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2-2024

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 />

m.weide@beam-verlag.de<br />

Sabine Tzschentke, Tel.: 06421/9614-11<br />

sabine.tzschentke@beam-verlag.de<br />

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 />

INTEGRIERTER KÜHLUNG<br />

DAS IST NEU!<br />

• S + SX: 2 Geometrien für<br />

schwierigste Materialien<br />

• Durchmesser von 0,2 bis 1,0 mm<br />

• Keine Werkzeugabdrängung<br />

• Gratfreies Fräsen<br />

IHR NUTZEN!<br />

• Fräsen: 3 Mal schneller<br />

• Standzeit: 3 Mal länger<br />

• Maximale Prozesssicherheit<br />

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 />

BORN<br />

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 />

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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 />

Hilf mit! Gemeinsam schützen wir weltweit Wälder<br />

und ihre Bewohner. Spende jetzt auf wwf.de/wald<br />

meditronic-journal 2/<strong>2024</strong><br />

Die Vernichtung der Wälder in Amazonien und weltweit bedroht Millionen von<br />

Arten – und unsere Gesundheit. Der WWF setzt sich in Projekten vor Ort, bei<br />

Unternehmen und auf politischer Ebene für ihren Schutz ein. Hilf uns dabei<br />

mit deiner Spende. WWF Spendenkonto: IBAN DE06 5502 0500 0222 2222 22<br />

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 />

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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 />

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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 />

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aus der Elektronikbranche<br />

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und Einkaufsführer als E-Paper<br />

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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

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