FUTURE MANUFACTURING - Maschinen und Komponenten für die Medizintechnik - Magazin für intelligente Produktion - VDMA Verlag
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FUTURE MANUFACTURING Magazin für intelligente Produktion Maschinen und Komponenten für die Medizintechnik www.future-manufacturing.eu 3/2019
Medizintechnik
braucht Partner.
Mit Fokus.
Fachmesse für Medizintechnik · Messe Stuttgart
Save the Date!
5.–7. Mai 2020
Technologien, Prozesse und Materialien für Produktion und Fertigung von
Medizintechnik: Die Kombination aus Fachmesse, Foren, Workshops
und Networking lässt Sie wertvolle Geschäftskontakte knüpfen und gibt
zukunftsweisende Impulse.
Technology for Medical Devices
Folgen Sie uns auf Twitter: @T4Mexpo T4M-expo.de · #T4Mexpo
Medizinische Helferlein
Zahlen, Daten, Fakten
Aus dem Rollator wird ein Roboter: Die Gehhilfe kann Menschen zu mehr
Bewegung verhelfen. Medizinischen Statistiken zufolge stürzen in Deutsch-
land vier bis fünf Millionen Senioren pro Jahr. Aus Angst, erneut hinzufallen,
bewegen sich viele Patienten kaum noch. Das Mobility Innovation Center
der Universität Nagoya und Panasonic haben eine Lösung vorgestellt,
die Senioren mobil halten soll. Ihre Gehhilfe hat einen Elektromotor und
Bremsen. Systeme der künstlichen Intelligenz (KI) erkennen sogar Probleme
beim Gehen und bremsen den Rollator automatisch ab.
Nutzer von E-Zigaretten haben ein um 34 Prozent erhöhtes Herzinfarkt-
Risiko. Ihr Risiko einer koronaren Herzkrankheit ist um 25 Prozent erhöht,
die Wahrscheinlichkeit, eine Depression zu entwickeln, um 55 Prozent
höher. Zu dem Ergebnis kommt das Team um Dr. Mohinder Vindhyal von
der Universität Kansas. Die Studie nutzte Daten des National Health Inter-
view Survey. Daten von über 96.000 Teilnehmern wurden ausgewertet.
Bild: AdobeStock / wladimir1804
Editorial
Keine Kompromisse in der Medizintechnik
In kaum einer anderen Branche sind die Anforderungen an die Qualität der Produkte, an ihre Sicher-
heit und Zuverlässigkeit, so hoch wie in der Medizintechnik. Kompromisse können und werden
keine eingegangen, denn es geht um die Gesundheit und das Wohlergehen von Menschen.
Die Medizintechnik ist auch aus diesem Grund eine innovative und dynamisch wachsende Branche.
Rund ein Drittel des Umsatzes wird mit Produkten erzielt, die seit Markteinführung höchstens drei
Jahre alt sind. Für die laufende Erneuerung und Erweiterung des Produktsortiments investieren
Hersteller und Zulieferer hohe Summen in Forschung und Entwicklung. Damit sich diese Investitio-
nen amortisieren, ist ein enges Zusammenwirken aller Beteiligten, beginnend bei Forschung und
Entwicklung über die Zulieferbranche bis hin zu den Herstellern von Medizinprodukten, äußerst
Niklas Kuczaty wichtig.
Geschäftsführer
VDMA Arbeitsgemeinschaft
Medizintechnik Neue Technologien wie die additive Fertigung, neue Materialien oder die Digitalisierung der Pro-
duktion haben unmittelbare Auswirkungen auch auf die Herstellung neuer Medizinprodukte.
Wegweisende Herausforderungen für die Medizintechnikbranche liegen unter anderem in der
Neu- und Weiterentwicklung von hochpräzisen, wirtschaftlichen Fertigungsverfahren sowie von
intelligenten Produktionsausrüstungen zur Herstellung von Medizinprodukten. Produktionsaus-
rüster sind gefordert, neuartige Produktionstechnologien über vernetzte intelligente Kommunika-
tionssysteme zu verknüpfen, um medizintechnische Produkte mit höchster Funktionalität und
maximalen Qualitätsansprüchen wirtschaftlich herzustellen zu können. Wandlungsfähige und
flexible Produktionstechnologien können dabei die Voraussetzung für eine wirtschaftliche Produk-
tion mit individueller Produktausprägung sein.
Dieses Heft gibt einen Einblick in die Technologien und Lösungen und Zuliefererindustrie für die
Medizintechnik. Zum einen mit Blick auf die Maschinenbauer, zum anderen auch auf die Kompo-
nentenhersteller, denn beide Bereiche sind an unterschiedlichen Stellen in der Wertschöpfungs-
kette eingebunden und stehen damit auch vor unterschiedlichen Herausforderungen.
Niklas Kuczaty
K N OW-H OW
T4M – Technologies for Medical Devices
Der VDMA als größter Industrieverband in Europa ist über die VDMA Arbeitsgemeinschaft Medizintechnik
ideeller Träger der neuen Medizintechnikmesse T4M – Technologie for Medical Devices in Stuttgart,
in deren Rahmen dieses Heft erscheint. Damit verantwortet der Verband die Messe inhaltlich und gestal-
terisch mit und unterstützt die Veranstaltung durch Reputation, Fachwissen und Kontakte. Nach der
Premiere 2019 wird die T4M auch 2020 Anfang Mai, parallel zur Control, stattfinden, um den in diesem
Heft aufgezeigten Technologien und Lösungen eine regelmäßige und etablierte Plattform zu bieten.
www.messe-stuttgart.de/t4m
Inhalt
Editorial 4
Maschinen für die Medizintechnik
Aseptische Produktion 6
eines Implantats im Automationsumfeld
Imstec: Spritzgießen für Reinraumumgebung
Drehen und Laserbearbeiten auf einer Maschine 8
Citizen Machinery: Innovation für höchste Genauigkeit
Einsatz der Lasermikrobearbeitung 10
zur Herstellung medizintechnischer Produkte
Sitec: Mit berührungslosen und materialschonenden Werkzeugen
Additive Fertigung mit medizinisch 12
zugelassenen Originalmaterialien
Arburg: Kunststoff-Freiformen für funktionsfähige Bauteile
FAULHABER Applikationen
Präzisionswerkzeuge für die Medizintechnik 14
Zahoransky: Automatisierte Verpackungsmaschinen
Mancher Antrieb
Kunststoffschweißen 16
ohne Schädigung der Bauteile gibt dem Leben
Bielomatik: Geringer Wärmeeinfluss und ohne Erschütterung
eine neue Richtung
Maschinenbau bietet eine Plattform 18
Arbeitsgemeinschaft Medizintechnik: Produktionstechnik
und Komponenten für medizinische Produkte FAULHABER Antriebssysteme
für bionische Handprothesen
Neues aus der Industrie 20 Menschen zu helfen, ihren Alltag
wieder selbst in den Griff zu bekom-
Komponenten für die Medizintechnik men, ist das wichtigste Ziel in der
Innovative Fertigungsansätze 22 Prothetik. Moderne Handprothesen
Rowemed: Auf kleinem Bauraum mit höchster Flexibilität mit hoch dynamischen Antrieben
in allen Fingern ermöglichen ein
Interface-Entwicklung für medizinische Geräte 24 n a t ü r l i c h e s u n d ko o r d i n i e r t e s
Macio: Einfache Bedienung und gute Nutzerführung Bewegen und Greifen. Ein anspre-
chendes Design mit realistischen
Strömungssimulation für innovative 26 Proportionen, selbst bei zierlichen
medizintechnische Anwendungen Händen, bietet für die Antriebe nur
DPS Software: Falsche Verwirbelung verhindert einen äußerst limitierten Bauraum.
Deshalb bauen Hersteller auf
Schutz der Embedded-Software 28 DC-Kleinstmotoren von FAULHABER.
