<br />
Erwerb von Teilen des Funkmodul-Herstellers<br />
Telit und die Spezialisierung<br />
von Kontron Slowenien auf<br />
5G-Mobile-Private-Network-Angebote<br />
wurden die Ressourcen ausgebaut.<br />
In Praxis projekten zeigt sich<br />
immer wieder, dass die Integration<br />
oft aufwendig und risikobehaftet ist,<br />
wenn verschiedene Anbieter zusammengebracht<br />
werden müssen. Die<br />
Integrationsleistung wird zu einem<br />
integralen Bestandteil eines Komplettpakets<br />
mit aufeinander abgestimmten<br />
Technologien. Auch für<br />
Support und Service braucht es<br />
dann nur einen Ansprechpartner.<br />
Sichere Schnittstellen<br />
Speziell in der Fabrikautomation<br />
müssen sich die Produkte in große<br />
Produktionssysteme integrieren und<br />
dafür Schnittstellen für die sichere<br />
und deterministische Datenübertragung<br />
mitbringen. Hier spielen<br />
TSN und in Zukunft auch TSNover-5G<br />
eine wichtige Rolle. Neben<br />
den Industrieanwendungen sehen<br />
wir insbesondere bei den Bahnen<br />
einen großen Innovationsschub im<br />
Bereich Mission critical Communication<br />
und Passenger Entertainment.<br />
Das sichere Linux-basierte Betriebssystem KontronOS für Sicherheit und Datenschutz bei IoT-Lösungen ist Teil einer<br />
ganzheitlichen Digitalisierungslösung.<br />
Auch hier ist Kontron intensiv in die<br />
Anpassung der 5G-Technologie für<br />
die sichere Bahnkommunikation der<br />
Zukunft involviert.<br />
Beliebte Formfaktoren<br />
Aufgrund seiner Vielseitigkeit wird<br />
der Formfaktor SMARC auch weiterhin<br />
eine bedeutende Rolle spielen.<br />
Computer-on-Modules im kleinen,<br />
energiesparenden Formfaktor<br />
eignen sich besonders für kundenspezifische<br />
Lösungen, in denen<br />
sich aufgrund der Größen- oder<br />
Designvorgaben kein Motherboard<br />
als Standard nutzen lässt. Neben<br />
dem großen Angebot an industriellen<br />
Standard-Motherboards stehen<br />
unter anderem die Formfaktoren<br />
COM-Express und HPC zur<br />
Verfügung. Damit können Gerätehersteller<br />
Modulträger (Carrier<br />
Boards) nutzen, die flexibel an das<br />
eigene Design angepasst werden<br />
und dabei trotzdem von der „Economy<br />
of Scale“ der großen Standard<br />
Modul-Familien profitieren. Weitere<br />
typische Einsatz szenarien sind in<br />
der Industrieautomatisierung oder<br />
im Retail-Umfeld zu finden, wie beispielsweise<br />
bei intelligenten elektronischen<br />
Waagen.<br />
Neue Funktionalitäten<br />
auf Carrierbasis<br />
Auch für Maschinenbauer wird es<br />
einfacher, auf Basis eines Carriers<br />
neue Funktionalität zu entwickeln.<br />
Zum einen kann von Standards und<br />
damit auch von Austauschbarkeit im<br />
Sinne von Second Source profitiert<br />
werden. Zum anderen lässt sich die<br />
Performance über den gesamten<br />
Lebenszyklus eines Produkts skalieren,<br />
indem einfach ein kompatibles<br />
Modul neuerer Generation<br />
auf dem Carrier ausgetauscht wird.<br />
Dynamik in Lieferketten<br />
beherrschen<br />
Die Probleme mit Lieferketten und<br />
Versorgungsengpässen haben sich<br />
zwar merklich entspannt. Angesichts<br />
der Dynamik mag jedoch wohl niemand<br />
prophezeien, mit welchen Herausforderungen<br />
die Märkte in naher<br />
Zukunft konfrontiert sind. Die Lieferfähigkeit<br />
bleibt ein zentrales Thema<br />
für alle Anbieter. Kontron setzt hier<br />
etwa auf höhere Lagerbestände, die<br />
sich an Forecasts orientieren. Für<br />
sämtliche Komponenten gibt es eine<br />
Second Source, und in den vergangenen<br />
Jahren wurden Re-Designs<br />
für schwer verfügbare Komponenten<br />
durchgeführt.<br />
Fachkräftemangel<br />
entgegenwirken<br />
Insbesondere im Mittelstand<br />
zeichnet sich ab, wie herausfordernd<br />
es ist, die vielen neuen Technologien<br />
und Sicherheitsanforderungen parallel<br />
zu stemmen. Das Thema der<br />
begrenzten Ressourcen macht sich<br />
vor allem auch in der Produktentwicklung<br />
bemerkbar. Ziel ist es, den<br />
Kunden durch den Einsatz vorentwickelter<br />
Module viele Entwicklungsaufgaben<br />
zu erleichtern und<br />
über das eigens entwickelte Kontron<br />
Toolset susietec Expertise in<br />
die Software-Entwicklung der Projekte<br />
einzubringen.<br />
Wer schreibt:<br />
Hannes Niederhauser, Absolvent<br />
der Technischen Universität Graz im<br />
Fach Elektrotechnik, blickt auf eine<br />
langjährige Karriere als Manager in<br />
den Bereichen Mikrochips und Embedded<br />
Computing zurück. Vor seinem<br />
Eintritt bei S&T war der gebürtige<br />
Österreicher von 1999 bis 2007<br />
maßgeblich als Hauptaktionär und<br />
CEO der damaligen Kontron AG<br />
tätig. ◄<br />
Das Kontron TSN-Starterkit<br />
ermöglicht als Hardware-/Software-<br />
Upgrade-Lösung für bestehende<br />
PLCs, Box PCs, Gateways und<br />
Industrial Server Konfiguration und<br />
Monitoring von TSN-Netzwerken.<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
57
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Medical Panel-PCs mit Hot Swap-fähigen Akkus<br />
für medizinische Arbeitsumgebungen<br />
ICO Innovative Computer GmbH präsentiert die neueste Generation von Medical Panel-PCs,<br />
die speziell für den Einsatz in medizinischen Umgebungen entwickelt wurden.<br />
ICO Innovative Computer GmbH<br />
www.ico.de<br />
Die neuesten Medico Panel-<br />
PC-Modelle bieten verschiedene<br />
Bildschirmgrößen, darunter das<br />
21,5“ Medico 22P und das 23,8“<br />
Medico 24P. Diese neueste Generation<br />
von Medical Panel-PCs zeichnet<br />
sich durch herausragende Leistung,<br />
medizinische Zulassung sowie die<br />
einzigartige Funktion von drei im Lieferumfang<br />
enthaltenen Hot Swapfähigen<br />
Akkus pro Gerät aus.<br />
Präzise Bedienung<br />
Die Medico-Panel-PCs sind lüfterlos<br />
konzipiert und verfügen über<br />
hochauflösende Touchscreens<br />
(kapazitiv / PCAP / Multitouch) für<br />
eine präzise Bedienung. Angetrieben<br />
von Intel Core i5-1235U Prozessoren<br />
mit 16 GB RAM (maximal<br />
erweiterbar auf 64 GB) und einer<br />
256 GB SSD bieten diese Geräte<br />
eine leistungsstarke und zuverlässige<br />
Leistung. Die medizinische<br />
Zulassung nach DIN EN60601-1-1<br />
gewährleistet höchste Sicherheitsstandards<br />
für den Einsatz in medizinischen<br />
Einrichtungen.<br />
Vielfältiges<br />
Schnittstellenangebot<br />
Die herausragenden Schnittstellen<br />
der Medico-Serie umfassen<br />
zwei Netzwerkanschlüsse (1x<br />
Gigabit LAN, 1x 2,5 Gigabit LAN),<br />
WLAN, HDMI, Displayport, USB 3.2<br />
Gen 2 Typ-A, und mehr. Die seriellen<br />
Schnittstellen (2x RS232, 1x<br />
RS422, 1x RS485) ermöglichen<br />
eine nahtlose Integration in bestehende<br />
medizinische Infrastrukturen.<br />
Hot Swap-fähige Akkus<br />
Die einzigartige Funktionalität<br />
der Hot Swap-fähigen Akkus eröffnet<br />
vielfältige Anwendungsmöglichkeiten,<br />
insbesondere in OP-Räumen,<br />
in denen der Einsatz von Netzteilen<br />
vermieden werden soll. Jeder Panel-<br />
PC kann bis zu drei Akkus aufnehmen<br />
und während des Betriebs einfach<br />
ausgetauscht werden, ohne<br />
dass das Gerät heruntergefahren<br />
werden muss. Dies gewährleistet<br />
eine unterbrechungsfreie Stromversorgung<br />
und maximale Flexibilität<br />
in medizinischen Arbeitsumgebungen.<br />
Stationär oder mobil<br />
Die Medico-Serie eignet sich<br />
nicht nur für den stationären Einsatz,<br />
sondern auch für den flexiblen<br />
Einsatz auf medizinischen Wagen<br />
und anderen mobilen Einheiten. Mit<br />
einer Frontschutzklasse von IP65<br />
sind die Panel-PCs resistent gegen<br />
Staub und Flüssigkeiten, während<br />
die Zertifizierung nach EN60601-1,<br />
UL und FCC höchste Qualitäts- und<br />
Sicherheitsstandards garantiert.<br />
Die Medico-Panel-PCs sind mit<br />
Windows kompatibel und bieten die<br />
Möglichkeit, auf Win 11 zu aktualisieren.<br />
Die Einbauoption nach<br />
VESA 100 und das robuste Kunststoffmaterial<br />
machen sie zu einer<br />
vielseitigen und strapazierfähigen<br />
Lösung für anspruchsvolle medizinische<br />
Umgebungen. ◄<br />
Mobiler Medical All-in-One PC mit Alder Lake CPU<br />
Mobile Datenerfassung im Krankenhaus: Mit dem EN60601 zertifizierten WMP-24P von ICP Deutschland<br />
lässt sich diese Anforderung mit Leichtigkeit realisieren.<br />
Der WMP-24P All-in-One PC verfügt<br />
über ein 23,8“ Display und bietet<br />
eine Auflösung von 1920x1080.<br />
Die Bedienung und Datenerfassung<br />
erfolgt über den antibakteriellen Projected<br />
Capacitive Touch Screen. Mit<br />
der Alder Lake U CPU steht ausreichend<br />
Prozessorleistung für die<br />
Erfassung sowie Auswertung von<br />
Daten zur Verfügung. Standardvarianten<br />
mit Core i5 oder i7 sind hierbei<br />
wählbar.<br />
Erweiterbarer Speicher<br />
Mit 8 GB Arbeitsspeicher und<br />
einer 128 GB SSD ausgestattet,<br />
können Standardbetriebssysteme<br />
wie Windows 11 verwendet werden.<br />
Wird mehr Speicher benötigt,<br />
so kann der Arbeitsspeicher<br />
auf bis zu 64 GB erweitert werden.<br />
Neben der M.2 NVME SSD<br />
lässt sich auch eine 2,5“ SSD für<br />
eine zusätzliche Backup Datenerfassung<br />
installieren. Über eine Vielzahl<br />
von Schnittstellen lässt sich<br />
der WMP-24P erweitern.<br />
Ein PCIe x4 Erweiterungsslot für<br />
Einsteckkarten, vier USB3.2, eine<br />
RS-232/422/485, eine RS-232, zwei<br />
RJ45 Ethernet Schnittstellen, Audio<br />
Line Out und Mic-IN, DP, HDMI und<br />
HDMI Video-In stehen zur Verfügung.<br />
Der All-In-One PC ist ferner<br />
mit Lautsprechern und LED-Leselicht<br />
ausgestattet.<br />
Stromversorgung<br />
Mit dem 14-24 VDC Input lässt<br />
er sich über die Batterie eines<br />
Schwesternwagens oder mit der<br />
mitgelieferten AC/DC-Stromversorgung<br />
betreiben. Optional lässt<br />
sich der WMP-24P mit eigenen<br />
Batteriepacks versehen, um auf<br />
Wägen ohne integriertem Akkupack<br />
eingesetzt werden zu können.<br />
Ferner sind Varianten mit<br />
58 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Robuste Panel-PCs<br />
mit neuen Intel Celeron J6412 Prozessoren<br />
ICO Innovative Computer GmbH<br />
www.ico.de<br />
Neue Panel-PCs mit Intel Celeron<br />
J6412 Prozessoren sind ab sofort<br />
bei ICO Innovative Computer GmbH<br />
verfügbar. Die Panel-PC-Serie ist<br />
durchgehend mit dem neuesten Intel<br />
Celeron J6412 Prozessor ausgestattet,<br />
der eine Grundtaktfrequenz von<br />
2,00 GHz und eine Burst-Frequenz<br />
von beeindruckenden 2,60 GHz bietet.<br />
Mit 4 Kernen und 4 Threads<br />
überzeugt der Prozessor durch<br />
optimale Performance und Energieeffizienz.<br />
Die Intel UHD-Grafik<br />
sorgt für eine erstklassige visuelle<br />
Darstellung, unterstützt 4K-Auflösung<br />
und gewährleistet somit eine<br />
beeindruckende Bildqualität.<br />
Robustheit und Design<br />
Die Panel-PCs von ICO Innovative<br />
Computer zeichnen sich<br />
nicht nur durch ihre leistungsstarken<br />
Komponenten aus, sondern je<br />
nach Modell auch durch ihre hochwertigen<br />
Edelstahlgehäuse. Dieses<br />
besondere Feature verleiht<br />
den Geräten nicht nur eine ästhetische<br />
Note, sondern sorgt auch<br />
für erhöhte Robustheit und Langlebigkeit.<br />
Die Edelstahl konstruktion<br />
gewährleistet einen zuverlässigen<br />
Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen<br />
und unterstreicht die Qualität<br />
dieser innovativen Computerlösungen.<br />
Vielseitige<br />
Anwendungsbereiche<br />
Die neuen Panel-PCs eignen sich<br />
ideal für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen.<br />
Ob in der industriellen<br />
Automatisierung, im Gesundheitswesen<br />
oder in der Logistik –<br />
die flexiblen Anschluss- und Erweiterungsoptionen<br />
ermöglichen eine<br />
einfache Integration in unterschiedlichste<br />