Wibu Systems: Sicherheit und Know-how-Schutz trotz Vernetzung
www.faulhaber.com/prosthetics/de
Unternehmenssoftware in der Medizintechnik 30
Oxaion: Ganzheitliche Strategie für die Informationstechnik
Kanülierte Rundstangen 32
im Composit-Verfahren gefertigt
Forécreu: Walztechnologie integriert
© Ottobock
WE CREATE MOTION
FUTURE MANUFACTURING
Aseptische Produktion
eines Implantats im Automationsumfeld
NICOLAS SOBEL
Pharmahersteller folgen in ihrer Produktion hohen Hygienestandards, die darauf abzielen,
ein keimfreies Produkt herzustellen. Dieser Zustand kann im einfachsten Fall durch eine
keimarme, saubere Produktionsumgebung sowie eine nachträgliche Sterilisierung erreicht
werden. Diese Methode kommt jedoch spätestens bei aktiven Wirkstoffen, die ein Hormon
oder Protein enthalten, an ihre Grenzen.
Foto: Imstec
6
FUTURE MANUFACTURING
E
ine nachträgliche Sterilisierung wür- duktion vorgelagerter Spritzgussprozess Scherplatten. Durch dieses Prinzip konnte
de zur Schädigung des Wirkstoffs kam ebenfalls nicht in Frage, da auch das eine Toleranz von besser als plusminus
führen, was die Wirksamkeit negie- biosensitive Polymer des Grundkörpers drei Gewichtsprozent sowie ein CPK-Wert
ren kann. Derartige Präparate benötigen durch eine nachgeschaltete Sterilisierung von größer als 1,6 erreicht werden.
daher eine aseptische (keimfreie) Produk- geschädigt würde. Der Folgeprozess umfasst drei Schritte,
tionsumgebung, die konzipiert, etabliert Da am Markt kein Spritzgusssystem die das Implantat versiegelt. Das restliche
und permanent erhalten werden muss. gefunden wurde, das integrierbar war, Volumen der Kunststoffnadel wird mit
Für Anlagenhersteller bedeuten diese An- musste Imstec ein solches System entwi- dem identischen Polymer aufgefüllt und
forderungen eine besondere Herausforde- ckeln, das die spezifizierten Anforderun- vorverdichtet. Dieser aufgefüllte Implan-
rung, da alle prozessseitigen Anforderun- gen erfüllt. tatgrundkörper wird auf Länge mit einem
gen dem Ziel der aseptischen Produk- definierten Schneidwinkel geschnitten.
tionsumgebung untergeordnet werden Spritzgießen im Reinraum Die überbleibende vorverdichtete Po-
müssen. Eine Anlage nach dem Prinzip der lymerschicht wird zu einer homogenen
aseptischen Produktion und Verpackung Zur Umsetzung des Spritzgießens in Membran aufgeschmolzen. Die Anforde-
hat die Imstec GmbH entwickelt und der aseptischen Umgebung des Isolators rung des Versiegelungsprozess war das
gebaut. wurde ein Aggregat mit servo-pneuma- Erzeugen einer Siegelschicht, ohne dass
Projektziel war die Herstellung von mit tischen Antrieben entwickelt. Die Anlage der Wirkstoff mit Temperatur belastet
Wirkstoff befüllten Kunststoffnadeln im wurde so ausgeführt, dass sich innerhalb wird. Realisiert werden konnte das durch
Größenbereich zwei Millimetern. Um die des Isolators nur das eigentliche Spritz- einen zeit- und temperaturkontrollierten
aseptische Produktionsumgebung zu ge- gusswerkzeug zur Herstellung des Mikro- Kontaktstempel, mit einer sehr guten
währleisten, ist die gesamte Prozesskette grundkörpers befindet. Ein automatisches Wärmeabführung in der Aufnahme. Das
in mehrere so genannte Isolatoren mit Handhabungssystem entlädt die fertig Siegelergebnis wird durch einen Kamera-
einer geschlossenen Reinraumumgebung gespritzten Implantate und führt sie aufbau inspiziert.
(kontrollierte Atmosphäre mit Überdruck) den Folgeprozessen zu. Dies beinhaltet Die aseptische Umgebung stellt für
integriert. Diese Isolatoren stellen die eine hundertprozentige Inline-Qualitäts- Anlagenbauer eine Herausforderung dar.
Reinraumklasse 5 (GMP Grade A) bereit. kontrolle mittels industrieller Bildverar- In der Regel wird durch ein externes Gerät
Ein wesentliches Problem stellte die beitung. beispielsweise Wasserstoffperoxid (H2O2)
Fertigung des Grundkörpers mittels Spritz- In den zuvor beschriebenen Implantat- eingebracht um Keime auf Oberflächen
guss dar. Spritzgießmaschinen werden grundkörper wird in einem Folgeschritt abzutöten. Dieser Prozess wird je nach
nach Industriestandard teil- beziehungs- der Wirkstoff in Form eines zylindrischen Losgröße periodisch wiederholt. Da H2O2
weise vollhydraulisch gebaut. Dies erlaubt Körpers eingebracht. Dieser wird durch sehr aggressiv ist, müssen nahezu alle
es durch ein einfaches System, die erfor- einen definierten Förder- und Kompres- Komponenten innerhalb des Isolators ge-
derlichen hohen Kräfte aufzubringen. Für sionsprozess hergestellt. Hierbei musste kapselt werden. Gerade viele Kunststoffe
die sterile Produktion ist ein hydraulisches ein besonderer Aufwand bei der Entwick- sind nicht beständig, was zu einer vorzei-
System nicht kompatibel; etablierte Her- lung des Fördermechanismus betrieben tigen Versprödung und zu einem mecha-
steller können Systeme nur bis Reinraum- werden, da das Ausgangsmaterial zur Her- nischen Versagen führen würde.
klasse 7 bereitstellen. Ein externer, der Pro- stellung der Tablette als nicht rieselfähi- Die Hürden einer aseptischen Produk-
ges Pulver vorlag. tion sind bei manueller Fertigung hoch
Eine weitere Schwierigkeit bestand in und eine Herausforderung für automa-
der prozesssicheren Herstellung des Im- tisierte Anlagen. Jedoch gibt es gute Kon-
plantats. Hier mussten die sehr engen zepte, um sie zu meistern und die hohen
Für das Spritzgießen in aseptischer Toleranzen sowohl für das Volumen, als Qualitätsstandards zu sichern. l
Umgebung ist ein eigenes Aggregat auch für die Dichte beachtet werden. Die
entwickelt worden. Isoliert wird der
Mikrogrundkörper hergestellt und Modellierung des Medikamentendepots Dr. Nicolas Sobel
automatisch entladen. Das Implantat erfolgt mittels konfigurierbarer Kompres- Technischer Projektleiter
wird hinzugefügt und versiegelt, IMSTec GmbH
ohne dass der Wirkstoff durch
sion sowie einer eigens entwickelten
Temperatureinflüsse verändert wird. Form, bestehend aus vier gegenläufigen
7
FUTURE MANUFACTURING
Präzisionsbearbeitung dank Hybridsystem:
Drehen und Laserbearbeiten auf einer Maschine
MELANIE SCHRÖDER UND MICHAEL PARSCH
Höchste Präzision und Regelkonformität haben in der Medizintechnik oberste Priorität.
Das überrascht niemanden. Ebenso wenig die Innovationen, die für diese Branche entwickelt
werden. Verblüffend sind vielmehr die Produktionsmethoden, die viele Neuerungen erst
möglich machen. Ein Beispiel dafür ist die Lasertechnik. Sie kann mikrometerfeine Stegbreiten
an medizinischen Instrumenten erzeugen. Mit einer Kombinationsmaschine – sie vereint
Faserlaser-Technologie und bewährte Drehkompetenz – hat die Citizen Machinery Europe
GmbH die Wirtschaftlichkeit von Fertigungsprozessen erhöht.