Systeme. Die Edelstahlgehäuse<br />
machen die Geräte besonders<br />
geeignet für Umgebungen, in<br />
denen erhöhte Anforderungen an<br />
Hygiene und Widerstandsfähigkeit<br />
gestellt werden, wie beispielsweise<br />
in der Lebensmittelindustrie oder im<br />
medizinischen Bereich.<br />
Wichtige Schnittstellen<br />
für höchste Flexibilität<br />
Die Panel-PCs verfügen über<br />
eine umfassende Auswahl an<br />
Schnittstellen, die höchste Flexibilität<br />
und Kompatibilität gewährleisten.<br />
Mit bis zu vier USB-Ports<br />
(2.0/3.0/3.1), PCIe x1, M.2, SIM-<br />
Slot, VGA, HDMI und zahlreichen<br />
seriellen Schnittstellen (RS232,<br />
RS422, RS485) bieten die Geräte<br />
die erforderlichen Verbindungsoptionen<br />
für eine reibungslose Integration<br />
in bestehende Systeme.<br />
Zudem ermöglichen sie durch ihre<br />
Netzwerkanschlüsse (Gigabit LAN,<br />
WLAN optional) eine schnelle und<br />
zuverlässige Kommunikation.<br />
Anpassbarkeit und Beratung<br />
Die Kunden von ICO Innovative<br />
Computer profitieren nicht nur von<br />
hochwertigen Panel-PCs, sondern<br />
auch von der Möglichkeit,<br />
die Systeme in kleiner Stückzahl<br />
in der hauseigenen Fertigung individuell<br />
anpassen zu lassen. Das<br />
erfahrene Team von ICO steht für<br />
eine umfassende und unverbindliche<br />
Beratung zur Verfügung. Interessenten<br />
können sich jetzt unter<br />
der Telefonnummer 06432-9139-<br />
710 an ICO wenden und von der<br />
Expertise bei der Konfiguration<br />
ihrer maßgeschneiderten Lösungen<br />
profitieren. ◄<br />
IP54-Schutz oder isolierten<br />
Schnittstellen verfügbar. Eine<br />
Vielzahl an individuellen Anpassungsmöglichkeiten<br />
können auf<br />
Wunsch von ICP Deutschland<br />
umgesetzt werden.<br />
Spezifikationen<br />
• Weißes, antibakterielles Gehäusedesign<br />
• 4 kV IO-Isolation<br />
• PCIe x4 Erweiterung<br />
• Zahlreiche Optionen wie Hot<br />
Swap Batterien, IP54 Gehäuse,<br />
WLAN, Webcam, RFID, TPM,<br />
FHD Capture usw<br />
• Medical All-In-One PC mit Alder<br />
Lake U Prozessor<br />
• 12. Generation Core-I<br />
• 23,8” Bildschirmdiagonale mit<br />
1080p Auflösung<br />
• EN60601 zertifiziert<br />
• Lüfterloses Gehäusekonzept für<br />
wartungsarmen Betrieb<br />
• Dual Storage mit M.2 und 2,5”<br />
Anwendungsbereiche/<br />
Applikationen<br />
• Datenerfassung<br />
• Schwesternwägen<br />
• Krankenhaus<br />
ICP Deutschland GmbH<br />
www.icp-deutschland.de<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
59
Komponenten<br />
Erfolgreiche Partnerschaft weiter vertieft<br />
CTX beteiligt sich am italienischen Kühlkörper-Hersteller PADA Engineering.<br />
Die CTX-Geschäftsführer Wilfried Schmitz (links) und Jens Mirau (rechts)<br />
freuen sich mit Benedetta Fiorani, Geschäftsführerin von PADA Engineering,<br />
auf die engere Zusammenarbeit. Bilder © CTX Thermal Solutions GmbH<br />
Seit nahezu 25 Jahren besteht<br />
zwischen CTX und PADA Engineering<br />
eine intensive und vertrauensvolle<br />
Kooperation. Jetzt heben die<br />
beiden Unternehmen ihre erfolgreiche<br />
Partnerschaft auf ein neues<br />
Level: CTX hat sich am italienischen<br />
Hersteller für Kühlkomponenten<br />
beteiligt. Vertrieb und Marketing<br />
von CTX und PADA rücken<br />
noch näher zusammen – mit vielen<br />
Vorteilen für die Kunden.<br />
CTX Thermal Solutions GmbH<br />
info@ctx.eu<br />
www.ctx.eu<br />
PADA Engineering mit Sitz in<br />
Calcinelli beliefert CTX schon seit<br />
nahezu 25 Jahren mit Profil- und<br />
Flüssigkeitskühlkörpern. Das traditionsreiche<br />
italienische Unternehmen<br />
entwickelt und fertigt<br />
seit den neunziger Jahren Kühlkomponenten<br />
für elektronische<br />
Geräte und zählt zu den Marktführern<br />
der Branche.<br />
Weltweit<br />
bedarfsgerecht liefern<br />
Mit der Beteiligung von CTX versprechen<br />
sich beide Unternehmen<br />
vor allem für ihre Kunden vielfältige<br />
Vorteile: Kundenwünsche werden in<br />
Zukunft noch schneller realisiert, Lieferketten<br />
verkürzt und beschleunigt<br />
– der Local-to-local-Content wird<br />
erhöht. Nicht zuletzt ist geplant,<br />
das CTX-Lieferportfolio aus Italien<br />
in Zukunft um weitere Kühlkörpertechnologien<br />
zu erweitern, wie zum<br />
Beispiel Skived-Fin-Kühlkörper. Die<br />
aktuellen Lieferanten bleiben darüber<br />
hinaus weiter bestehen, um so<br />
auch wie bisher weltweit bedarfsgerecht<br />
liefern zu können.<br />
Potenziale<br />
gemeinsam ausschöpfen<br />
„Rückblickend ist unsere Beteiligung<br />
an PADA eine durch und durch<br />
konsequente Entscheidung“, so<br />
Wilfried Schmitz, Geschäftsführer<br />
von CTX. „Wir schätzen uns gegenseitig<br />
und freuen uns sehr darauf, in<br />
Zukunft noch enger zusammenarbeiten<br />
und unsere Potenziale gemeinsam<br />
auszuschöpfen.“<br />
Benedetta Fiorani, Geschäftsführerin<br />
von PADA, ergänzt: „Wir sind<br />
stolz, mit dieser Operation das über<br />
die Jahre aufgebaute gegenseitige<br />
Vertrauen besiegelt zu haben. Wir<br />
sind sicher, dass wir gemeinsam<br />
wachsen können, um unseren Kunden<br />
den besten Support zu bieten.“<br />
Kühlkörper von CTX<br />
CTX zählt mit seinen anwendungsspezifischen<br />
Kühllösungen<br />
für die industrielle Leistungselektronik<br />
zur europäischen Spitze<br />
der Branche. Je nach geforderten<br />
Spezi fikationen kann das Nettetaler<br />
Unternehmen dabei auf die unterschiedlichsten<br />
Herstellungsverfahren<br />
zurückgreifen. Aus Italien kommen<br />
derzeit Profil- und Flüssigkeitskühlkörper.<br />
Dieses Lieferportfolio<br />
soll zeitnah um weitere Produkte<br />
wie Skived-Fin-Kühlkörper erweitert<br />
werden.<br />
Profilkühlkörper<br />
– nach ihrem Herstellungsverfahren<br />
auch Extrusionskühlkörper<br />
genannt – sind die Klassiker bei der<br />
Kühlung von Leistungs elektronik.<br />
Sie werden in der Regel aus einer<br />
Aluminium-Stranggusslegierung<br />
mit einer Wärmeleitfähigkeit von<br />
180 W/mK gefertigt. Ihre Rippen<br />
sorgen für eine große Kühlkörperoberfläche<br />
und damit für eine effektive<br />
Wärmeabfuhr durch natürliche<br />
Konvektion. Auf diese Weise<br />
sichern Profilkühlkörper den stabilen<br />
Betrieb von Elektronikbauteilen<br />
und erhöhen deren Lebensdauer.<br />
Flüssigkeitskühlkörper<br />
sind nach wie vor die effizienteste<br />
Kühllösung für Leistungselektronik.<br />
Direkt am Hotspot montiert, transportieren<br />
die kompakten, leistungsstarken<br />
Kühlkörper Wärme zügig ab.<br />
Typische Anwendungsbereiche sind<br />
unter anderem Batteriemanagementsysteme<br />
von Elektrofahr zeugen, die<br />
Medizintechnik, Technologien der<br />
Erneuerbaren Energie und Hochspannungsumrichter.<br />
Skived-Fin-Kühlkörpern<br />
Bei Skived-Fin-Kühlkörpern<br />
werden die Kühlrippen aus einem<br />
Aluminium- oder Kupferblock einzeln<br />
herausgeschält – die Verbindung<br />
zwischen Rippen und Kühlkörper<br />
wird dabei nicht unterbrochen.<br />
Auf diese Weise entstehen<br />
Kühlkörper mit einer hohen Dichte<br />
an besonders feinen und hohen<br />
Rippen, die übergangslos mit der<br />
Kühlkörper basis verbunden sind.<br />
Dies gewährleistet eine hohe spezifische<br />
Leistungsdichte. ◄<br />
Mitarbeiter von PADA Engineering und CTX-Geschäftsführung<br />
60 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Industrietaugliches<br />
mobiles Speicherdevice<br />
mit kompaktem Design<br />
USB 3.2 NANODURA Dual Interface<br />
Der ATP NANODURA Dual ist ein industrietaugliches<br />
mobiles Speicherdevice mit kompaktem<br />
Design und optional zwei Interfaces: Superspeed<br />
USB 3.2 über USB-C unterstützt Datentransferraten<br />
bis zu 5 Gb/s und eine hervorragende<br />
Random Write Performance sowie USB<br />
On The Go (OTG). Das USB-A-Interface entspricht<br />
dem USB-2.0-Standard<br />
Mit Kapazitäten von 32, 64 oder 128 GB TLC<br />
Flash Memory bietet der NANODURA viel Speicherplatz<br />
auf kleinstem Raum: Mit zwei Interfaces<br />
ist er gerade 36,5 mm lang und 12,2 mm<br />
breit. In der Version mit Single USB A Interface<br />
hat er sogar nur eine Länge von 28 mm.<br />
Der integrierte Schreibschutz sichert wichtige<br />
Daten und Programme vor einem versehentlichen<br />
Überschreiben und beugt außerdem einer<br />
Infizierung mit Schadsoftware vor.<br />
Anders als bei den meisten USB-Sticks ist<br />
hier der Schreibschutz nicht mit einem Hardware<br />
Schalter oder Jumper sondern in Software realisiert<br />
und lässt sich wahlweise auf Kommandozeilenebene<br />
oder mit dem von ATP bereitgestellten<br />
Windows Tool an- und abschalten.<br />
Gut geschützt<br />
Der NANODURA wird in SiP (System in Package)<br />
Technologie gefertigt, das heißt, exponierte<br />
Komponenten werden verkapselt und<br />
sind so bestmöglich geschützt und abgeschirmt.<br />
Verpackt in ein robustes Gehäuse hält er damit<br />
auch starken mechanischen Belastungen stand.<br />
Ebenso wichtig wie die mechanische Belastbarkeit<br />
ist für den Einsatz in Industrieanwendungen<br />
die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit eines<br />
Speichermediums. Diese werden durch ausgereifte<br />
Flash Management Technologien sichergestellt.<br />
Dazu zählen globales Wear Leveling<br />
und Bad Block Management oder auch der in<br />
die Firmware integrierte ATP Power-Loss-Protection<br />
(PLP) Mechanismus, der Datenverlust<br />
und -korruption bei unerwarteten Spannungseinbrüchen<br />
vorbeugt.<br />
Individuelle Anpassungen<br />
runden das Angebot ab. Das kann beispielsweise<br />
die Anbringung eines Firmenlogos mit<br />
Lasergravur, oder das Aufspielen von Kundensoftware<br />
sein. Die Zielsetzung ist es, möglichst<br />
jeden Kundenwunsch zu erfüllen.<br />
Sofort verfügbar<br />
Der ATP NANODURA Dual ist ab sofort bei<br />
APdate! erhältlich. Für weitere Informationen<br />
steht das APdate! Team unter 089-122836-10<br />
oder sales@apdate.de zur Verfügung.<br />
ATP und APdate!<br />
ATP ist einer der führenden Hersteller von<br />
hochwertigen NAND Flash und DRAM Produkten<br />
mit einer Erfahrung von über 20 Jahren in<br />
Entwicklung und Produktion von industrietauglichen<br />
Flash Speicher Devices. Der Fokus liegt<br />
dabei auf anspruchsvollen Anwendungen in Industrie,<br />
Telekommunikation, Medizintechnik und<br />
Enterprise Computing.<br />
APdate card solutions ist ein kompetenter<br />
Ansprechpartner für Speichermedien und<br />
deren Anwendungen. Das Unternehmen bietet<br />
Flash Massenspeicher, Schnittstellen module<br />
und Grafikkarten für Industrieanwendungen,<br />
sowie Magnetkarten- und Chipkarten leser und<br />
-schreiber an.<br />
APdate card solutions e.K.<br />
www.apdate.de<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong> 61<br />
ES GIBT<br />
IMMER<br />
EINE<br />
LÖSUNG<br />
... für Elektronikentwicklung<br />
... für Elektronikfertigung<br />
... für High Level Assembly<br />
... mit dem besten EMS-Konzept<br />
Anger 20, OT Ermsleben<br />
06463 Falkenstein/Harz<br />
Telefon: +49 34743 50-0<br />
E-Mail: info@tonfunk.de<br />
www.tonfunk.de
Komponenten<br />
Bediensicher und schmutzresistent<br />
Serie 709/719: Snap-in-Portfolio mit neuer Umspritzung<br />
Franz Binder GmbH & Co.<br />
Elektrische Bauelemente KG<br />
info@binder-connector.de<br />
www.binder-connector.de<br />
Mess- und Handbediengeräte<br />
in hygienekritischen Anwendungsfeldern,<br />
etwa in medizintechnischen<br />
Ausrüstungen, erfordern ein Design,<br />
das neben sicherer Handhabung<br />
auch für Unempfindlichkeit gegen<br />
Verschmutzungen optimiert ist.<br />
binder hat daher seine Snap-in-<br />
Serien 709 und 719 mit einer neuen<br />
Umspritzung ausgestattet, die einhändiges<br />
Stecken und Lösen unterstützt,<br />
aber auch die Schmutzresistenz<br />
verbessert.<br />
Schnell und stabil<br />
binder, ein führender Anbieter<br />
industrieller Rundsteckverbinder,<br />
bietet die Steckverbinder seiner<br />
Produktserien 709 und 719 mit einer<br />
neuen Umspritzung der geraden<br />
Varianten an. Die Steckverbinder<br />
mit Schnappverriegelung zeichnen<br />
sich – gemessen an der Baugröße<br />
– durch hohe Haltekräfte aus, können<br />
aber dennoch schnell gesteckt<br />
und entriegelt werden. Diese Eigenschaften<br />
zahlen sich beispielsweise<br />
in Anwendungen der Messund<br />
medizinischen Gerätetechnik<br />
aus, die gehobenen Anforderungen<br />
an die funktionale Sicherheit<br />
unterliegen.<br />
Sicherheitsrelevante<br />
Eigenschaften verbessert<br />
Da es sowohl in der Mess- als<br />
auch in der Medizintechnik häufig<br />
darauf ankommt, die Geräte und<br />
ihre Schnittstellen vor Verschmutzungen<br />
aus der Umgebung zu schützen,<br />
haben binder-Ingenieure eine<br />
Umspritzung im Dreiecks-Design<br />
entwickelt, die weder Fugen noch<br />
Riefen oder Hinterschnitte aufweist,<br />
in welchen sich Schmutz ansammeln<br />
kann. Die Resistenz der Applikationen<br />
gegenüber Verunreinigungen<br />
erhöht sich damit deutlich.<br />
Außerdem liegen die geraden Produktvarianten<br />
dank der neuartigen<br />
Umspritzung sehr gut in der Hand,<br />
womit einhändiges Stecken und<br />
Lösen der Verbindung sicher und<br />
komfortabel möglich ist.<br />
Knickschutz<br />
Bei der Neuentwicklung der<br />
Umspritzung ist es den Produktdesignern<br />
bei binder gelungen, trotz<br />
des neuen Designs ohne speziellen<br />
Knickschutz die Eigenschaften auf<br />
dem hohen Niveau der Vorgängerversion<br />
zu halten. Der Knickschutz<br />
sorgt dafür, dass die Litzen unter<br />
mechanischer Beanspruchung –<br />
beim Knicken des Kabels – nicht<br />
brechen. Dies wurde anhand von<br />
Biegetests im Vorfeld auch mit dem<br />
neuen Design nachgewiesen.<br />
Produktserien im Überblick<br />
Die Produkte der Snap-in-Serien<br />
709 und 719 bieten Anwendern<br />
die Vorteile eines schnellen und<br />
sicheren Verriegelungssystems<br />
mit hohen Haltekräften. Sie sind<br />
als Kabelstecker und -dosen mit<br />
oder ohne Zugentlastung erhältlich.<br />
Die 3- bis 5-poligen Serien wurden<br />
für Anschlussquerschnitte bis<br />
0,25 mm 2 (bis AWG 24) ausgelegt.<br />
Der Anschluss selbst erfolgt mittels<br />
Löten beziehungsweise Tauchlöten.<br />
Die gemäß IP40 geschützten Produkte<br />
erreichen eine mechanische<br />
Lebensdauer von 100 und mehr<br />
Steckzyklen.<br />
Anwendungsgebiete<br />
• Messtechnik<br />
und Instrumentierung<br />
• Medizintechnik<br />
Eigenschaften<br />
• Schutzart: IP40,<br />
• Polzahl: 3- bis 5-Pol,<br />
• Anschlussart:<br />
Löten, Tauchlöten,<br />
• Bemessungsspannung: 60 V,<br />
• Bemessungsstrom: 3 A,<br />
• Betriebstemperaturbereich:<br />
-25 °C bis +70 °C,<br />
• Lebensdauer:<br />
>100 Steckzyklen. ◄<br />
FACHKRÄFTE GESUCHT?<br />
Finden Sie Mitarbeiter, die zu Ihnen passen – mit<br />
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Angebot anfordern unter info@beam-verlag.de<br />
www.beam-verlag.de<br />
62 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Auswahlprozess jetzt noch einfacher<br />
Serien danach zu gruppieren, welche ähnliche<br />
Merkmale teilen und ähnliche Anforderungen<br />
im Markt erfüllen“, erklärte Wim Vanheertum,<br />
Leiter Produktmarketing.<br />
LEMO, ein führender Hersteller von Hochleistungs-Verbindungslösungen<br />
gibt die Einführung<br />
seines erweiterten Produktfamilienport folios<br />
bekannt, das darauf abzielt, den Auswahlprozess<br />
für Kunden zu vereinfachen.<br />
LEMO Elektronik GmbH<br />
infode@lemo.com<br />
www.lemo.com<br />
Mit dem Engagement, über 90.000 maßgeschneiderte<br />
Lösungen anzubieten, die spezifischen<br />
Anforderungen gerecht werden, erweitert<br />
LEMO kontinuierlich sein Produktangebot,<br />
um den sich wandelnden Marktanforderungen<br />
gerecht zu werden. Das neue Produktfamilienportfolio<br />
wurde entwickelt, um die Präsentation<br />
des umfangreichen Angebots von LEMO zu optimieren<br />
und nach sechs unterschiedlichen Familien<br />
zu ordnen, die auf gemeinsame Funktionalitäten<br />
und spezifische Marktsegmente abgestimmt<br />
sind.<br />
„Wir haben im Wesentlichen zwei Konzepte<br />
verwendet: erstens: sich auf die meistverkauften<br />
Serien zu konzentrieren; und zweitens: die<br />
Die sechs Produktfamilien umfassen:<br />
• ORIGINALS: Konfigurierbar, maßgeschneidert<br />
für individuelle Bedürfnisse.<br />
• REDEL: Für medizinische Anwendungen<br />
bevorzugt, konzipiert für Zuverlässigkeit<br />
und Leistung.<br />
• OPTIMA: Optimale Lösungen, entwickelt<br />
für Effizienz und Gewichtsersparnis<br />
• SUPREME: Extremlösungen, gebaut, um<br />
harten Umweltbedingungen standzuhalten.<br />
• SPECIALTIES: Spezialisierte Lösungen,<br />
um einzigartige Anforderungen zu erfüllen.<br />
• CABLE SOLUTIONS: Einzigartige Kabel -<br />
lösungen, die umfassende Konnektivität<br />
bieten.<br />
Dieses Klassifizierungssystem ermöglicht es<br />
Kunden, schnell die geeigneten Serien für ihre<br />
Anwendungen zu identifizieren und so einen<br />
nahtlosen Auswahlprozess sicherzustellen.<br />
Neben den Produktfamilien betont LEMO<br />
sein Engagement für die Bereitstellung maßgeschneiderter<br />
und umfassender Konnektivitätslösungen<br />
durch eine Reihe von ergänzenden<br />
Dienstleistungen. ◄<br />
Effektiver Schutz vor Überhitzung<br />
Die zuverlässigen Temperatur-Schutzschalter von Klixon<br />
Die Klixon-Thermostate sind temperaturgesteuerte<br />
Schutzschalter, die dazu dienen,<br />
elektrische Geräte vor Überhitzung zu schützen,<br />
um Schäden zu verhindern.<br />
Die bei Telemeter Electronic erhältlichen<br />
Klixon-Thermostate sind für ihre Präzision<br />
und Zuverlässigkeit bekannt. Sie bieten eine<br />
genaue Temperaturregelung und können auch<br />
in sehr anspruchsvollen Umgebungen eingesetzt<br />
werden.<br />
Telemeter Electronic vertreibt sie in verschiedenen<br />
Ausführungen und Größen, um den<br />
Anforderungen unterschiedlichster Anwendungen<br />
gerecht zu werden. Von der Luftund<br />
Raumfahrt über Fahrzeugtechnik, industrielle<br />
Ausrüstung und Medizintechnik bis<br />
hin zu Haushaltsgeräten, Telekommunikation<br />
und Verteidigungstechnik werden sie in einer<br />
breiten Palette von Anwendungen eingesetzt.<br />
Die vielfältige Verwendung unterstreicht ihre<br />
Bedeutung als Schlüsselelemente zur präzisen<br />
Steuerung von Temperaturparametern in<br />
unterschiedlichsten technologischen Umgebungen.<br />
Telemeter Electronic hat dadurch für<br />
jede Anfrage zum Thema „Temperatur Schutzschalter“<br />
die passende Lösung.<br />
Telemeter Electronic GmbH<br />
www.telemeter.info<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
63
Komponenten<br />
Steckverbinder-System<br />
für Kupfer- und LWL-Verbindungen bis 28 Gbit/s<br />
Samtec<br />
www.samtec.com<br />
Die in Produktionsmengen erhältlichen<br />
Hochleistungs-Verbindungssysteme<br />
nutzen denselben Mikrosteckverbinder<br />
in den Konfigurationen<br />
x4, x8 und x12 für Kupferund<br />
Lichtwellenleiter und ermöglichen<br />
so höhere Dichten, vereinfachtes<br />
Leiterplatten-Design und<br />
reduzierte Verlustleistung.<br />
Samtec, Inc. liefert jetzt das Optical<br />
FireFly Micro Flyover System<br />
aus. Es ist das erste Steckverbindungssystem<br />
mit der Flexibilität,<br />
hochleistungsfähige Steckverbindungen<br />
im Mikroformat für Lichtwellen-<br />
und Kupferleiter wechselweise<br />
zu verwenden. Das FireFly-<br />
Micro-Flyover-System besteht aus<br />
einem Transceiver, einem zweiteiligen<br />
Steckverbindungssystem<br />
und Kabel und unterstützt Systeme<br />
mit 14, 16, 25 und 28 Gbit/s in den<br />
Konfigurationen x4, x8 und x12. Für<br />
die hier genannten Produkte bietet<br />
man im Rahmen des Samtec Sudden<br />
Services auf der Samtec-Website<br />
3D-Modelle, eine PCI Expressover-Fiber-Adapterkarte<br />
und Evaluierungskits<br />
an.<br />
Produkte in der Baureihe<br />
Das konfektionierte Modell ECUO<br />
aus dem FireFly Active Optical Micro<br />
Flyover System ist die ideale Wahl<br />
für Hochleistungsanwendungen, wie<br />
KI/HPC, Medizin, Prüf- und Messtechnik<br />
und FPGA. ECUO unterstützt<br />
SerDes bis 56 Gbit/s PAM4<br />
und ist für die Montage in Chip-Nähe<br />
konzipiert. Das für Anwendungen<br />
in den Bereichen Militär, Luft- und<br />
Raumfahrt und Industrie konzipierte<br />
Modell ETUO mit einem erweiterten<br />
Betriebstemperaturbereich von<br />
-40 bis +85 °C überzeugt durch fehlerfreie<br />
Übertragung während der<br />
Durchführung von externen Stoßund<br />
Schwingprüfverfahren gemäß<br />
MIL-STD-810. (Das kostenoptimierte<br />
Modell ECUE wird mit konfektionierten<br />
Kupferkabeln geliefert).<br />
Das Modell PCUO ist die erste<br />
Wahl für hochdichte Anwendungen,<br />
wie z.B. ATE, Mil/Aero, Videoübertragung<br />
und Fertigungsautomatisierung,<br />
und überträgt neben PCIe-<br />
3.0/4.0-Datenraten auch zwei Seitenbandsignale<br />
über bis zu 100 m.<br />
Die temperaturerweiterte Aus führung<br />
PTUO kann von -40 bis +85 °C bei<br />
einer BER besser als 10 -12 betrieben<br />
werden. (Die kostenoptimierte Baureihe<br />
PCUE wird mit konfektionierten<br />
Kupferkabeln geliefert).<br />
Klein und<br />
montagefreundlich<br />
Die Produkte aus dem Optical<br />
FireFly Micro Flyover System erreichen<br />
Übertragungsraten von 14 bis<br />
28 Gbit/s auf einem Mikro-Footprint<br />
von nur 0,63 Quadratzoll (4 cm²)<br />
und kommen so insgesamt auf 265<br />
Gbit/s pro Quadratzoll. Bei allen<br />
Modellen sind die FireFly-Kupferoder<br />
Lichtwellenleitern<br />
austauschbar.<br />
Mit einem<br />
Footprint von nur<br />
11,25 x 21,08 mm<br />
ist das Steckverbindersystem<br />
führend<br />
in der Branche und<br />
kann so in unmittelbarer<br />
Nähe zum<br />
ASIC-Modul verbaut<br />
werden.<br />
Das robuste<br />
zweiteilige Kartenrand-Stecksystem<br />
mit Schweißlaschen,<br />
Rastverriegelung<br />
und Steckführungen<br />
überzeugt<br />
durch einfaches<br />
Stecken und<br />
Ziehen der Kabelkonfektionen,<br />
während Systeme mit<br />
Stirnkontaktierung Verschraubungen<br />
und Befestigungsmittel benötigen.<br />
Ein integrierter Kühlkörper<br />
in Rippen-, Platten-, Faserkerbenoder<br />
kundenspezifischer Ausführung<br />
erleichtert die Montage bei<br />
verbesserten Kühleigenschaften.<br />
Es ist eine Vielzahl an hochdichten<br />
und robusten Konfektionierungsoptionen<br />
erhältlich.<br />
Exzellente Performance<br />
Die Flyover-Kabel von Samtec<br />
nehmen die Datenverbindungen<br />
„von der Leiterplatte“ und sorgen so<br />
für die Optimierung der Signalintegrität<br />
und der elektrischen Eigenschaften.<br />
Evaluierungskits<br />
und Design-Unterstützung<br />
Samtec bietet für das FireFly<br />
Micro Flyover System zurzeit die<br />
Entwicklungskits 14 Gbps FireFly<br />
FMC und 25/28 Gbps FireFly FMC+<br />
sowie das Evaluierungskit 28 Gbps<br />
FireFly an. Das internationale fachübergreifende<br />
Experten-Team von<br />
Samtec ist bereit, Interessenten bei<br />
Entwurf, Entwicklung, Fertigung und<br />
Anwendung der neusten optischen<br />
Lösungen zu unterstützen. ◄<br />
64 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Einsatz metallfreier Pumpen<br />
Qualitätskontrolle von DNA- und RNA-Proben<br />
HNP Mikrosysteme GmbH<br />
hnp-mikrosysteme.de<br />
Ein wichtiges Verfahren für Analysen<br />
und Qualitätskontrollen in<br />
den Life Sciences ist die Elektrophorese<br />
mit Agarosegelen. Grundlage<br />
präziser Ergebnisse ist die<br />
exakte Befüllung der Agarosesäulen.<br />
In diesem Prozess arbeiten<br />
metallfreie Pumpen der HNP<br />