W
o selbst der kleinste Fräser an technologie perfekt herausarbeiten“, sagt war gestern!“ Ein weiterer Vorteil des
seine Grenzen stößt, kommt Markus Reissig. „Neben der hohen Präzi- Lasers liegt darin, dass er im Vergleich zu
ein Laser zum Einsatz, der es sion ist ein weiteres Argument für die konventionellen Werkzeugen keine Ver-
ermöglicht mit einem Durchmesser von Beliebtheit des Systems seine Reprodu- schleißerscheinungen hat.
0,07 Millimetern die Kontur zu bearbeiten. zierbarkeit. Vor allem, weil sämtliche Teil- Ganz gleich ob endoskopische oder chi-
„Feinste Stege, kleine Radien, biegsame prozesse auf einer Maschine stattfinden“, rurgische Instrumente, OP-Besteck, Kno-
Wellen aus Rohren mit maximal 2 mm fährt der Geschäftsführer bei Citizen in chenschraube oder Implantat – in der
Wanddicke lassen sich mit unserer Laser- Esslingen fort und ergänzt: „Umrüsten Medizintechnik gelten höchste Standards.
Sowohl bei der Entwicklung als auch in
der Fertigung der eingesetzten Arbeits-
mittel. Insbesondere die minimal-invasive
Fotos: Citizen
Eingriffsmethode hat die stetige Minia-
turisierung vorangetrieben – mit weitrei-
chenden Anforderungen an die Produk-
tionsbetriebe.
Wo beim Drehen und Fräsen selbst mit
Mikrowerkzeugen fertigungstechnische
Grenzen gesetzt sind, kommt der Laser ins
Spiel. Mit ihm lassen sich ultrafeine Stege
präzise herstellen. Das steckt den Rahmen
für kommende Innovationen immer wei-
ter. Um den gewonnenen Produktions-
vorteil nicht durch Zeitverluste beim Um-
rüsten zunichte zu machen, kombiniert
Citizen das Feinste aus zwei Welten in
einer Maschine.
Mit dem Laser wird die
Drehbearbeitung vollendet.
Feine Wände und hochpräzise
Abmessungen lassen sich
herausarbeiten.
8
FUTURE MANUFACTURING
Der Bohrkopf aus
Messing wurde
an einem Citizen
Langdrehautomaten
gefertigt.
Die Pedikelschraube
wird gewöhnlich mit
der Drehmaschine
gefertigt.
Der Schaft ist Teil eines Bestecks
für endoskopische Behandlung.
Er ist mit Hilfe des Lasers erstellt
worden.
Die Cincom L-Serie des japanischen Dreh- wird ein Sicherheitsglas sowie eine Tür- ter Sensoren meldet. Im Sinn von Indus-
maschinenspezialisten ist für viele An- stopfunktion in der Maschine verbaut. trie-4.0-Standards kann auch auf eine
wender ein vertrauter Klassiker geworden. Industrie 4.0 ist nicht mehr Zukunfts- Kommunikation zwischen Drehmaschine
Die Maschinen bringen die Voraussetzun- musik, sondern spielt in der Gegenwart und Lademagazin, Drehmaschine und Ent-
gen für komplexe 3D-Fräsoperationen mit, auch bei Drehautomaten eine tragende ladeeinheit oder einer gesamten Bearbei-
die sich für Produkte der Medizintechnik Rolle. Verschiedene Parameter bezüglich tungslinie zurückgegriffen werden.
eignen. Implantate oder Knochenschrau- Temperatur, Vibration und Beschleuni- Laserbezogene Daten können über das
ben, meist aus schwer bearbeitbaren Ma- gung können durch eingebaute Sensoren Steuergerät abgefragt und gegebenenfalls
terialien wie Titan, Kobalt-Chrom oder ermittelt werden, um präventive Maschi- berichtigt werden. Diese Automatisierungs-
hochlegierten Stählen hergestellt, können neninstandhaltung zu betreiben und das optionen schaffen eine solide Grundlage
mit dem Laser bearbeitet werden. Das Maximum an Leistung zu erzeugen. Laser- für zukunftsweisende Prozessoptimierung
platzsparende und hocheffiziente Hybrid- bezogene Daten können über das Steuer- der technologischen Komponenten. l
System eignet sich besonders für die Be- gerät abgefragt und gegebenenfalls be-
arbeitung im Millimeterbereich. richtigt werden. Melanie Schröder
Per Fernwartung lassen sich Probleme Marketing
Digitalisierung und Effizienzsteigerung lokalisieren und umgehend beheben. Das
Michael Parsch
Vor-Ort-Prinzip wird obsolet, und oftmals Kommunikation
Die Laseranlage fügt sich in den Dreh- kann ein zeitraubender Serviceeinsatz ganz Citizen Machinery Europe GmbH
maschinenarbeitsraum ein und wird mit entfallen. Die Maschinen und ihre Abläufe
einem separaten Steuerungselement be- sind in einem permanenten Kontrollzyk-
dient. Den Sicherheitsstandards folgend, lus, der jede Auffälligkeit dank eingebau-
9
FUTURE MANUFACTURING
Einsatz der Lasermikrobearbeitung
zur Herstellung medizintechnischer Produkte
PETER LEIPE UND DOMINIQUE SCHUBERT
Absolute Zuverlässigkeit, Präzision und hohe Qualitätsstandards werden von medizinischen
Produkten gefordert. Um diese Ansprüche zu erfüllen, eigenen sich zur Herstellung dieser
Produkte insbesondere berührungslose und materialschonende Werkzeuge wie der Laser.
Mit hoher Präzision und Effizienz können vielfältige Bearbeitungsaufgaben vom Schweißen,
Schneiden, Härten und Bohren bis zum Strukturieren durch die Lasermaterialbearbeitung
realisiert werden.
Fotos: Sitec
Mit dem Ultrakurzpulslaser können feinste Strukturen auf ein Material aufgebracht werden.
D
er Einsatz von Ultrakurzpuls-Lasern das umliegende Materialgefüge möglich, werden. Dazu gehören so genannte funk-
(UKP) eignet sich insbesondere zur so dass dessen Eigenschaften nicht be- tionale Oberflächen, die neben einer
Bearbeitung von OP-Instrumenten, einflusst werden. Damit erschließt sich Änderung der Benetzbarkeit oder der
Implantaten und Geräten zur Medikation. für die Laser-Mikrobearbeitung ein hohes Hafteigenschaften auch reibungs- und ver-
Mit UKP-Lasern ist die Mikrobearbeitung technisches und ökonomisches Potenzial. schleißminimierende Effekte hervorrufen.
unterschiedlicher Materialien äußerst prä- Beispielsweise können Mikrostruktu- Ein weiteres Einsatzfeld ist die Miniatu-
zise, schonend und ohne Wärmeeintrag in ren durch die Feinbearbeitung erzeugt risierung von Funktionen, was beispiels-
10FUTURE MANUFACTURING
Fein und hochpräzise durch die Laserbearbeitung: Lasermikroabtragen kann für 3D-Konturen oder Die mit Lasermikrostrukturieren bearbeitete
Eine drei Mikrometer große Bohrung in Titan zeigt bei der Herstellung von Lab on Chips eingesetzt Oberfläche weist Änderungen bei der Benetzbar-
äußerst scharfe Umrisse. werden. keit oder der Reibung auf.
weise bei der Herstellung von minimal- eigenschaften erzielen. Neben der Ände- Die UKP-Lasertechnologie ermöglicht
invasiven chirurgischen Instrumenten er- rung von Benetzbarkeit und Hafteigen- die Bearbeitung einer beinahe unbegrenz-
forderlich ist. So werden inzwischen mit- schaften kann die Minimierung oder Er- ten Materialvielfalt und arbeitet mit einem
tels UKP-Lasertechnik Kanäle als Elektro- höhung von Reibung und Verschleiß er- sehr geringen Wärmeeintrag. Sie ist in
denführungen in chirurgische Nadeln ein- reicht werden. der Lage, frei programmierbare Geome-
gebracht oder auch Mikroskalpelle her- Eine sehr glatte Oberfläche reduziert trien zu erzeugen und somit ein großes
gestellt. Die Lasermikrobearbeitung kann beispielsweise den Verschleiß bei Hüft- Spektrum an Formen und Konturen zu
praktisch bei allen Materialien von Kunst- gelenkimplantaten und macht diese be- realisieren.
stoffen, Glas, Saphir bis hin zu Titan ein- sonders robust. In anderen Bereichen der
gesetzt werden. Etabliert hat sich der Implantationstechnik sind wiederum raue Feinste Strukturen mit Licht erzeugt
UKP-Laser besonders in den Bereichen Mi- Strukturen von Vorteil, um ein besseres
krobohren, Mikrostrukturieren und Mikro- Einwachsen des Implantats zu ermögli- Es können Topografien sowie Rundheiten
abtragen. chen. Die Strukturierung ist auf 2D- wie kleiner als ein Mikrometer erzeugt wer-
auch 3D-Oberflächen generierbar. den. Hierbei werden Konturgenauigkeiten
Lasermikrobohrungen: Feinste und hoch- im Submikrometerbereich realisiert, ohne
präzise Bohrungen verschiedener Formen Mikroabtragen: Abtragen ist ein Verfah- dass eine Krafteinwirkung auf empfind-
können im Mikrometerbereich mit dem ren zur Geometrieerzeugung und wird liche Werkstoffe oder Bauteile erfolgt. Das
UKP-Laser erzeugt werden. Mikrobohrun- meist im Werkzeug- und Formenbau so- Verhältnis aus der Tiefe beziehungsweise
gen definieren und regulieren beispiels- wie in der Elektronik und Halbleitertech- Höhe einer erzeugten Struktur zu ihrer
weise den Partikeldurchfluss an medizini- nik angewendet. Der Laser erzeugt bei- (kleinsten) lateralen Ausdehnung beträgt
schen Filtern. spielsweise in Spritzgusswerkzeugen drei- zehn zu eins. Zum Einsatz kommen in der
Präzision und Geometrie der Mikroboh- dimensionale, detailreiche Vertiefungen, Regel Laserquellen, die im Femtosekunden-
rungen spielen bei der Vernebelung von deren Formen sich später beim Spritzgie- bereich arbeiten. UKP-Laser sind in ihrer
Medikamenten eine wesentliche Rolle, um ßen im Kunststoffteil abbilden. Einsatz- Entwicklung hinsichtlich Zuverlässigkeit
eine gesteuerte oder verzögerte Medika- gebiete für das Lasermikroabtragen fin- und Preis sehr positiv einzuschätzen. l
mentenwirkung zu erzeugen. Zum Einsatz den sich im Bereich der Herstellung von
kommt diese Technologie etwa bei der Lab on Chips, der Erzeugung funktionaler Peter Leipe
Herstellung von Zerstäubermembranen Oberflächen oder von Spinndüsengeome- Leiter Lasertechnologiezentrum
für Inhalationsmedikamente. trien für medizinische Fasern und Hohl-
Dominique Schubert
fasern. Die UKP-Laserbearbeitung ermög- Projektmanagerin F&E
Mikrostrukturieren: Mit der Mikrostruk- licht ebenso das selektive Abtragen dünner SITEC Industrietechnologie GmbH
turierung lassen sich auf nahezu jedem Schichten, beispielsweise zum Trimmen
Material genau definierte Oberflächen- von Widerständen oder zum Beschriften.
11FUTURE MANUFACTURING
Additive Fertigung
mit medizinisch zugelassenen Originalmaterialien
LUKAS PAWELCZYK
Das Arburg Kunststoff-Freiformen (AKF) ist neben dem Prototyping besonders für die indus-
trielle additive Fertigung funktionsfähiger Bauteile ausgelegt. Ein großer Vorteil ist, dass
sich Kunststoffgranulate verarbeiten lassen, wie sie auch für das konventionelle Spritzgießen
eingesetzt werden. Das ermöglicht den Einsatz qualifizierter Originalmaterialien und eröffnet
neue Möglichkeiten auch in der Medizintechnik.
D
as AKF bietet Materialfreiheit und PC, elastisches TPU und teilkristallines PP, schmelzen des Granulats über einen be-
wird deshalb als offenes System aber auch PLLA und andere spezielle Origi- heizten Plastifizierzylinder. Anschließend
bezeichnet. Die Anwender können nalmaterialien. Besonders gut eignet sich trägt ein hochfrequent getakteter, starrer
mit dem Freeformer ihre eigenen Kunst- der Freeformer für die Verarbeitung von Düsenverschluss kleinste Tropfen aus. Der
stoffe verarbeiten und die Prozessführung thermoplastischen Elastomeren und für über drei Achsen bewegliche Bauteilträ-
selbst optimieren oder auf die Materialda- Anwendungen in der Medizintechnik. ger ist auf 0,022 Millimeter genau positio-
tenbank von Arburg zugreifen. Qualifiziert Das AKF-Verfahren beginnt – ähnlich nierbar, so dass jeder Tropfen auf die vor-
sind zum Beispiel ABS, amorphes PA und wie das Spritzgießen – mit dem Auf- her berechnete Stelle abgelegt wird und
Fotos: Arburg
In der „AM Factory“ funktionalisiert eine vernetzte, automatisierte Turnkey-Anlage rund um einen Freeformer 300-3X Varianten von Seriengreiferplatten –
vollautomatisiert nach Kundenwunsch und zu 100 Prozent rückverfolgbar.
12FUTURE MANUFACTURING
I N F O R M AT I O N E N
Über Arburg
sich mit den umliegenden Tropfen verbin- Fertigungssystem kann das FDA-zugelas-
Das Familienunternehmen Arburg stellt
det. So entstehen Schicht für Schicht drei- sene TPE Medalist MD 12130H (Härte 32
Maschinen für die Kunststoffverarbeitung
dimensionale Bauteile mit hoher mecha- Shore A) verarbeitet werden. Im AKF-Ver- her. Das Produktportfolio umfasst Allroun-
nischer Festigkeit. fahren ist es zudem möglich, bei gleich- der-Spritzgießmaschinen mit Schließkräf-
Exemplarisch sind bereits resorbier- bleibenden Parametern den Füllgrad des ten zwischen 125 und 6500 Kilonewton,
bare Implantate wie Schädel-, Wangen- Bauteils gezielt zu verändern und damit den Freeformer für die industrielle addi-
und Fingerknochen aus medizinischem verbunden die mechanischen Eigenschaf- tive Fertigung sowie Robotsysteme, und
weitere Peripherie. Die Anlagen finden
PLLA (Purasorb PL18, Resomer LR 708) ten zu variieren. Bei TPE resultieren daraus
Abnehmer in der Automobil- und Verpa-
additiv gefertigt worden. Ein weiteres Bei- zum Beispiel unterschiedliche Härten. ckungsindustrie, Kommunikations- und
spiel sind Dauerimplantate aus PCU (Bio- Auch innerhalb eines Bauteils lassen sich Unterhaltungselektronik, Medizintechnik
nate) etwa für den Einsatz im Wirbelsäu- verschiedene Materialdichten realisieren, oder dem Bereich Weißwaren. Produziert
lenbereich. Jedoch finden nicht nur im was Arburg am Beispiel eines Testkörpers wird ausschließlich im deutschen Stamm-
Körper additiv gefertigte Funktionsbau- mit Wabenstrukturen zeigt. werk in Loßburg. Von den insgesamt 3000
Mitarbeitern sind 2500 in Deutschland
teile ein wachsendes Anwendungsfeld,
beschäftigt. 2012 wurde Arburg dreifach
sondern auch für medizintechnische Ge- Drei Auftragseinheiten
zertifiziert: nach ISO 9001 (Qualität), ISO
räte und Hilfsmittel. erweitern Anwendungsspektrum 14001 (Umwelt) und ISO 50001 (Energie).