Mikro systeme GmbH.<br />
Pumpen von HNP Mikrosysteme<br />
werden für anspruchsvolle Abfüllaufgaben<br />
in diversen Industriebereichen<br />
eingesetzt. Eine Aufgabe ist<br />
die Herstellung von Agarose säulen<br />
für Elektrophorese-Anwendungen.<br />
Hierbei wird eine niedrigprozentige<br />
Agaroselösung bei bis zu 65 °C in<br />
Dosiermengen von 30 µl - 50 µl in<br />
Kunststoffkapillaren abgefüllt. Die<br />
modulare Pumpe mzr-2942 kommt<br />
zum Einsatz. Es ist eine metallfreie<br />
Pumpe. Die medien berührten Bauteile<br />
dieser Mikropumpe bestehen<br />
aus Keramik und PEEK, um<br />
den Eintrag von Metall ionen auszuschließen.<br />
Agarosegele werden beispielsweise<br />
für die Qualitätskontrolle von<br />
DNA- und RNA-Proben nach kritischen<br />
Arbeitsschritten während<br />
der Herstellung von Genbibliotheken<br />
genutzt. Es werden lediglich Probenvolumina<br />
von 2 µl - 5 µl benötigt.<br />
Bereits nach 20 bis 30 Minuten<br />
liegen die Ergebnisse vor.<br />
In Anwendungen, in denen kleine<br />
und kleinste Flüssigkeitsmengen<br />
hochpräzise dosiert oder kontinuierlich<br />
gefördert werden, sorgen<br />
die Pumpen von HNP Mikrosysteme<br />
für Prozesssicherheit. Fünf<br />
Baureihen von Mikrozahnringpumpen<br />
(mzr-Pumpen) ermöglichen<br />
kleinste Dosiervolumina ab 0,25 µl<br />
und Volumenströme von 1 µl/h bis<br />
1152 ml/min. ◄<br />
Miniatur-SIP-Reed-Relais mit 5-kV-Isolationsspannung<br />
Pickering Electronics, ein Unternehmen<br />
für Reed-Relais, das seit<br />
über 50 Jahren Vor reiter bei Miniaturisierung<br />
und hoher Leistung<br />
ist, hat seine Single-in-Line Reed-<br />
Relais Familie der Serie 104 um<br />
eine Version mit 5-kV-Isolationsspannung-<br />
und einer Schaltspannung<br />
von bis zu 1,5-kV erweitert.<br />
Um eine 5-kV-Isolation zu<br />
erreichen, war bisher ein größeres<br />
Nicht-SIP-Relais Gehäuse (Single-in-Line-Package)<br />
erforderlich.<br />
Vier der neuen 104 5D-Bauteile<br />
passen selbst bei ausreichendem<br />
Freiraum zwischen benachbarten<br />
Teilen auf die gleiche Leiterplattenfläche,<br />
die ein größeres<br />
Modell benötigt.<br />
Kevin Mallett, technischer<br />
Spezialist bei Pickering Electronics:<br />
„Dies ist das erste Miniatur-SIP-Reed-Relais<br />
mit einer<br />
Isolations spannung von bis zu<br />
5 kV und einer Schalt spannung<br />
von bis zu 1,5 kV. Es ist daher<br />
besonders geeignet, wenn ein<br />
kompaktes Design wichtig ist,<br />
da die Bauteile in einem Raster<br />
von nur 6,35 mm bestückt werden<br />
können.“ Trotz seiner Größe<br />
behält das Relais seine zuverlässige<br />
Leistung bei und stellt sicher,<br />
dass Hochspannungsschalt- oder<br />
Steuervorgänge effektiv und sicher<br />
durchgeführt werden können.“<br />
Die Reed-Relais der Serie 104<br />
eignen sich ideal für Mixed-<br />
Signal-Halbleitertester, Kabeltests,<br />
Überwachung der Photovoltaik-<br />
Effizienz, Tests von Elektrofahrzeugen<br />
und Ladepunkten, Bergbaugasanalyse,<br />
Medizintechnik,<br />
In-Circuit-Testgeräte, Hochspannungsinstrumente<br />
und vieles<br />
mehr. 5-kV Reed Relais sind in<br />
1 Form A (SPST-Schließer) und<br />
mit 5-, 12- oder 24-V-Spulen mit<br />
optionaler interner Schutzdiode<br />
erhältlich.<br />
Für erweiterte Betriebstemperaturbereiche<br />
sind die Versionen<br />
104HT für den Betrieb bei -40 °C<br />
bis +125 °C ausgelegt, oder es<br />
sind kundenspezifische Versionen<br />
für bis zu +150 °C erhältlich. Die<br />
104-5-kV-Version füllt eine Lücke<br />
im wachsenden Sortiment von<br />
Hochspannungsrelais von Pickering,<br />
das sich von 1 kV bis 15 kV<br />
erstreckt.<br />
Pickering Electronics<br />
www.pickeringrelay.com<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
65
Sensoren<br />
Berührungsloses Messen leicht gemacht<br />
Evaluation Kit für Füllstandssensoren<br />
Eine zuverlässige und kontaktlose Füllstandsmessung bieten die neuen<br />
Füllstandssensoren von EBE sensors + motion.<br />
In der Welt der industriellen Automatisierung<br />
und Sensortechnologie<br />
stellt die präzise Messung von Füllständen<br />
eine kontinuierliche Herausforderung<br />
dar. EBE sensors+ motion<br />
bringt nun ein Evaluation Kit für Füllstandssensoren<br />
auf den Markt, das<br />
nicht nur durch seine Präzision, sondern<br />
auch durch seine Benutzerfreundlichkeit<br />
besticht. Ziel ist es,<br />
Anwendern ohne tiefgreifende technische<br />
Kenntnisse die Möglichkeit<br />
zu geben, schnell und unkompliziert<br />
valide Messergebnisse zu erzielen.<br />
EBE sensors + motion unterstützt<br />
Medizintechnik-Hersteller als Entwicklungspartner<br />
für individuell entwickelte<br />
mechatronische und sensorische<br />
Komponenten sowie Systeme.<br />
Dazu gehören präzise Sensorik<br />
zur Detektion von Füllständen<br />
oder Positionen, Komponenten für<br />
hygienische und zuverlässige Bedienelemente<br />
und robuste Aktorik.<br />
Intuitive Bedienung<br />
Das Herzstück des Kits ist eine<br />
Software, die speziell entwickelt<br />
wurde, um die Benutzung des Füllstandssensors<br />
so intuitiv wie möglich<br />
zu gestalten. Die Einrichtung<br />
erfolgt in wenigen Schritten: Nach<br />
dem Download der Control Software<br />
von der EBE-Homepage und<br />
dem Verbinden des Sensors über<br />
das beiliegende Interface kann der<br />
Anwender direkt starten. Weitere<br />
Ausrüstung, Schnittstellen oder<br />
Software für Datenauswertung wird<br />
nicht benötigt. Diese Zugänglichkeit<br />
ist besonders für jene von Vorteil,<br />
die sich schnell und effizient mit der<br />
Funktionsweise des Sensors vertraut<br />
machen möchten. Durch die<br />
Verwendung des Evaluation Kits<br />
wird die Anbindung und Kommunikation<br />
mit dem Füllstandssensor<br />
zum Kinderspiel.<br />
Intuitive Software trifft auf<br />
leistungsstarke Hardware<br />
Die grafische Benutzeroberfläche<br />
der Software bietet eine detaillierte<br />
Darstellung der Messwerte, die über<br />
den Sensor erfasst werden. Durch<br />
Features wie Zoom- und Bewegungsfunktionen<br />
des Graphen können<br />
Anwender die Daten genauer<br />
betrachten und analysieren. Eine<br />
Übersicht aller relevanten Informationen<br />
zum Sensor ist stets verfügbar,<br />
was die Bewertung der Sensorleistung<br />
erleichtert. Eine weitere<br />
Funktion ist die Möglichkeit,<br />
Messwerte einfach aufzuzeichnen<br />
und in gängigen Formaten wie .csv<br />
oder .xls zu speichern. Dies ermöglicht<br />
eine effiziente Weiterverarbeitung<br />
und Analyse der Daten, was<br />
besonders für Elektronikentwickler<br />
von großem Nutzen ist.<br />
Anpassung auf Knopfdruck<br />
Die Software erlaubt es dem<br />
Anwender, den Sensor eigenständig<br />
für die Nutzung mit PWM (Pulsweitenmodulation)<br />
zu konfigurieren.<br />
Die Messbereichsgrenzen können<br />
individuell eingestellt werden, um<br />
den Sensor optimal an die jeweiligen<br />
Anforderungen anzupassen.<br />
Bei der Konfiguration der PWM-<br />
Grenzwerte steht die Software unterstützend<br />
zur Seite, was den Prozess<br />
erheblich vereinfacht. Danach<br />
kann der Sensor direkt in das Kundensystem<br />
über die kundenkonfigurierte<br />
PWM-Schnittstelle eingebunden<br />
werden. Zusätzlich stellen alle<br />
Sensoren auch eine Standard-I 2 C-<br />
Schnittstelle zur Verfügung.<br />
Kontaktlose<br />
Füllstandsmessung<br />
leicht gemacht<br />
Mit seinem neuen Evaluation Kit<br />
für Füllstandssensoren bietet EBE<br />
sensors + motion eine benutzerfreundliche<br />
und innovative Lösung<br />
für die Anbindung und Testung von<br />
Füllstandssensoren in der Industrie.<br />
Diese können beispielsweise in der<br />
Medizintechnik bei Dialysegeräten<br />
eingesetzt werden. Die Kombination<br />
aus intuitiver Software und leistungsstarker<br />
Hardware macht dieses Kit<br />
zu einem nützlichen Werkzeug für<br />
jeden, der sich mit der berührungslosen<br />
Messung und Analyse von<br />
Füllständen beschäftigt. Die einfache<br />
Handhabung und die umfangreichen<br />
Funktionen bieten Anwendern<br />
eine bisher unerreichte Flexibilität<br />
und Effizienz bei der Arbeit<br />
mit Füllstandssensoren. ◄<br />
EBE Elektro-Bau-Elemente<br />
GmbH<br />
www.ebe.de<br />
Die Control Software des EBE Evaluation Kits lässt sich intuitiv einbinden und bietet einen übersichtlichen Überblick<br />
über die gemessenen Werte. Bilder © EBE Elektro-Bau-Elemente GmbH<br />
66 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Sensoren<br />
Nicht anfassen! Besser Berührungslos.<br />
a.b.jödden gmbh<br />
info@abjoedden.de<br />
www.abjoedden.de<br />
Im medizinischen Bereich ist Hygiene von größter<br />
Bedeutung, um die Ausbreitung von Krankheitserregern<br />
zu verhindern und die Gesundheit<br />
von Patienten und medizinischem Personal zu<br />
schützen. Eine wirksame Methode, um die Ansteckungsgefahr<br />
zu minimieren, besteht darin, physischen<br />
Kontakt weitestgehend zu vermeiden -<br />
sei es zum Berühren von Gegenständen oder<br />
Menschen. Diese Empfehlungen haben gerade<br />
in Zeiten von Pandemien wie COVID-19 besonders<br />
an Aktualität gewonnen.<br />
Eine Innovation auf dem Gebiet der hygienebewussten<br />
Medizintechnik stellen berührungslose<br />
Messmethoden mittels Magnetfeldern dar.<br />
Mithilfe dieser Technologie wird eine genaue<br />
Datenerfassung ohne unmittelbaren Kontakt<br />
zwischen Messtechnik und Proband ermöglicht.<br />
Somit entfallen potenzielle Quellen für Infektionen,<br />
was sowohl für Patienten als auch Pflegepersonal<br />
von großem Nutzen ist.<br />
Diese Technik kommt auch in der Sensorik<br />
der Spezialisten von a.b.jödden zum Tragen.<br />
Hier trägt das berührungslose Messen zusätzlich<br />
dazu bei, den Verschleiß zu minimieren. Die<br />
voll vergossene, autoklavierbare Verschalung<br />
sorgt zudem dafür, dass eine Reinigung, fast<br />
ebenso intensiv wie bei medizinischem Werkzeug,<br />
vorgenommen werden kann.<br />
So kann jeder Bereich, der auf Hygiene angewiesen<br />
ist, optimiert werden. ◄<br />
Messe Frankfurt Group<br />
11. – 13.06.<strong>2024</strong><br />
NÜRNBERG<br />
DRIVING<br />
MANUFACTURING<br />
FORWARD<br />
Tauchen Sie ein in die Welt<br />
der Elektronikfertigung.<br />
Sie möchten die neuesten Trends der Elektronikfertigung<br />
hautnah erleben, Ihr Fachwissen erweitern und sich mit<br />
Branchenexperten austauschen?<br />
Dann tauchen Sie ein in die Welt der Elektronikfertigung<br />
und seien Sie dabei, wenn die SMTconnect <strong>2024</strong> in<br />
Nürnberg wieder ihre Tore öffnet. Mit dem Fokus auf<br />
Surface Mount & Microelectronics Manufacturing<br />
Technologies ist die SMTconnect die einzige Fachmesse<br />
in Europa, die den gesamten Produktionsprozess für<br />
mikroelektronische Baugruppen und Systeme abdeckt.<br />
Nutzen Sie diese Gelegenheit, um Ihr Partnernetzwerk<br />
auszubauen und sich einen schnellen Marktüberblick zu<br />
verschaffen.<br />
Jetzt mehr erfahren und Ticket sichern:
Stromversorgung<br />
Steckernetzgeräte für Medizin-, Industrieund<br />
Haushaltsanwendungen<br />
Alle Steckernetzteile der NGE-Serien sind ab<br />
sofort in den Leistungsklassen NGE12 (12 W),<br />
NGE18 (18 W), NGE30 (30 W), NGE45 (45 W),<br />
NGE60 (60 W) und NGE90 (90 W) in den Ausgangsspannungen<br />
5, 9, 12, 15, 18, 24 und<br />
48 VDC bei Fortec Power erhältlich.<br />
Die wichtigsten Fakten im Überblick:<br />
• Eingangsspannungsbereich: 80 - 264 VAC<br />
• AC-Wechselstecker<br />
• Wirkungsgrad bis zu 92 %<br />
• Leerlaufleistung von
3“x5“ Open-Frame-Netzteile<br />
für Medizin, Hausgeräte und Industrie<br />
Stromversorgung<br />
Nach den Serien LOP-200 und LOP-300 im<br />
2”x4“-Format bietet FORTEC Power neue, leistungsstarke<br />
3“x5“ Open-Frame-Netzteile mit<br />