So hat Arburg aus medizinisch zugelas-
www.arburg.com
senem SEBS (Cawiton PR13576, Härte 28 Mit dem Freeformer 300-3X mit drei Aus-
Shore A) dichte und reißfeste Faltenbälge tragseinheiten lassen sich aus qualifizier-
produziert. Als bislang einziges additives ten Standardkunststoffen und Stützma-
terial additiv komplexe und belastbare
Funktionsbauteile in Hart-Weich-Verbin- 3D-Kontur aus TPU individualisiert – voll-
dung fertigen, das ist bislang einzigartig automatisiert und zu 100 Prozent rückver-
in der Branche. Der Bauraum bietet Platz folgbar. Ein Sechs-Achs-Roboter übernimmt
für Kleinserien und Teile mit Abmessun- das Handling inklusive Funktionsprüfung.
gen von 234 x 134 x 230 Millimetern. Insgesamt werden sechs Varianten von
Optional ist ein geschlossenes Kühlsys- Vakuumgreifern „on demand“ gefertigt.
tem mit industrietauglichem Kühlwasser- Das Scada-System ATCM (Arburg Turnkey
anschluss erhältlich. Damit lassen sich Control Module) visualisiert die Anlage-
Materialien bei Bauraumtemperaturen von funktionen und übermittelt alle relevan-
200 Grad Celsius verarbeiten. Die Bau- ten Prozess- und Prüfdaten. Der Daten-
raumtür ist zweigeteilt. Der beheizte Bau- transfer erfolgt über das Kommunika-
raum muss nur für die Bestückung mit der tionsprotokoll OPC UA.
Bauteilplatte und die Entnahme der Fer- Das AKF-Verfahren eignet sich beson-
Exemplarisch ist aus PLLA-Granulat ein individuell tigteile geöffnet werden. Die Maschine ders für die additive Fertigung in der
angepasstes Implantat produziert worden. lässt sich automatisiert in vernetzte Ferti- Medizintechnik. Die Geometriefreiheit
gungslinien integrieren. kombiniert mit Materialfreiheit erschlie-
ßen neue Kunststoffanwendungen auch
Über Scada-System Prozess- im Einsatz am Menschen. Sehr gefragt ist
und Prüfddaten rückverfolgen die Anlage für die additive Fertigung von
individuellen Orthesen, Implantaten aus
Gerade in der Medizintechnik sind Prozess- biokompatiblen Standardgranulaten und
sicherheit und Rückverfolgbarkeit sehr für Hilfsmittel zur OP-Vorbereitung. Zu-
wichtig. Mit der AM-Factory hat Arburg dem lässt sie sich vollautomatisiert in Fer-
seine Kompetenz im Bereich Prozesssicher- tigungslinien einbinden. l
heit, Digitalisierung und Turnkey auch in
der additiven Fertigung gebündelt. Das Lukas Pawelczyk
Herzstück der vernetzten Turnkey-Anlage Abteilungsleiter Vertrieb Freeformer
Arburg
Mit dem Freeformer lassen sich Funktionsbauteile ist ein Freeformer 300-3X, der exempla-
in Hart-Weich-Verbindung herstellen. risch Aluminiumgreiferplatten mit einer
13FUTURE MANUFACTURING
Präzisionswerkzeuge für die Medizintechnik
MICHAELA GNANN
So wenig separate Prozesse wie möglich, so viel Integration wie möglich und am besten ohne
menschliche Berührung des Produkts – das ist die Strategie von Zahoransky in der Medizin-
technik. Eine Automatisierungsanlage inklusive Spritzgießform ermöglicht eine effiziente und
sichere Herstellung pharmazeutischer Erzeugnisse. Das Unternehmen ist auch als Hersteller
von Spritzgießwerkzeugen, Blisterverpackungsmaschinen, Produktionsanlagen für Zahn-
bürsten sowie Maschinen zur Produktion von Bürsten und Besen bekannt ist.
Fotos: Zahoransky
D
er Maschinenbauspezialist bietet
mit der Z.Blizzard eine Automa-
tisierungsanlage inklusive Spritz-
gießform. Werden noch die Montagezelle
Mistral, die für den Downstream zustän-
dig ist, und das Palettiersystem Z.Lodos
angeschlossen, ist es möglich, vom Granu-
lat bis zu den verpackten Fertigspritzen
(ready-to-fill staked-needle-syringes oder
pre-filled syringe) aus COC-/COP-Polyme-
ren die komplette Prozesskette mit einer
sehr hohen Autonomiezeit abzudecken.
„Wir sind maßgeblich daran beteiligt,
dass die Produkte unserer Kunden den
hohen Qualitätsanforderungen entspre-
chen, die in der Medizintechnik geboten
und gefordert sind“, erklärt Berthold
Das Nadelvereinzelungssystem kann zwischen vier und 32 Nadeln oder Kanülen mit zwölf Zyklen Schopferer, Business Development Mana-
pro Minute vereinzeln. ger bei Zahoransky Automation & Molds
GmbH in Freiburg im Breisgau.
Zudem ist mit dem Nadelvereinzelungs-
system Z.NFS (Needle Feeding System)
das Prinzip „First in, first out“ garantiert:
Das System wird mit der Bedarfsmenge
an Kanülen gefüllt und in Reihe abgear-
beitet. Damit ist es ausgeschlossen, dass
die Nadeln über einen längeren Zeitraum
im System verbleiben. Das Z.NFS kann
zwischen vier und 32 Nadeln oder Kanü-
Die Anlage produziert Fertigspritzen mit einer Bei der integrierten Anlage ist höchste len mit maximal zwölf Zyklen pro Minute
sehr hohen Autonomiezeit. Reinheit garantiert. vereinzeln – also bis zu 400 Stück pro
Minute. Derzeit können Durchmesser ab
0,2 Millimetern und Längen bis zu 45 Milli-
metern verarbeitet werden.
14FUTURE MANUFACTURING
Werden an die Anlage noch die
Montagezelle und das Palettiersystem
angeschlossen, dann ist es möglich,
vom Granulat bis zu den verpackten
Fertigspritzen die komplette Prozess-
kette abzudecken.
Wenn das Nadelvereinzelungssystem stoffvarianten auch durch ein minimier- denressourcen wie nötig zu binden“, führt
integriert ist, handelt es sich zudem um tes Bruchrisiko und eine größere Freiheit Schopferer aus.
eine integrierte Anlage, die höchste Rein- im Design. Es bleibt nicht nur bei Empfehlungen:
heit im Produktionsprozess garantiert, da Die große Gestaltungsfreiheit findet sich Die Vorschläge werden hinsichtlich ihrer
es keine menschliche Berührung (Human nicht nur beim fertigen Produkt: „Die eine Ursachen und Folgen in Form einer medi-
Touch) gibt und der Prozess reinraum- Automatisierungsanlage gibt es nicht – zintechnischen Dokumentation inklusive
konform ablaufen kann. Neuester Quali- sie besteht aus vielen Funktionseinheiten, Risikobewertung gemäß den Richtlinien
tätsvorteil ist die optional integrierbare die individuell auf die Wünsche des Pro- der GMP (Good Manufacturing Practice)
Röntgenanlage. Sie stellt eine hundertpro- duzenten angepasst und anhand seiner analysiert. Es werden Nachweise erbracht,
zentige Produktkontrolle nach der Mon- Bedürfnisse zusammengestellt wird“, be- dass die vorgeschlagene Lösung für den
tage sicher – ein unverzichtbarer Bestand- tont Schopferer. Der Kunde bestimmt Kunden auditsicher umgesetzt wird. „Wir
teil, wenn es um optimale Produktion selbst: Wie ist die Orientierung der Nadel müssen aufzeigen können, warum etwas
geht. – ist sie gerade oder gebogen? Welchen funktioniert oder nicht, das ist der Unter-
Bereich deckt die Kamera ab? Ist eine in- schied. Bei uns bedeutet 100 Prozent auch
Bei Spritzen aus Kunststoff tegrierte Röntgenuntersuchung erforder- 100 Prozent. Wir denken für den Kunden
keine Gefahr von Schwermetallen lich? Ist die Anlage mit Zugangstüren ver- auch mit in die Zukunft. Will heißen: Es
sehen oder nicht? interessiert uns auch, nachdem wir die
Weiterer Baustein ist die Verwendung Anlage abgeliefert und installiert haben,
von Kunststoffen für die Fertigspritzen. Mit medizintechnischer Dokumentation dass er eine innovative und zukunftssi-
Ihr größter Vorteil gegenüber ihren Vari- und Risikobewertung chere Maschine hat“, ergänzt Schopferer.
anten aus Glas: Die Nadel wird umspritzt „Wir stellen sicher, dass die Anlage
und nicht eingeschmolzen oder einge- Diese und weitere Details werden in enger exakt so gebaut wird, wie sie angelegt und
klebt. Zusammenarbeit mit dem Kunden fest- entwickelt wurde. Stellt der Monteur bei-
Beim Schmelzprozess, bei dem in der gelegt und dann genau so umgesetzt. spielsweise fest, dass vermeintlich ein
Regel ein hochtemperaturbeständiges Ma- Der Einbezug der Kunden erfolgt früh, er Bohrloch fehlt, muss er nachvollziehen
terial wie Wolfram verwendet wird, ent- begleitet den kompletten Konstruktions- und sich erkundigen, warum das so ist –
stehen bei Temperaturen oberhalb von und Fertigungsprozess, der in der Regel er darf nicht einfach ein Bohrloch eigen-
1000 Grad Celsius Schwermetalle, die zwölf Monate dauert. „Wir unterbreiten ständig hinzufügen“, erklärt Schopferer
während der Erhitzung auch in den Glas- ihm auch proaktiv Vorschläge und spre- die Vorgehensweise von Zahoransky. l
behälter übergehen. Diese Verunreinigung chen Empfehlungen aus, wenn sich der
kann sich später auch im Produkt wieder- Kunde nicht so intensiv mit der Gestal- Michaela Gnann
finden – obwohl die Behälter anschlie- tung seiner Maschine beschäftigen kann gnann text+page
im Auftrag von
ßend gewaschen, getrocknet und sterili- – obwohl wir als One Stop-Solution-Provi-
ZAHORANSKY Automation & Molds GmbH
siert werden. Zudem überzeugen die Kunst- der ohnehin darauf achten, so wenig Kun-
15FUTURE MANUFACTURING
Kunststoffschweißen ohne Schädigung der Bauteile
TOBIAS BEISS
Kunststoffe in der Medizinbranche erzielen Erfolge als Werkstoffe für medizintechnische
Produkte oder Geräte. Dies liegt in erster Linie in ihrer großen Variabilität, die für viele
Anwendungen maßgeschneidert eingestellt werden können. Dazu zählen spezielle Haptik
bei Handgriffen, Sterilisierbarkeit, Biokompatibilität, Transparenz für diagnostische Verfahren.
Zudem haben Kunststoffe den Vorteil, dass in sehr wenigen Arbeitsschritten bei geringen
Temperaturen Bauteile hergestellt werden können – ein wichtiger wirtschaftlicher Faktor
für die industrielle Massenproduktion.
D
ie kunststofftechnische Prozess- kelbildung spielen in der Produktion auch haltenen Fluide sind zu Beginn des Füge-
kette ist in der Medizintechnik, wo die Prozessvalidierung und -stabilität eine prozesses bereits produziert, gegebenen-
für Diagnostik und Behandlung große Rolle. falls veredelt, geprüft und validiert. Durch
aus Gründen der Sterilität und Hygiene Die Fügetechnik nimmt eine besondere das Fügen dürfen die Bauteile weder be-
häufig Einmalartikel verwendet werden, Stellung ein. Muss aus mehreren Bautei- schädigt, noch verunreinigt werden. Das
bezüglich der Kosten klar im Vorteil. Die len eine beispielsweise medienführende Laserschweißen von Kunststoffen hat hier
Anforderungen an medizinische Bauteile Baugruppe hergestellt werden, so ist dies sein Potenzial gezeigt.
und deren Herstellung, unabhängig vom oft ein finaler Wertschöpfungsschritt. Die Durch die Verwendung des Lasers wird
Material, sind jedoch sehr hoch. Neben Bauteile an sich, Einlegeteile, Membranen die zum Aufschmelzen des Kunststoffs ein-
Dichtheit, Festigkeit und minimaler Parti- oder Elektroniken und oft sogar die ent- gebrachte Energie lokal auf den Fügebe-
Fotos: Bielomatik
Laserschweißen erlaubt auch die Bearbeitung komplexer Schweißkonturen.
16FUTURE MANUFACTURING
reich gebündelt. Periphere Wärme, welche
Fluide oder funktionelle Einlegeteile po-
tenziell schädigen kann, wird kaum frei.
Präzise Schweißnähte können hergestellt
werden. Das stoffschlüssige Schweißen
ermöglicht, Toleranzen zwischen den Bau-
teiloberflächen abzuschmelzen und druck-/
mediendichte Verbindungen herzustellen.
Die Schweißstation
Ein weiterer Vorteil gegenüber reibungs- arbeitet mit kontaktlosem
basierenden Verfahren ist das erschütte- Erwärmen der Kunststoff-
teiloberflächen bis zum
rungsfreie Schweißen. Elektronische Ein-
Aufschmelzen.
bauteile oder Membranen werden nicht
durch mechanische Erschütterungen be-
schädigt.
Das Laserschweißen wird durch Trans-
missionsverfahren durchgeführt. Dies hat messgeräte, Insulinpens, Dialysekassetten absorbierenden Komponenten bricht ein
den Vorteil, dass Komponenten bereits und viele mehr. Auch in medizinischen neues Verfahren auf. Hierbei werden die
verschlossen zugeführt werden können. Geräten findet die Verbindungstechnik Oberflächen beider Fügeteilhälften mittels
Liegen kontaminations- und verschmut- immer häufiger Anwendung. In dem am Laserstrahlung erwärmt und ein definier-
zungsfreie Bestückung und Verschlusspro- weitesten verbreiteten Verfahren wird der tes Schmelzepolster erzeugt. Im zweiten
zess vor, werden auch durch den Schweiß- Laserstrahl mit Hilfe eines Spiegelscan- Schritt werden die Fügeteilhälften durch
prozess keine Partikel oder Verschmutzung ners schnell über die zu schweißenden eine Pressbewegung zusammengedrückt
eingebracht. Eine Einschränkung dieser Va- Bereiche bewegt. Durch die Kombination und unter Druck ausgekühlt. Durch diese
riante ist, dass die durchstrahlbare Dicke der schnellen Bewegung des Laserpunktes zweistufige Prozessführung ist es mög-
des transparenten Partners je nach Ma- und der trägen Wärmeleitfähigkeit poly- lich, beide Bauteilhälften aus dem glei-
terial begrenzt ist. Hochkristalline Kunst- merer Werkstoffe ist es möglich, den ge- chen Material herzustellen. Auch gibt es
stoffe wie PPS, welches eine starke Streu- samten Schweißbereich eines Bauteils zur hinsichtlich der durchstrahlbaren Dicke
ung und optische Dämpfung aufweist, gleichen Zeit simultan in Schmelze zu keine Einschränkungen mehr.