bis zu 600 W an, die speziell für den Einsatz in<br />
Medizin, Haushaltsgeräten und Industrie entwickelt<br />
wurden.<br />
Emtron electronic GmbH<br />
www.emtron.de<br />
Die Serien LOP-400, -500 und -600 des Herstellers<br />
Mean Well bieten eine beeindruckende<br />
Leistung bis zu 600 W in einem kompakten Formfaktor<br />
an. Die geringe Bauhöhe von nur 27,5 mm,<br />
30,5 mm oder 35 mm macht sie besonders in<br />
Applikationen interessant, die aus praktischen<br />
oder ästhetischen Gründen ein flaches Design<br />
erfordern (z. B. Monitore, Netzwerkrouter, KVM-<br />
Switches oder Rack-Einschübe) aber auch einen<br />
großen Leistungsbedarf haben. Der hohe Wirkungsgrad<br />
von bis zu 95 % und ein äußerst<br />
geringer Leistungsbedarf im Standby-Betrieb<br />
sorgen für geringe Energiekosten.<br />
Sicherer Betrieb<br />
Diese Open-Frame-Netzteile sind ideal für<br />
den sicheren Betrieb von induktiven und kapazitiven<br />
Lasten mit hohem Einschaltstrom. Die<br />
Spitzenlast von 150 % für max. 3 Sekunden<br />
sorgt für einen stabilen Lastanlauf, ohne auf ein<br />
über dimensioniertes Netzteil zurück greifen zu<br />
müssen. Der Betriebstemperaturbereich von -40<br />
bis +80 °C ermöglicht den Einsatz auch unter<br />
extremen Bedingungen.<br />
Zertifizierungen<br />
Die LOP-Serie erfüllt nicht nur die Anforderungen<br />
von OVC III, sondern entspricht auch<br />
den Sicherheitsstandards EN 62368-1, EN<br />
60601-1, EN 60335-1 und EN 61558-1. Diese<br />
Zertifizierungen machen sie zu einer zuverlässigen<br />
Wahl für Anwendungen in der Informationstechnik,<br />
Medizin, Automation und Haushaltsgeräten.<br />
Die wichtigsten Fakten<br />
im Überblick:<br />
• Eingangsspannungsbereich:<br />
80 - 264 V AC<br />
• 150 % Spitzenleistung<br />
für maximal 3 s<br />
• Anschluss Schutzklasse I (mit PE)<br />
und Schutzklasse II (ohne PE) möglich<br />
• Wirkungsgrad bis zu 95 %<br />
• Leerlaufleistung von < 0,5 W<br />
• Kühlung durch freie Konvektion,<br />
Lüfterkühlung (extern)<br />
• Betriebstemperatur<br />
von -40 bis +80 °C<br />
• Betriebshöhe: max. 5000 m<br />
• Schutz gegen Kurzschluss, Überlast,<br />
Überspannung, Übertemperatur<br />
• Schutzmaßnahmen: 2x MOPP<br />
• Geräteklassifizierung:<br />
BF (Body Floating)<br />
• Ableitstrom < 0,5 mA<br />
• Patientenableitstrom<br />
< 0,070 mA<br />
• Ausgang: 12 V DC/ 0,5 A<br />
für Lüfteranschluss<br />
• Überspannungskategorie:<br />
OVC III<br />
• EMV-Normen:<br />
EN 55011, EN 55032,<br />
EN 60601-3-2,<br />
EN 60601-3-3,<br />
EN 61000-3-2,<br />
EN 61000-3-3,<br />
EN 61000-4-2,<br />
EN 61000-4-4,<br />
EN 61000-4-6<br />
• Sicherheitsnormen:<br />
EN 60601-1, UL 62368-1,<br />
EN 62368-1, IEC 62368-1,<br />
CCC GB4943.1, EN 61558-1,<br />
EN 61558-2-16, EN 60335-1<br />
• CE-, UKCA-Zeichen<br />
• 3 Jahre Herstellergarantie ◄<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
69
Bedienen und Visualisieren<br />
Bedienen und Beobachten in<br />
Automatisierungssystemen<br />
Panel-Computer mit<br />
Fronttafel-Befestigung<br />
Stand-alone Computer mit IPC<br />
Stand-alone Display ohne PC<br />
In jedem Automatisierungssystem<br />
wird eine Bedien- und Anzeige-Einheit<br />
benötigt. Diese B&B-Geräte<br />
werden entweder nur als Display<br />
geliefert oder sind bereits mit IPC<br />
bestückt. Das Display ist in einer<br />
Vielfalt an Diagonalen, Auflösungen,<br />
Grafikeigenschaften und Formaten<br />
erhältlich; dazu kommt die resistive<br />
oder kapazitive (pcap) Touchtechnik<br />
mit 10-Finger- und Handschuh-<br />
Bedienung.<br />
<br />
MASS GmbH<br />
info@mass.de<br />
www.mass.de<br />
Auch müssen die Gehäuse die<br />
Komponenten bei frei stehendem<br />
Einsatz (stand-alone) schützen und<br />
werden z. B. mit Standfuß, Schwenkarm<br />
oder Wandbefestigung angeboten.<br />
Alternativ dazu sind die Panel-<br />
PCs vorbereitet zum Einbau in eine<br />
Fronttafel, ein Pult, eine Säule oder<br />
eine Schaltschranktür.<br />
Permanente<br />
Weiterentwicklung<br />
Wenn ein IPC im B&B-Gerät<br />
benötigt wird, müssen die permanenten<br />
Weiterentwicklungen von<br />
Prozessor, Betriebssystem, Grafikeigenschaft,<br />
Schnittstellen und<br />
Zusatzfunktionen berücksichtigt<br />
und die jeweils neueste Softwareversion<br />
bedacht werden. MASS bietet<br />
die Software FRONT FACE zum<br />
selbst-programmieren (ohne Hochsprachenkenntnisse)<br />
an.<br />
Spezifische Anpassungen<br />
Die Beständigkeit des B&B-<br />
Gerätes gegen Frost, Hitze, Schock,<br />
Verunreinigungen und Erschütterungen<br />
sowie die Fernbedienung per<br />
Handy sind Alltagsthemen. Auch<br />
die Reinigung des Deckglases mit<br />
feuchten Tüchern, die Kratzfestigkeit<br />
und Entspiegelung der Oberfläche,<br />
die Ablesung aus größerer Entfernung<br />
und breiterem Blick winkel,<br />
die Helligkeitsregelung sowie höhere<br />
Schutzart (z. B. im Freien oder in<br />
der Medizintechnik) ist für manche<br />
Einsätze zwingend. Auch die Netzteile<br />
sind daraufhin auszulegen. Mit<br />
den neuen Anwendungen für Roboter-<br />
und Industrie 5.0-Einsätze steigt<br />
die Anzahl der B&B-Varianten weiter<br />
an und führt zu permanenten<br />
Anpass-Entwicklungen.<br />
Breites Sortiment<br />
an Touchdisplays<br />
Für die meisten dieser Anforderungen<br />
hat MASS während<br />
seiner 42-jährigen Tätigkeit in<br />
der Industrie automation Lösungen<br />
erarbeitet.<br />
Ein breites Sortiment an Touchdisplays<br />
mit oder ohne Gehäuse<br />
bildet eine eigene Produktgruppe<br />
im MASS-Lieferprogramm. Es werden<br />
allerdings nur solche Komponenten<br />
angeboten, die im Gegensatz<br />
zu Konsumerware kurz fristig<br />
und Langzeit-verfügbar, dazu aber<br />
robust und trotzdem preisgünstig<br />
sind. ◄<br />
Kontraststark von allen Seiten<br />
DISPLAY VISIONS GmbH<br />
www.lcd-module.de<br />
Herkömmliche LCD-Displays<br />
sind sehr blickwinkelabhängig. Werden<br />
sie zur Seite geneigt, schwindet<br />
der Kontrast und die Farben<br />
verfälschen sich. Nicht so bei den<br />
IPS-Panels der Display Visions<br />
GmbH. Bei dieser neuen Technologie<br />
bleiben auch bei schrägster<br />
seitlicher Betrachtung die Farben<br />
erhalten und die Kontraste gestochen<br />
scharf.<br />
Gerade beim Einsatz mobiler<br />
Geräte sind die Lichtverhältnisse<br />
und Blickwinkel nicht immer optimal.<br />
Mit der EA-TFT-Serie hat<br />
Display Visions deshalb eine Reihe<br />
von kompakten Mini-Grafikdisplays<br />
auf den Markt gebracht, die aus<br />
allen Blickwinkeln eine kontrastreiche<br />
Darstellung bieten. Durch<br />
die spezielle Ausrichtung der Flüssigkristalle<br />
kippen auch bei schräger<br />
seitlicher Betrachtung weder<br />
Farben noch Kontrast, wie es beispielsweise<br />
bei herkömmlichen TN-<br />
Panels der Fall ist.<br />
Dank der 1.000 cd/m² hellen Hintergrundbeleuchtung<br />
(typ.) sind die<br />
Displays auch bei direkter Sonneneinstrahlung<br />
noch gut ablesbar.<br />
Trotzdem sind sie durch den Einsatz<br />
hocheffizienter LEDs sehr sparsam<br />
im Verbrauch. Damit eignen<br />
sie sich hervorragend für den Einsatz<br />
in mobilen Geräten.<br />
Verschiedene Größen<br />
Derzeit bietet Display Visions<br />
die neuen IPS-Displays in neun<br />
verschiedenen Größen (0,96“ bis<br />
10,1“) mit Auflösungen von 80x160<br />
bis 1.280x800 Bildpunkten an.<br />
Bereits die kleinsten Größen können<br />
mit einem kapazitiven Touchpanel<br />
kombiniert werden.<br />
70 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Innovativer Touch-Schalter<br />
Bedienen und Visualisieren<br />
HY-LINE Safety Key – der Schalter für PCAP-Fronten mit der Sicherheit eines mechanischen Schalters<br />
Der Value Added Distributor und<br />
Lösungsanbieter HY-LINE Technology<br />
hat mit dem Safety Key ein Eingabegerät<br />
entwickelt, das im Vergleich<br />
zu einer einzelnen Taste in<br />
PCAP-Technologie mit erhöhter<br />
Zuverlässigkeit arbeitet.<br />
HY-LINE Technology GmbH<br />
www.hy-line-group.com<br />
Das zum Patent angemeldete<br />
Verfahren ermöglicht die Entwicklung<br />
hochwertiger Oberflächen mit<br />
Touch-Eingabe und bietet dabei die<br />
Sicherheit eines mechanischen<br />
Tasters.<br />
Nahtlose Integration<br />
Aus Gründen der Hygiene sind<br />
im medizinischen Bereich Oberflächen<br />
mit hervorstehenden Schaltern<br />
oder Spalten an der Frontseite<br />
wenig wünschenswert. Der HY-<br />
LINE Safety Key lässt sich hingegen<br />
nahtlos in die Frontplatte integrieren.<br />
Die flächenbündige Oberfläche<br />
kann mit einer Vertiefung<br />
zur einfachen Führung des Fingers<br />
strukturiert werden, so dass<br />
der Safety Key ohne Blick auf das<br />
Gerät gefunden wird.<br />
Sichere Eingabe<br />
Für eine sichere Eingabe per<br />
Berührungstaste verfügt der HY-<br />
LINE Safety Key über zwei unabhängige<br />
Kanäle mit zwei unterschiedlichen<br />
Technologien zur Auswertung<br />
der Berührung einer Oberfläche.<br />
Ein Kanal verwendet einen<br />
konventionellen PCAP-Sensor mit<br />
einer geschickten Anordnung des<br />
Sensorbereichs, der an sich bereits<br />
redundant ist und somit eine höhere<br />
Sicherheit bietet. Der zweite Kanal<br />
basiert auf einem optischen LiDAR-<br />
Sensor. Beide Kanäle müssen ein<br />
positives Berührungsereignis melden,<br />
bevor der Ausgang die Information<br />
an ein nachfolgendes Gerät<br />
weiterleitet.<br />
Der Prototyp ist für die Darstellung<br />
einer einzelnen Taste ausgelegt,<br />
die Anzahl der Tasten kann<br />
jedoch erweitert werden, zum Beispiel<br />
für eine numerische Tastatur.<br />
https://www.hy-line-group.com/safety-key<br />
Unterstützung vom<br />
Design-In bis zur Nullserie<br />
HY-LINE bietet umfassende<br />
Unterstützung bei der Integration<br />
des Safety Key in ein Zielsystem.<br />
Er kann in ein Kundendesign, bestehend<br />
aus dem Touchscreen-Display<br />
und der Frontscheibe, integriert<br />
werden. Für die Integration<br />
gibt es verschiedene Ansätze. Er<br />
kann als separates Bauteil hinter<br />
dem Glas installiert werden, oder<br />
sein PCAP-Teil kann in ein größeres<br />
Display integriert werden. Entsprechend<br />
den Spezifikationen des<br />
Zielgeräts müssen der PCAP-Sensor<br />
und der optische Sensor feinabgestimmt<br />
werden. Zu den Parametern<br />
gehören unter anderem die<br />
Empfindlichkeit bei Bedienung mit<br />
oder ohne Handschuh und der Aktivierungsabstand.<br />
Dieser ist davon<br />
abhängig, ob der Finger sofort eine<br />
Schaltfunktion auslösen oder eine<br />
bestimmte Zeit auf der Kontaktfläche<br />
ruhen soll, bevor die Funktion<br />
ausgeführt wird. Auf Wunsch<br />
erstellt HY-LINE Prototypen sowie<br />
Null serien für Kunden. ◄<br />
Die Ansteuerung der kleinen<br />
Displays erfolgt einfach über eine SPI-<br />
Schnittstelle. Alternativ ist auch eine<br />
Anbindung über RGB-, 8-Bit- oder<br />
16-Bit-Datenbus möglich. Ebenso sind<br />
eine Reihe Displays auch als komplette<br />
HMI-Lösung mit SPI-, RS-232-<br />
oder USB-Anschluss, sowie diverser<br />
Ein- und Ausgänge erhältlich.<br />
Langfristig verfügbar<br />
Konzipiert für den robusten Einsatz<br />
in Industrie und Medizintechnik<br />
können diese Displays in einem<br />
weiten Temperaturbereich von<br />
-20 °C bis +70 °C betrieben werden.<br />
Ihre Lebensdauer liegt bei 50.000<br />
Stunden. ◄<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
71
Bedienen und Visualisieren<br />
Klarer Blick – unabhängig von den<br />
Umgebungsbedingungen<br />
Die neuen 15,6“ Full-HD Displays von Tianma (Vertrieb: GLYN) sind für den vielfältigen Einsatz<br />
sowohl in Innenräumen als auch im Freien entwickelt worden.<br />
die Bahn und den Bau bis hin zur Medizin, Luftfahrt<br />
und Schifffahrt.<br />
Die Helligkeit der hochwertigen LEDs der Hintergrundbeleuchtung<br />
erreicht beeindruckende<br />
1.000 cd/m², was selbst bei direkter Sonneneinstrahlung<br />
eine klare Sicht gewährleistet. Mit<br />
einer Halbwertszeit von 50.000 Stunden sind<br />
die Displays zudem äußerst langlebig.<br />
Durch das LVDS-Interface mit Unterstützung<br />
für 6- oder 8-Bit Farben sind vielfältige Darstellungsmöglichkeiten<br />
gegeben. Der Temperaturbereich<br />
von -30 °C bis 85 °C ermöglicht den<br />
Einsatz in extremen Umgebungen.<br />
Die Displays P1560FHF1MB00 und P1560FH-<br />
F2MA00 bieten ein hohes Kontrastverhältnis von<br />
bis zu 1500:1 für gestochen scharfe Bilder. Der<br />
optionale Touch sensor, gefertigt von Tianma,<br />
ermöglicht eine extrem präzise Bedienung und<br />
erweitert so die Einsatzmöglichkeiten in Anwendungen,<br />
die eine genaue Interaktion auch unter<br />
rauen Bedingungen erfordern.<br />
Die beiden Modelle P1560FHF1MB00 und<br />
P1560FHF2MA00 bieten eine erstklassige<br />
Bildquali tät und überzeugen durch ihre robuste<br />
Bauweise. Sie zeichnen sich durch ihre SFT (IPS)<br />
Technologie aus, die eine herausragende Ablesbarkeit<br />
von flachen Blickwinkeln ermöglicht. Deshalb<br />
sind sie optimal für verschiedenste Anwendungen<br />
geeignet: von der Landwirtschaft über<br />
Glyn Jones GmbH und Co.<br />
Vertrieb von elektronischen<br />
Bauelementen KG<br />
www.glyn.de<br />
www.beam-verlag.de<br />
MIT EINEM KLICK<br />
SCHNELL<br />
INFORMIERT!<br />
• Umfangreiches Fachartikel-<br />
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• Aktuelle Produkt-News<br />
aus der Elektronikbranche<br />
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und Einkaufsführer als E-Paper<br />
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• Ausgewählte Workshops<br />
und Seminare<br />
72 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
8-Megapixel-Farbbildschirm<br />
für Teleradiologie und Pathologie<br />
Bedienen und Visualisieren<br />
EIZO präsentiert mit dem RadiForce MX317W<br />
einen neuen 30,5-Zoll-Farbmonitor mit 8 Megapixeln<br />
(4096 x 2160 Pixel). Er eignet sich<br />
gleicher maßen für die Diagnose von radiologischen<br />
Schnittbildern und projektionsradiografischen<br />
Bildern – abgesehen von Mammografien.<br />
Neben bewährten Features wie der<br />
präzisen Anzeige von Graustufen- und Farbbildern,<br />
überzeugt der MX317W durch seine<br />
USB-C-Signalschnittstelle mit zahlreichen<br />
Docking-features – und ist damit insbesondere<br />
interessant für die Teleradiologie.<br />
Hohe Bildqualität<br />
und umfangreiche Funktionen<br />
Der RadiForce MX317W folgt dem bisherigen<br />
Model MX315W und verfügt über eine<br />
ebenso hohe Bildqualität und umfangreiche<br />
Funktionen. Hierzu gehört die DICOM-GSDFkonforme<br />
Graustufen-Anzeige, damit Leuchtdichteabstufungen<br />
in monochromen medizinischen<br />
Bildern wie Röntgenaufnahmen, CT<br />
oder MRT konsistent bleiben. Zum Leistungsspektrum<br />
zählt überdies die Farbdarstellung<br />
zur Anzeige von Bildern, die in der Endoskopie,<br />
Nuklearmedizin und im Ultraschall verwendet<br />
werden. Dies sorgt für Flexibilität bei der Reproduktion<br />
und Überprüfung von Bildern aus verschiedenen<br />
Modalitäten.<br />
USB-C-Konnektivität<br />
Die USB-C-Konnektivität des MX317W ermöglicht<br />
es, mit nur einem einzigen Kabel sowohl<br />
das Bildsignal und Daten zu übertragen als auch<br />
ein angeschlossenes Gerät mit bis zu 94 W<br />
Leistung zu versorgen. Ein zusätzliches Netzteil<br />
für ein Notebook oder MacBook Pro ist deshalb<br />
meist nicht mehr nötig. Darüber hinaus ist<br />
der Monitor für eine stabile Netzwerkverbindung<br />
mit einem LAN-Anschluss ausgestattet. Somit<br />
können auch mobile Geräte, denen ein eigener<br />
RJ45-LAN-Anschluss fehlt, ohne zusätzliche<br />
Adapter mit dem kabelgebundenen Netzwerk<br />
verbunden werden.<br />
EIZO Europe GmbH<br />
www.eizo.de<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
EIZO RadiForce MX317W<br />
HDMI- und Display-Port-Anschlüsse<br />
Selbstredend weist der MX317W auch einen<br />
HDMI- und zwei Display-Port Anschlüsse auf.<br />
Der Monitor hat außerdem drei USB-Typ-A-<br />
Anschlüsse für den einfachen Anschluss von<br />
Peripheriegeräten wie einer externen Tastatur,<br />
Maus oder Webkamera sowie einen zusätzlichen<br />
USB-C-Downstream-Anschluss, der sogar die<br />
Verknüpfung eines weiteren Monitors im Daisy-<br />
Chain-Verfahren ermöglicht.<br />
Modus für die digitale Pathologie<br />
Der MX317W ist das erste Gerät der<br />
RadiForce-Reihe, das über einen speziellen<br />
Modus für die digitale Pathologie verfügt. Dieser<br />
bietet individuelle Einstellungen für die detailgetreue<br />
Darstellung mikroskopischer Zell- und<br />
Gewebe strukturen auf dem Monitor. Bei der Verwendung<br />
von EIZO Monitoren für die Pathologie<br />
wird empfohlen, das gesamte System einschließlich<br />
des Scanners zu evaluieren.<br />
Nachhaltigkeit<br />
EIZO versucht, durch Materialauswahl, Produktion<br />
und Transport so nachhaltig und ressourcenschonend<br />
wie möglich zu handeln. Die<br />
Gehäuseteile des MX317W bestehen zu mehr<br />
als 70 % aus recyceltem Kunststoff. Dadurch<br />
wird die Menge des in die Umwelt gelangenden<br />
Plastikmülls verringert, Ressourcen werden<br />
geschont und die Wiederverwendung von<br />
Materialien gefördert.<br />
Darüber hinaus reduziert EIZO die Verwendung<br />
von Plastik und Styropor in seinen Verpackungen,<br />
um die Umweltbelastung zu verringern.<br />
Für die Transportpolster des MX317W wird<br />
Zellstoff aus recyceltem Karton und Zeitungspapier<br />
anstelle von herkömmlichem recyceltem<br />
Polystyrol oder Kunststoff verwendet. Die Kabel<br />
sind statt in Plastiktüten in Papier eingewickelt.<br />
Zusätzliche Merkmale<br />
• Hohe Maximal-Helligkeit von 550 cd/m 2<br />
(typisch)<br />
• Kontrastverhältnis von 1800:1 (typisch)<br />
• CR-, CT-, Endoskopie- und Pathologie-Modi<br />
• RadiCS LE Software zur Qualitätskontrolle<br />
des Monitors, Light Edition im Lieferumfang<br />
enthalten<br />
• Integrierter Leuchtdichtesensor für die Kalibrierung<br />
nach DICOM GSDF oder für den<br />
Pathologie-Einsatz<br />
Verfügbarkeit<br />
Der MX317W ist ab sofort in Europa erhältlich.<br />
Das Datum der Verfügbarkeit kann je nach<br />
Land oder Region variieren.<br />
Empfohlenes Zubehör<br />
• Qualitätssicherungssoftware: EIZO RadiCS<br />
und EIZO RadiNET Pro<br />
• Komfortbeleuchtung: RadiLight<br />
• Empfohlene Grafikkarte: EIZO MED-XN72 ◄<br />
73
Software/Tools/Kits<br />
Ultra Low Power trifft Dual Core:<br />
Systemlösung für die Medizintechnik der Zukunft<br />
Alle Bilder © Rutronik<br />
Die rasante Entwicklung in der<br />
Medizintechnik hat in den letzten<br />
Jahren zu einigen bahnbrechenden<br />
Innovationen geführt, die nicht nur<br />
die Genauigkeit und Effizienz medizinischer<br />
Geräte verbessern, sondern<br />
auch das Leben der Patienten<br />
positiv beeinflussen. Die zunehmende<br />
Verfügbarkeit von kleinen,<br />
tragbaren, flexiblen und intelligenten<br />
Health Care-Devices, darunter Blutdruckmessgeräte,<br />
Insulinpumpen<br />
und Zuckermessgeräte, ermöglicht<br />
einen verbesserten und erleichterten<br />
Zugang zur Gesundheitsvorsorge<br />
und -versorgung, eines der<br />
zentralen gesellschaftlichen Themen.<br />
Zeitgleich steigen jedoch die<br />
Anforderungen an die Datensicherheit,<br />
die Miniaturisierung elektronischer<br />
Komponenten, die Energieeffizienz<br />
und die Integration von<br />
langlebigen, verlässlichen Konnektivitätslösungen.<br />
Große Herausforderungen<br />
Hersteller stehen zudem vor<br />
der Herausforderung extrem wirtschaftlich<br />
zu agieren und die Timeto-Markt<br />
durch möglichst kurze<br />
Entwicklungsphasen zu optimieren.<br />
Die unterschiedlich langen<br />
Lieferzeiten einzelner Bauteile<br />
und die angespannte Fachkräftesituation<br />
erschweren die Situation<br />
zusätzlich. Effektive Unterstützung<br />
erhalten Hersteller dieser<br />
Applikationen durch Development<br />
Kits. Diese Tools stellen<br />
eine vorgefertigte Testumgebung<br />
dar, die bereits eine Auswahl relevanter,<br />
innovativer Komponenten<br />
beinhaltet und so die Vorentwicklungsphase<br />
nachhaltig verkürzen<br />
kann. Mit welchen Merkmalen ein<br />
Development Kit für die Medizintechnik<br />
punktet, fasst der folgende<br />
Beitrag zusammen.<br />
Daten schützen<br />
– egal wo das Gerät sich befindet.<br />
Die steigende Vernetzung<br />
medizinischer Geräte bringt<br />
immense Vorteile, birgt jedoch<br />
auch erhebliche Risiken für die<br />
Patientensicherheit.<br />
Speziell, wenn Health Care-<br />
Devices außerhalb einer geschützten<br />
Umgebung wie einem Krankenhaus<br />
genutzt werden, müssen<br />
ermittelte Daten mittels Technologien<br />
vor einem unberechtigten<br />
Zugriff geschützt werden. Ermöglicht<br />
wird dies durch fortschrittliche<br />
Verschlüsselungstechnologien und<br />
sichere Datenübertragungssysteme,<br />
wie eine On-Chip-Verschlüsselung,<br />
die Datenverarbeitung „on the<br />
Edge“ und die physische Trennung<br />
von Daten mittels Dual-Core-Technologie.<br />
Hierbei werden die schützenswerten<br />
Daten auf einem Kern<br />
verschlüsselt, während Prozesse,<br />
bei denen keine sensiblen Daten<br />
integriert sind, auf einem zweiten<br />
Kern ablaufen.<br />
Insbesondere bei Insulinpumpen<br />
und Zuckermessgeräten, die<br />
die Daten von Diabetespatienten<br />
verarbeiten, ist die Gewährleistung<br />
höchster Sicherheitsstandards von<br />
lebenswichtiger Bedeutung.<br />
Autor:<br />
Stephan Menze<br />
Head of Global Innovation<br />
Management<br />
Rutronik Elektronische<br />
Bauelemente GmbH<br />
www.rutronik.com<br />
Rutronik System Solutions setzt bei dem Base Board RDK3 auf die PSoC 64 Secured MCU von Infineon mit einer<br />
Platform Security Architecture (PSA).<br />
74 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Software/Tools/Kits<br />
Der PSoC 64 ist derzeit der einzige Mikrocontroller mit einem Bluetooth Low<br />
Energy Link Layer.<br />
Große Leistung<br />
in kleinen Dimensionen<br />
Die Miniaturisierung elektronischer<br />
Komponenten ist ein zentraler<br />
Treiber für die Fortschritte<br />
in der Medizintechnik. Durch den<br />
Einsatz von mikroskopisch kleinen<br />
Bauteilen können Geräte deutlich<br />
kompakter gestaltet werden, ohne<br />
dabei an Leistungsfähigkeit einzubüßen.<br />
Dies ermöglicht nicht nur<br />
leichtere und handlichere medizinische<br />
Geräte, sondern trägt auch<br />
zur Reduzierung von Kosten und<br />
Energieverbrauch bei.<br />
Bei Blutdruckmessgeräten ist die<br />
Miniaturisierung besonders spürbar.<br />
Präzise Sensoren und Hochleistungschips<br />
ermöglichen kompakte<br />
Designs, ohne Kompromisse bei<br />
der Messgenauigkeit einzugehen.<br />
Die Miniaturisierung spielt speziell<br />
bei tragbaren Geräten eine entscheidende<br />
Rolle, da sie den Patienten<br />
einen bequemeren und diskreteren<br />
Einsatz ermöglicht.<br />
Energieeffizienz<br />
Nachhaltigkeit in der Medizintechnik:<br />
Die zunehmende Portabilität<br />
von medizinischen Geräten,<br />
insbesondere bei Insulinpumpen<br />
und Zuckermessgeräten, erfordert<br />
eine effiziente Energieverwaltung.<br />
Energieeffiziente Komponenten und<br />
fortschrittliche Batterietechnologien<br />
sind daher essenziell, um die<br />
Lebensdauer der Geräte zu verlängern<br />
und den Patienten eine zuverlässige<br />
Nutzung zu gewährleisten.<br />
Moderne Insulinpumpen, die kontinuierlich<br />
Insulin abgeben, profitieren<br />
von energieeffizienten Pumpenmotoren<br />
und intelligenten Steuerungssystemen.<br />
Zuckermessgeräte, die<br />
regelmäßig Blutzuckerwerte überwachen,<br />
setzen auf energieeffiziente<br />