sind bereits bei Dicken von 1,5 Millimetern überführen. Obere und untere Bauteilhälfte können
nicht mehr prozesssicher durchstrahlbar. mittels Membranen, Einbaukomponenten
Auf das Bauteildesign hat dies Auswir- Individualisierung durch neues Verfahren oder Elektronik funktionalisiert werden.
kungen. Alle funktionalen Komponenten Das neue Verfahren ist serienreif. Neue
müssen in die untere Schale eines Bauteils Diese Verfahrensvariante wird daher Quasi- Potenziale im Hinblick auf geometrische
platziert werden, und der Deckel ist mög- Simultanschweißen genannt. Die Steue- Gestaltungsfreiheit und den Nutzen der
lichst flach zu gestalten. Moderne Prozess- rung des Lasers mit Hilfe der Ablenkein- geringen Wärmeeinflusszone im Vergleich
laser, wie sie in Laserkunststoffschweiß- heit ermöglicht eine große Flexibilität der zu herkömmlichen mehrstufigen Verfah-
maschinen eingesetzt werden, haben den Schweißnahtgestaltung im Arbeitsfenster ren wurden in Vorserienproduktionen im
Vorteil, dass das Laserlicht mittels einer (mit Hilfe des Spiegels erreichbare Fläche) Labor von Bielomatik bewiesen. Die neue
Lichtleitfaser in die Prozesseinheit geleitet des Lasers. Die Technologie ermöglicht Technologie eröffnet vielfältige Möglich-
werden kann. Im Falle eines Reinraumein- potenziell auch die Fertigung mehrerer keiten, Produkte zu verschweißen, die bis-
satzes können Steuerung der Maschine, Bauteilvarianten. Zunehmende Individua- lang nicht mittels Kunststoffschweißver-
Lasereinheit und Kühlung nach außen ver- lisierung von Medizinprodukten, die Ab- fahren gefügt werden konnten. l
lagert und teure Reinraumfläche einge- stimmung auf den Organismus des Pati-
spart werden. enten kann mit dem Verfahren beherrscht Dr.-Ing. Tobias Beiß
Typische Medizinanwendungen beim werden. Leiter Innovation BU Plastic Systems
bielomatik Leuze GmbH + Co. KG
Laserkunststoffschweißen sind Point-Of- Den Nachteil der speziellen Baugrup-
Care-Diagnostik-Kartuschen, Blutzucker- penkonstruktion mit transparenten und
17FUTURE MANUFACTURING
Maschinenbau bietet eine Plattform
für die Medizintechnik
NIKLAS KUCZATY
Die Arbeitsgemeinschaft (AG) Medizintechnik hat der Verband Deutscher Maschinen-
und Anlagenbau (VDMA) 2014 ins Leben gerufen: eine Plattform rund um alle produktions-
technischen Fragestellungen in der Medizintechnik. Das Netzwerk zielt auf die gesamte
Wertschöpfungskette, vom Materiallieferanten über den Maschinenbau und Medizintechnik-
hersteller bis hin zur Anwendung in den Kliniken. Die Arbeitsgemeinschaft wächst und hat
bereits rund 220 Mitglieder.
In den bedeutenden Medizintechnikmärkten unterstützt die Arbeitsgemeinschaft
Medizintechnik im VDMA die Mitgliedsunternehmen bei der Präsentation der Produkte.
Bei der Compamed in Düsseldorf präsentierten sich die medizintechnischen Zulieferer
auch auf dem Vortragsforum.
Fotos: VDMA
18FUTURE MANUFACTURING
I N F O R M AT I O N E N
Termine
●● 07. – 09.05.2019, Messe Stuttgart
T4M – Technik für Medizin,
VDMA-Gemeinschaftsstand
●● 25. – 27.09.2019, Shanghai
Medtec China, German Pavillon
●● 04. – 09.11.2019, Houston (Texas)
und Cleveland (Ohio)
Geschäftsanbahnungsreise USA
●● 11. – 13.02.2020, Anaheim (USA)
Medical Design & Manufacturing
(MD&M) West, German Pavillon
Die Medical Design & Manufacturing (MD&M) West in Anaheim, Kalifornien, ist ein wichtiger
Treffpunkt der medizintechnischen Ausrüster. Die Mitglieder der Arbeitsgemeinschaft Medizintechnik
zeigten Präsenz am German Pavilion.
D
ie mehr als 3200 Mitglieder ma- Forschungsprojekte und Reisen ins Aus- 2017 zur Bekanntmachung des Forschungs-
chen den VDMA zur größten Netz- land fördern den Austausch innerhalb des programms durch das Bundesministerium
werkorganisation des europäischen Netzwerks. für Bildung und Forschung (BMBF) unter
Maschinenbaus. Der Verband vertritt die In den bedeutenden Medizintechnik- dem Titel „Produktion für Medizintechnik
gemeinsamen wirtschaftlichen, techni- märkten USA und China initiiert die AG – wirtschaftlich und in höchster Qualität
schen und wissenschaftlichen Interessen Medizintechnik im Rahmen des Auslands- (ProMed)“ führte. Die Einreichung einer
dieser vielfältigen Industrie. messeprogramm (AMP) des Bundeswirt- großen Zahl an Projektskizzen spiegelte
Gegründet im November 1892 ist der schaftsministeriums deutsche Gemein- den hohen Stellenwert dieses Forschungs-
VDMA das wichtigste Sprachrohr der Ma- schaftsstände auf der Medical Design & programms wieder. Die vom BMBF aus-
schinenbauindustrie. Er vertritt die The- Manufacturing (MD&M) West in Ana- gewählten Projekteinreichungen starten
men des Maschinen- und Anlagenbaus heim, Kalifornien, und der Medtec China im ersten Halbjahr 2019 mit ihren For-
in Deutschland und Europa. Er begleitet in Shanghai. Gleichzeitig werden regel- schungsaktivitäten.