Sensortechnologien und innovative<br />
Stromsparmechanismen, um Batteriewechsel<br />
zu minimieren.<br />
Drahtlose Konnektivität<br />
Die Integration von Bluetooth Low<br />
Energy, als Ultra-Low Power Standard,<br />
hat die drahtlose Konnektivität<br />
in der Medizintechnik revolutioniert.<br />
Diese energiesparende Blue tooth-<br />
Variante ermöglicht eine zuverlässige<br />
Datenübertragung bei minimalem<br />
Energieverbrauch über Jahre<br />
hinweg. Bei der Überwachung von<br />
Körperwerten in Echtzeit, wie bei<br />
Blutdruck- oder Zuckermessgeräten,<br />
spielt BLE eine entscheidende<br />
Rolle.<br />
Insulinpumpen profitieren ebenfalls<br />
von BLE, da sie drahtlos mit<br />
Messgeräten kommunizieren können.<br />
Dies erleichtert nicht nur die<br />
Anpassung von Insulinraten basierend<br />
auf aktuellen Blutzuckerwerten,<br />
sondern ermöglicht auch die<br />
konstante Fernüberwachung durch<br />
medizinisches Personal.<br />
Stabile Konnektivität<br />
Ein weiterer Vorteil von BLE liegt<br />
in der besonders stabilen Konnektivität.<br />
Dafür kommt das Adaptive<br />
Frequenzsprungverfahren (Adaptive<br />
Frequency Hopping, AFH) zur<br />
Anwendung. Hintergrund ist, dass<br />
der 2,4-GHz-Frequenzbereich von<br />
diversen Funktechniken genutzt<br />
wird, vom WLAN-Standard 802.11b<br />
ebenso wie von Bluetooth, so die<br />
Leistungsfähigkeit abnimmt und<br />
es zu Interferenzen kommt. Mittels<br />
AFH wird bei drohender Beeinträchtigung<br />
der Übertragungsfrequenz<br />
von Bluetooth, z. B: durch ein<br />
WLAN (802.11), der Übertragungskanal<br />
sowie die Frequenzsprung-<br />
Sequenz verändert. Ziel ist dabei<br />
immer den Übertragungskanal mit<br />
der geringsten Interferenzgefahr zu<br />
nutzen. Zwar ist bei Wi-Fi-Lösungen<br />
ein höherer Datendurchsatz möglich,<br />
doch steigt damit auch der Stromverbrauch<br />
signifikant an. Gerade<br />
bei Health Care-Applikationen ist<br />
die Datenmenge jedoch verhältnismäßig<br />
klein, so dass Verbindungen<br />
mittels Bluetooth Low Energy die<br />
bessere Wahl sind.<br />
Unterstützung für die<br />
Medizintechnik der Zukunft<br />
Die voranschreitenden Entwicklungen<br />
in den Bereichen Sicherheit,<br />
Miniaturisierung, Energieeffizienz<br />
und Konnektivität haben die Medizintechnik<br />
nachhaltig verändert.<br />
Die Integration dieser Technologien<br />
in Health Care-Devices ermöglicht<br />
nicht nur präzisere Diagnosen<br />
und personalisierte Therapien,<br />
sondern verbessert auch<br />
die Lebensqualität der Patienten<br />
durch benutzerfreundliche, effiziente<br />
und kostensensitive Lösungen.<br />
Die Innovationen der Medizintechnikbranche<br />
konzentrieren sich u. a.<br />
auf die User Experience der Patienten,<br />
um deren Alltag so angenehm<br />
und minimal invasiv wie möglich<br />
zu gestalten.<br />
Mit Development Kits versetzen<br />
Distributoren Hardware- und<br />
Firmwareentwickler in die Lage,<br />
den Zeitaufwand in der Vorentwicklungsphase<br />
sowie die Kosten<br />
zu reduzieren und tragen maßgeblich<br />
dazu bei, dass neue Applikationen<br />
wesentlich schneller auf den<br />
Markt gebracht werden können –<br />
und noch mehr Menschen in ihrer<br />
Gesundheitsversorgung unterstützt<br />
werden können. ◄<br />
Da die Software von Rutronik System Solutions auch in der ModusToolbox von Infineon enthalten ist, steht eine<br />
Entwicklungsumgebung zur Verfügung, mit der Effizienzgewinne realisiert werden können.<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
75
Software/Tools/Kits<br />
Fünf wichtige Schritte<br />
zur Verbesserung der Codequalität<br />
Alle wollen Software von höherer<br />
Qualität - und das in kürzerer Zeit.<br />
Das gilt auch für die Software für<br />
Medizinprodukte, egal ob kleine,<br />
erschwingliche Verbrauchergeräte<br />
und Devices bis hin zu großen klinischen<br />
Geräten. Die Anforderungen<br />
an moderne Softwareentwicklungsteams<br />
sind enorm - von erhöhtem<br />
Wettbewerbs- und Marktdruck über<br />
steigende Funktionalität und Komplexität<br />
bis hin zu höheren Erwartungen<br />
an Produktqualität, Sicherheit<br />
und Zuverlässigkeit. Agile Entwicklungsmethoden<br />
werden häufig<br />
bevorzugt, weil sie versprechen,<br />
schneller auf Veränderungen zu reagieren<br />
und Kundenanforderungen<br />
besser zu erfüllen.<br />
Wiederholbare Prozesse<br />
schaffen<br />
Oft werden Agile und DevOps<br />
als Möglichkeit verkauft, Software<br />
schneller und mit weniger Ressourcen<br />
zu entwickeln. Dies ist jedoch<br />
nicht die Absicht. Angesichts der<br />
Tatsache, dass 70 % der IT-Projekte<br />
scheitern oder ihre Ziele nicht<br />
erreichen, sind intelligente Entwicklungsteams<br />
bestrebt, ihre Entwicklungspraktiken<br />
zu verbessern, um<br />
nicht nur ein Projekt erfolgreich<br />
abzuschließen, sondern auch<br />
einen wiederholbaren Prozess für<br />
künftige Iterationen und Produkte<br />
zu schaffen. Dieser Beitrag erläutert,<br />
wie man die für agile und iterative<br />
Methoden erforderliche Agilität<br />
erreichen kann, um nicht nur<br />
ein Endprodukt zu erhalten, sondern<br />
ein Produkt bzw. Gerät, das<br />
die Qualitäts- und Sicherheitsziele<br />
erfüllt und übertrifft.<br />
keiten haben. Oftmals verlieren die<br />
Teams die angestrebte Agilität, weil<br />
sie sich zu sehr oder zu wenig im<br />
Testen verzetteln.<br />
Dabei gilt kontinuierliches Testen<br />
als Lösung für die Probleme von<br />
Softwareteams, die DevOps und<br />
agile Entwicklung einführen. Wikipedia<br />
definiert kontinuierliches Testen<br />
als „... den Prozess der Durchführung<br />
automatisierter Tests als Teil<br />
der Softwarebereitstellungspipeline,<br />
um sofortiges Feedback über<br />
die mit einem Software-Release-<br />
Kandidaten verbundenen Geschäftsrisiken<br />
zu erhalten“. Trotz dieser einfachen<br />
Definition ist die Implementierung<br />
von Continuous Testing und<br />
seine Optimierung im Laufe der Zeit<br />
eine ganz andere Sache, und darauf<br />
fokussiert dieser Beitrag.<br />
Von der Eistüte<br />
zur Testpyramide<br />
Die ideale Testpyramide definiert,<br />
wo Zeit und Aufwand in einem Projekt<br />
am besten investiert werden.<br />
In der idealen Pyramide investiert<br />
man wertvolle Zeit und Mühe in eine<br />
umfassende Suite von Unit-Tests an<br />
der Basis der Pyramide, unterstützt<br />
durch API- und Service-Tests, und<br />
in eine viel kleinere Anzahl von System-<br />
und GUI-basierten Tests an<br />
der Spitze der Pyramide (Bild 1).<br />
Allerdings wird diese Pyramide<br />
oft in einen Eiskegel umgewandelt.<br />
Die Teams verbrauchen zu viel Zeit<br />
und Mühe auf fragile und komplexe<br />
GUI-Tests auf Systemebene, bei<br />
denen die gesamte Funktionalität<br />
implementiert und integriert werden<br />
muss - was dazu führt, dass<br />
sie nicht in der Lage sind, die Tests<br />
in den früheren Phasen des SDLC<br />
kontinuierlich durchzuführen. Der<br />
Schlüssel zum erfolgreichen kontinuierlichen<br />
Testen liegt darin, die<br />
Eistüte zum Schmelzen zu bringen<br />
und sich auf die Erstellung automatisierter<br />
Unit- und API-Tests zu konzentrieren,<br />
die kontinuierlich ausgeführt<br />
werden können, während die<br />
Entwickler die neue Funktionalität<br />
implementieren (Bild 2).<br />
Qualität durch<br />
kontinuierliches Testen<br />
– in fünf Schritten<br />
1. Aufbau einer Basis<br />
für Unit-Tests<br />
Eine Basis für Unit-Tests schaffen,<br />
indem man die Erstellung, Ausführung<br />
und Wartung von Tests automatisiert.<br />
Nur wenn man die Erstel-<br />
Autor:<br />
Ricardo Camacho<br />
Parasoft<br />
www.parasoft.com<br />
Kontinuierliches Testen<br />
Es zeigt sich, dass Testen sowohl<br />
das Problem als auch die Lösung<br />
ist, um schneller eine bessere Codequalität<br />
zu erreichen. In einem agilen<br />
Prozess können viele Entwicklungsschritte<br />
reduziert werden, um<br />
sinnvolle Teile der Funktionalität zu<br />
entwerfen und zu implementieren.<br />
Die Integration der neuen Funktionalität<br />
ist jedoch riskant und<br />
der Umfang der Tests unklar. Das<br />
Testen ist einer der Hauptgründe,<br />
warum Softwareteams bei der Einführung<br />
agiler Methoden Schwierig-<br />
Bild 1: Die ideale Testpyramide zeigt auf, in welche Aufgaben mehr Zeit und<br />
Aufwand investiert werden sollte. Alle Bilder © Parasoft<br />
76 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Software/Tools/Kits<br />
Bild 2: Die Testpyramide in der Praxis ist in vielen Fällen ein ‚Eiskegel‘.<br />
lung und Pflege von Unit-Tests vereinfacht,<br />
werden Entwicklungsteams<br />
projektweite Unit-Tests für alle Komponenten<br />
einführen.<br />
Man sollte die Testautomatisierung<br />
sowohl für die Testerstellung<br />
als auch für die Testausführung und<br />
das Testmanagement einführen und<br />
die aktuelle Unit-Test-Suite erweitern,<br />
um so viel Code des Produkts<br />
wie sinnvoll einzubeziehen.<br />
2. UI-zentrierte Tests am Ende<br />
des Zyklus vermeiden<br />
meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />
Man sollte sich nicht auf späte,<br />
fragile UI-zentrierte Tests verlassen,<br />
die nur dazu führen, dass die<br />
Diagnose und Behebung von Problemen<br />
am zeitaufwändigsten und<br />
teuersten wird. Anstatt sich auf die<br />
Automatisierung aller manuellen<br />
Testszenarien zu konzentrieren, ist<br />
es ratsam, in eine solide Basis von<br />
Unit- und API-Tests zu investieren,<br />
um sicherzustellen, dass die Architektur,<br />
die mit der Benutzeroberfläche<br />
kommuniziert, von Anfang<br />
an solide ist.<br />
Obwohl Tests auf Systemebene<br />
weiterhin wichtig und notwendig<br />
sind, sollten sie nicht an erster Stelle<br />
stehen. Es ist auch nicht der richtige<br />
Zeitpunkt, um kritische Architektur-,<br />
Leistungs- und Sicherheitsprobleme<br />
zu entdecken. Softwareteams<br />
können ihre Abhängigkeit von<br />
diesen UI- und Systemtests verringern,<br />
indem sie eine solide Basis<br />
von Unit- und API-Tests aufbauen.<br />
Wenn man die folgenden Empfehlungen<br />
befolgt, sollte ein Großteil<br />
der Systeme bereits gut getestet<br />
sein, bevor mit dem Testen auf Systemebene<br />
begonnen wird.<br />
Die statische Analyse sollte<br />
auch dazu verwendet werden, die<br />
gesamte Codebasis, einschließlich<br />
Legacy-Code und Code von Drittanbietern,<br />
zu analysieren, um Fehler<br />
und Sicherheitslücken aufzudecken,<br />
die man beim Testen übersehen<br />
könnte. Darüber hinaus ist die<br />
statische Analyse wichtig für die<br />
Durchsetzung von Programmierstandards<br />
im Projekt.<br />
3. Verstehen der<br />
Codeabdeckung für die<br />
gesamte Testpyramide<br />
Es ist wichtig, die Codeabdeckung<br />
über die gesamte Pyramide und die<br />
Rückverfolgbarkeit zu den Anforderungen/User<br />
Stories zu begreifen,<br />
ansonsten wissen die Entwicklungsteams<br />
nicht, was getestet wurde und<br />
was nicht. Versteht man die Testabdeckung<br />
nicht, weiß man auch nicht,<br />
was auf jeder Ebene der Pyramide<br />
getestet werden muss - das bedeutet,<br />
dass selbst kleine Änderungen<br />
so viele Tests erfordern, dass der<br />
gesamte Prozess ins Stocken gerät.<br />
4. Vorverlagerung (shift-left)<br />
mit Service-Virtualisierung<br />
Die Service-Virtualisierung von<br />
Anwendungsabhängigkeiten ermöglicht<br />
automatisierte API-Tests zu<br />
einem viel früheren Zeitpunkt im Entwicklungszyklus.<br />
Ein höherer Automatisierungsgrad<br />
und eine frühere<br />
Fehlererkennung sind entscheidend<br />
für den Erfolg. Die frühere Durchführung<br />
von API-Tests hilft, kritische<br />
Aspekte des Systems, wie<br />
z. B. Performance und architektonische<br />
Stabilität, zu erkennen.<br />
Dies ist auch eine wichtige Phase<br />
für Sicherheitstests.<br />
5. Einsatz von Change Impact<br />
Analyse zur Beschleunigung<br />
der agilen Entwicklung<br />
Die Änderungsauswirkungsanalyse<br />
kann die agile Entwicklung auf<br />
der Basis von Builds beschleunigen,<br />
um die Risiken zu verstehen, die mit<br />
jeder neuen Iteration verbunden<br />
sind. Die durch die Change Impact<br />
Analyse gewonnenen Erkenntnisse<br />
sind der Schlüssel, um sicherzustellen,<br />
dass sich das Testen nur darauf<br />
konzentriert, was getestet werden<br />
muss, und nicht auf den üblichen<br />
Schrotflinten-Ansatz.<br />
Ein wirklich kontinuierliches<br />
Testen ist nur durch eine intelligente,<br />
datengestützte Entscheidungsfindung<br />
möglich. Die Fokussierung<br />
des Entwicklungsteams auf ein Minimum<br />
an Tests, um eine angemessene<br />
Abdeckung in jeder Iteration<br />
zu gewährleisten, ist der Schlüssel,<br />
um wieder Agilität in die agilen<br />
Entwicklungsmethoden zu bringen.<br />
Den Weg<br />
zur kontinuierlichen<br />
Verbesserung aufzeichnen<br />
Es überrascht nicht, dass der<br />
beste Anfang darin besteht, die Testpyramide<br />
zu betrachten und dann<br />
zu bewerten, wo ein Projekt derzeit<br />
steht (Bild 3). Fragen sollten sein:<br />
• Gibt es eine solide Grundlage an<br />
automatisierten Unit-Tests, die pro<br />
Build ausgeführt werden?<br />
• Werden so viele Produkt-APIs wie<br />
möglich automatisiert getestet?<br />
• Kommt Virtualisierung zum Einsatz?<br />
• Basiert das Testen auf einer komplexen<br />
Reihe von manuellen UI-<br />
Tests, die erst ausgeführt werden<br />
können, wenn das System<br />
fast fertig ist?<br />
Höhere Code-Qualität<br />
Wichtige Testmethoden und<br />
-werkzeuge: Aufgrund der hohen<br />
Arbeitsbelastung von innovativen<br />
Softwareentwicklungsteams ist es<br />
schwierig, Produkte fristgerecht und<br />
spezifikationsgerecht zu entwickeln.<br />
Obwohl Teams mit Entwicklungsmethoden<br />
wie Agile sich darauf zu<br />
konzentrieren können, das Richtige<br />
für den Kunden zu entwickeln,<br />
sind die Projekte immer noch verspätet<br />
und fehleranfällig. Um signifikante<br />
Verbesserungen zu erzielen,<br />
sollte eine solide Basis an automatisierten<br />
Unit-Tests eingeführt und<br />
API-Tests frühzeitig und häufig mit<br />
Hilfe von Service-Virtualisierungslösungen<br />
(wie z. B. Parasoft Virtualize)<br />
durchgeführt werden. Nicht zu<br />
vergessen ist, dass sich die Testergebnisse<br />
deutlich optimieren lassen,<br />
wenn Daten aus modernen, hochentwickelten<br />
Software-Testanalysen<br />
zur Steuerung des Testmanagements<br />
zur Anwendung kommen. ◄<br />
Bild 3: Der Weg zur Verbesserung basiert auf dem Aufbau einer geeigneten<br />
Testpyramide, Automatisierung sowie Datenerfassung und -analyse.<br />
77
Design<br />
Die Zukunft des Gesundheitswesens<br />
Revolutionierung der Patientenversorgung durch personalisierte Medizin und Simulationstechnologie<br />
2. Austausch medizinischer Geräte optimieren:<br />
Die Simulation hilft, Designkompromisse<br />
zu analysieren und das Design kleinerer,<br />
energieeffizienterer Wearables und<br />
Implantate zu optimieren.<br />
3. Elektromagnetische Wechselwirkungen<br />
zwischen Geräten: Um die Sicherheit, wie<br />
MRT-Kompatibilität, und Zuverlässigkeit der<br />
personalisierten Medizin zu gewährleisten,<br />
hilft die Modellierung der Wechselwirkungen<br />
zwischen Geräten und Umwelt bei der Bewertung<br />
von Schwachstellen.<br />
In der Gesundheitsfürsorge erweist sich der<br />
traditionelle Ansatz „one size fits all“ als unzureichend.<br />
Computermodellierung und -simulation<br />
revolutionieren den Bereich und ebnen<br />
den Weg zu einem individuelleren und effizienteren<br />
Gesundheitssystem. Das traditionelle<br />
Modell der Gesundheitsfürsorge vernachlässigt<br />
oft die unterschiedlichen Bedürfnisse der<br />
einzelnen Patienten, was zu Ineffizienz führt,<br />
die Kosten übersteigt und die Versorgungsqualität<br />
beeinträchtigt. Die personalisierte Gesundheitsfürsorge,<br />
die durch Computermodellierung<br />
und -simulation unterstützt wird, bietet die Möglichkeit,<br />
Behandlungen auf bestimmte Patienten<br />
zuzuschneiden. Dadurch wird die Gesundheitsfürsorge<br />
erschwinglicher und effizienter.<br />
Anwendung personalisierter Medizin<br />
Aktuelle Anwendungen der personalisierten<br />
Medizin sind z. B. intelligente Geräte und tragbare<br />
Geräte zur Überwachung physiologischer<br />
Parameter. Diese Technologien werden oft als<br />
Spielerei abgetan. Sie können jedoch einen<br />
erheblichen Einfluss auf die Patientenversorgung<br />
haben, insbesondere bei gefährdeten<br />
Bevölkerungsgruppen wie Senioren und Kleinkindern.<br />
Autor:<br />
Thierry Marchal<br />
Chief Technologist Healthcare for EMEA<br />
Ansys<br />
www.ansys.com<br />
Damit medizinische Wearables jedoch auf<br />
breiter Basis eingesetzt werden können, müssen<br />
sie zugänglicher und erschwinglicher werden.<br />
P4-Medizin<br />
Die partizipative Medizin, bei der Menschen<br />
kontinuierlich medizinische Daten austauschen,<br />
könnte in Zukunft zur Norm werden.<br />
Dieser kollektive Datenpool, kombiniert mit<br />
fortgeschrittener prädiktiver Modellierung, führt<br />
zu einer P4-Medizin – personalisiert, partizipativ,<br />
prädiktiv und präventiv.<br />
Dies ist eine langfristige Vision. Der Übergang<br />
zur personalisierten Medizin ist jedoch bereits<br />
im Gange und verspricht eine bessere Präventivmedizin<br />
und eine höhere Lebensqualität.<br />
Technische Simulation:<br />
Schlüssel zum Erfolg<br />
Die Gesundheitsindustrie muss die technologischen<br />
Lücken in der Bioelektronik schließen,<br />
um den Herausforderungen der personalisierten<br />
Medizin zu begegnen. In sechs Schlüsselbereichen<br />
sind Innovationen erforderlich: zuverlässige<br />
Messung von Parametern, Optimierung<br />
von Geräten, elektromagnetische Wechselwirkungen,<br />
Patientensicherheit, Zuverlässigkeit<br />
von Software und benutzerfreundliche Schnittstellen.<br />
Um diese Lücken zu schließen, erweist<br />
sich die technische Simulation als kosteneffiziente<br />
Lösung.<br />
1. Parameter zuverlässig messen:<br />
Die Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren<br />
und Kliniken ist entscheidend, um medizinisch<br />
relevante und leicht messbare Parameter<br />
zu identifizieren. Simulationen helfen,<br />
Wearables anzupassen und sicherzustellen,<br />
dass die Stabilität bei unterschiedlichen<br />
Patientengruppen und Anwendungsbedingungen<br />
erhalten bleibt.<br />
4. Patientensicherheit gewährleisten und<br />
regulatorische Anforderungen erfüllen:<br />
Um Sicherheitsbedenken und regulatorische<br />
Anforderungen zu berücksichtigen, demonstriert<br />
die technische Simulation die Produktleistung<br />
in einer virtuellen Umgebung.<br />
5. Eingebettete Software und anwenderfreundliche<br />
Benutzeroberflächen: Die virtuelle<br />
Modellierung ermöglicht den Entwurf und<br />
das Testen fehlerfreier Software und Schnittstellen.<br />
Dadurch wird eine optimale Geräteleistung<br />
und Benutzerinteraktion gewährleistet.<br />
6. Die Schnittstelle zwischen Gesundheitswesen<br />
und Hightech: Die Gesundheitsbranche<br />
kann viel von der Hightech-Branche lernen,<br />
die Digitalisierung und Personalisierung<br />
bereits angenommen hat. Die Zusammenarbeit<br />
zwischen den Sektoren kann ein Motor<br />
für Innovationen sein, die zu maßgeschneiderten<br />
Lösungen für Verbraucher sowie Patienten<br />
führen.<br />
Eine gesunde Perspektive<br />
für das Gesundheitswesen<br />
In dem Maße, wie die Personalisierung im<br />
Gesundheitswesen an Bedeutung gewinnt,<br />
wird die Simulation zu einem entscheidenden<br />
Werkzeug für eine kosteneffiziente und risikofreie<br />
Produktentwicklung. Durch den Einsatz von<br />
Simulationstechnologien können Gesundheitsexperten<br />
den Entwicklungsprozess beschleunigen<br />
und den Weg für eine neue Ära der personalisierten<br />
Gesundheitsversorgung ebnen.<br />
Die Konvergenz von personalisierter Medizin<br />
und Simulationstechnologie läutet eine neue Ära<br />
im Gesundheitswesen ein. Durch die Bewältigung<br />
der Herausforderungen und die Einführung<br />
innovativer Lösungen kann die Gesundheitsbranche<br />
eine Zukunft einläuten, in der eine<br />
individualisierte, zielgerichtete Versorgung zur<br />
Norm wird, was letztendlich die Ergebnisse für<br />
die Patienten verbessert und die Gesamtkosten<br />
des Gesundheitswesens senkt. ◄<br />
78 meditronic-journal 2/<strong>2024</strong>
Das Micro-CelsiStrip® (= MC) rechts auf<br />
dem IC hat in der Vergangenheit die Temperaturwerte<br />
60°C und 71°C erreicht. Die<br />
82°C und 93°C wurden nie erreicht, also<br />
ist dort keine Dauerschwärzung erfolgt.<br />
Das Micro-CelsiStrip® links auf dem IC<br />
hat 60°C nie erreicht oder überschritten.<br />
Die Felder sind weiss verblieben.<br />
Micro-CelsiStrip® 5 x 11 mm.<br />
Dieses CelsiClock® (= CC) mit dem Bereich<br />
von 99°C bis 177°C trägt fünf Temperaturansprechschwellen.<br />
Dieses CC®<br />
durchlief mit Komponenten einen thermischen<br />
Alterungsprozess. Vorgegebene<br />
Prozessgrenzwerte wurden erreicht. Komponenten<br />
zur weiteren Verarbeitung freigegeben.<br />
CelsiClock® ø12 mm.<br />
Dieser Jumbo-CelsiStrip® (= CSJ) ist auf<br />
einem Transportrohr für Milchprodukte appliziert.<br />
Regelmässige Heissspülungen mit<br />
Desinfektmittel sind Vorschrift. Im Rohrsystem<br />
müssen überall Mindesttemperaturwerte<br />
erreicht und auch dokumentiert<br />
werden. Das CSJ ist die beweiskräftige<br />
Dokumentation. Sondermodelle möglich.<br />
SPIRIG<br />
SWITZERLAND<br />
Celsi ®<br />
registrieren MAX-Temperaturwerte<br />
Apply and Forget Until You Inspect!<br />
CelsiStrip ® CelsiClock ® CelsiPoint ®<br />
Irreversibles Aufzeichnen der je an Oberflächen aufgetretenen<br />
MAXIMALEN - Temperaturwerte.<br />
Selbstklebendes Celsi® auf Testfläche aufbringen.<br />
T-werte und T-kombinationen von +40°C bis +260°C.<br />
Genauigkeit ±1,5 %. Reaktionszeit unter 1 Sekunde.<br />
Beim Ueberschreiten des Temperaturwertes erfolgt eine<br />
Dauerschwärzung des ursprünglich weissen Feldes.<br />
Gratisversand DHL ab Bestellwert €200.-, unter €200 DHL Versand €15,50<br />
EuSt (=MwSt) DHL Verrechnung direkt an Empfänger<br />
Gratismuster erhalten -> celsi@spirig.com<br />
Diesen selbstklebende CelsiStrip® (= CS-A) für einen automobilen Kurzversuch rasch<br />
auf einem Bremszylinder aufgebracht. Kein aufwendiges Installieren von Messkabel und<br />
Instrumentarium im Auto. Verfügbar mit acht (8) oder fünf (5) diversen Messwerten.<br />
Dieser CelsiPoint® (= CP) ist in (40) verschiedenen<br />
T-Werten lieferbar. Bei einem<br />
Heissluft-Trocknungsprozess hat dieser<br />
Teil eines Prints die 82°C sicher überschritten,<br />
aber um Wieviel?<br />
Empfehlung: Mehrbereichs MC nutzen.<br />
Detailiierte Angaben und Preise<br />
CelsiPoint® ø 9 mm.<br />
Diese beiden Jumbo-CelsiDot® (= CDJ)<br />
93°C Etiketten sind links auf einem E-Motor<br />
und rechts auf einer Getriebebox platziert.<br />
Motorgehäuse hat die 93°C überschritten,<br />
das Getriebe nicht. Die grosse<br />
weisse Fläche kann auch auf Distanz optisch<br />
gut erkannt werden.Standardmässig<br />
verfügbar in 54°C, 93°C und 121 °C.<br />
Jumbo-CelsiDot® 14 x 14 mm.<br />
50+ years of development, manufacturing and<br />
distribution<br />
Dipl. Ing. Ernest Spirig<br />
Hohlweg 1 8640 Rapperswil Switzerland<br />
Telefon: (+41) 55 222 6900 Fax: (+41) 55 222 6969<br />
celsi@spirig.com<br />
www.spirig.com<br />
°C 40 43 46 49 54 60 66 71 77 82 88 93 99 104 110 116 121 127 132 138 143 149 154 160 166 171 177 182 188 193 199 204 210 216 224 232 241 249 254 260 °C