seine Mitglieder erfolgreich auf den glo- mäßig Reisen zur Geschäftsanbahnung in Seit April 2019 ist die Arbeitsgemein-
balen Märkten. Seine technische Exper- interessante Regionen innerhalb der USA schaft zudem über das Forschungskurato-
tise, seine Branchenkenntnis und seine sowie Chinas und auch anderer Länder rium Maschinenbau (FKM) Mitglied in der
gradlinige Positionierung machen ihn zu organisiert. neu geschaffenen AiF-Forschungsallianz
einem anerkannten und geschätzten An- Medizintechnik (FAM) aktiv. Die FAM wird
sprechpartner für die Unternehmen eben- Unterstützung bei Forschung durch intensives Zusammenwirken und
so wie für die Öffentlichkeit, Wissenschaft, und Entwicklung durch Steigerung der Transparenz die
Verwaltung und Politik. Heraus-forderungen für die Forschung in
In der AG Medizintechnik sind neben Indus- der Medizintechnik angehen und proaktiv
Produktionstechnik und Komponenten trieunternehmen zahlreiche Forschungs- medizintechnikrelevante Projekt- und Ver-
für Medizinprodukte im Fokus institute organisiert. Unter anderem des- anstaltungsaktivitäten der FAM-Träger-
halb engagiert sich die AG Medizintechnik vereinigungen koordinieren. l
Die AG Medizintechnik unterstützt ihre auch stark im Bereich der Forschungsför-
Mitglieder bei allen technischen, vertrieb- derung. Niklas Kuczaty
lichen und regulatorischen Fragestellun- In Zusammenarbeit mit dem Projekt- Geschäftsführer
VDMA Arbeitsgemeinschaft Medizintechnik
gen rund um die Medizintechnik. Regel- träger Karlsruhe (PTKA) entwickelte die
mäßige Treffen der Arbeitskreise, orga- AG Medizintechnik eine Förderidee für die
nisierte Gemeinschaftsstände, initiierte Produktion von Medizintechnik, die Ende
19ZELL- UND GENTHERAPEUTIKA Optima Pharma Optima Pharma entwickelt in einem Pilotprojekt mit der Charité Berlin ein Konzept für eine Produk- tionsplattform zur automatisierten Herstellung und Abfüllung von Zell- und Gentherapeutika. Diese neuartigen Arzneimittel ebnen den Weg für die personalisierte Medizin und gelten als vielver- sprechende Therapiemöglichkeiten für Erb- und Stoffwechselkrankheiten, neurodegenerative Er- krankungen und Krebs. Sie beruhen auf patienten- eigenen Zellen und werden derzeit meist noch auf- wändig manuell für jeden Patienten individuell hergestellt. Das Unternehmen arbeitet gemeinsam mit der Charité an einer auf Isolatortechnologie basierenden Produktionsplattform, die es erlaubt, die Arzneimittel automatisiert und nach den Good-Manufacturing- Practice-Richtlinien der Pharmabranche zu produzieren. Die Produktionsplattform bietet die Möglichkeit, notwendige Pro- zesse zur Herstellung verschiedener gen- und zelltherapeutischer Produkte abzubilden. www.optima-packaging.com/innovationsprojekt DIGITALER ZWILLING Siemens Siemens lässt digitale Herzen schlagen. Die Konzerntochter für Medizintechnik will Ärzten Simulationen an einem digitalen Zwilling ermöglichen. Damit sollen unnötige Operationen vermieden werden und nötige präziser ablaufen. Das in Erlangen ansässige Unternehmen entwickelt eine Software, die vom Herz des Patienten einen digitalen Zwilling erzeugt. Das soll Ärzte in die Lage versetzen, präzisere Diag- nosen zu stellen oder bereits vor einer Operation beispielsweise die optimale Platzierung für einen Herzschrittmacher zu finden. Die Aus- wirkungen von chirurgischen Eingriffen könnten im Vorfeld geklärt und unnötige Operationen vermieden werden. Die Software soll nicht nur digitale Abbilder liefern, sondern auch Voraussagen treffen, etwa über drohenden Krankheiten oder die Reaktion eines Patienten auf eine bestimmte Behandlung. Zu diesem Zweck wird künstliche Intelligenz (KI) eingesetzt. www.siemens.de SUPRAMOTION Festo Die Anforderungen an die Reinigung und Sauberkeit von Produktions- anlagen steigen – besonders in Zukunftsfeldern wie Medizintechnik, Laborautomation oder Biotechnologie. Mit Supraleitertechnologie könnten diese Anforderungen erfüllt werden. Festo hat dazu die Kon- zepte Supramultitool und Supradrive entwickelt. Damit lassen sich mehrere Funktionen mit nur einem einzigen Supraleiterelement reali- sieren. Bei beiden Exponaten ermöglicht Supraleitung ein schweben- des, energiearmes Bewegen und wenig Reinigung. www.festo.com 20
EXOSKELETT
Ottobock
Mit dem Ziel, Menschen mit körperlich anspruchsvollen Tätigkeiten zu
entlasten und so gesündere Arbeitsbedingungen zu schaffen, hat das
Medizintechnikunternehmen Ottobock den Geschäftsbereich Industri-
als gegründet. Der erste Produktbereich sind so genannte Exoskelette
für Überkopf- und Überschulterarbeit.Das Exoskelett Paexo wurde für
den Einsatz in der Industrie konzipiert, zum Beispiel bei Automobilher-
stellern, in Flugzeug- und Schiffswerften, in Handwerksbetrieben oder
Logistikunternehmen. Langfristig könnte eine solche präventive Entlas-
tung zur Reduzierung von arbeitsbedingten Muskel-Skelettalen-Erkrankungen (MSE) im Schulterbereich beitragen. Paexo ist
ein passives Exoskelett, das keine Energiezufuhr benötigt. Deshalb ist es besonders leicht – mit weniger als zwei Kilogramm
Gewicht das wohl leichteste Exoskelett seiner Art.
www.ottobock.com
MEDIZINISCHE EINRICHTUNGEN
Microsens
Die digitale Transformation benötigt leistungsfähige, zuverlässige und sichere Daten-
netze in Krankenhäusern, Kliniken und Praxen. Digitale Diagnose- und Behandlungs-
systeme erzeugen enorme Datenmengen, die zuverlässig übertragen, analysiert,
bearbeitet und gespeichert werden müssen. Infrastrukturelle Grundlage dafür ist der
Microsens Medical Switch. Mit dem Einsatz erfüllen Klinikbetreiber die Anforderun-
gen gültiger Normen zur Signaltrennung im Bereich der Patientenumgebung. Auf
diese Weise werden auch die jeweiligen nationalen Vorschriften über das Errichten, Betreiben, Anwenden von Medizin-
produkten und ihre Kombination mit IT-Netzwerken eingehalten. Der Switch ist speziell für die Anforderungen im medi-
zinischen Umfeld konzipiert und gewährleistet die Sicherheit für Patienten und medizinische Einrichtungen durch vier
galvanisch getrennte 10/100/1000 Mbit/s-Anschlüsse mit integrierten Netzwerkisolatoren.
www.microsens.com/de
MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS
MPDV
Mit der Branchenlösung Hydra for Life Science
unterstützt MPDV regulierte Fertigungsunterneh-
men dabei, effizienter zu produzieren und gleich-
zeitig alle regulatorischen Vorgaben einzuhalten.
Die Software basiert auf dem weltweit und bran-
chenübergreifend genutzten Manufacturing Exe-
cution System (MES) Hydra von MPDV und bietet
viele Funktionen und Anwendungen, die ein regu-
liertes Fertigungsunternehmen voraussetzt. Dazu
gehören unter anderem die softwareseitige Un-
terstützung für den so genannten CAPA-Prozess
(Corrective and Preventive Actions) sowie für das
Schulungsmanagement für fertigungsnahe Mitarbeiter. Mit einem FMEA-Modul innerhalb einer umfassenden und integ-
rierten CAQ-Lösung unterstützt die Software auch das Risikomanage-ment. Für eine GMP-gerechte Herstelldokumentation
sorgt der electronic Device History Record (eDHR).
mpdv.info/pmhfls
21FUTURE MANUFACTURING
Innovative Fertigungsansätze in der Medizintechnik
DIRK FORBERGER
Die wachsenden Anforderungen im Bereich Medizintechnik haben gravierende Auswirkungen
auf die Fertigungsprozesse der Produkte. Die Entwicklung und Einführung von geeigneten
Fertigungsprozessen und -technologien sind in allen Projekten zur Realisierung von neuen
Produkten von zentraler Bedeutung und ein wesentlicher Erfolgsfaktor für erfolgreiche
Produktinnovationen.
D
ie Rowemed AG ist ein mittelstän- ständig, das gilt sowohl für die Produkte Bereich Fertigung ein hoher Bedarf an
disches Medizintechnikunterneh- an sich als auch für die Vielzahl an Prozes- Sondermaschinen und speziellen Vorrich-
men. Geschäftsgegenstand ist die sen im Unternehmen. Qualität, Sicherheit, tungen. 2016 ist daher im Unternehmen
Entwicklung und Produktion kundenspe- Hygiene, Rückverfolgbarkeit oder Kosten- der eigene Bereich Betriebsmittelbau ent-
zifischer Kunststoffprodukte – von der ers- effizienz sind zu beachten. standen. Ein Team aus Ingenieuren und
ten Handskizze bis hin zum zugelassenen Auswahl, Entwicklung und Einführung Technikern entwickelt Produktionsanlagen
Serienprodukt. Der Fokus liegt auf kom- der geeigneten Fertigungstechnologien von morgen. Ein Teil der entwickelten Fer-
plexen Produkten für das Handling von sind ein Projektschwerpunkt bei Produkt- tigungstechnologien konnte bereits reali-
sensiblen Flüssigkeiten. Die Anforderun- innovationen. Verursacht durch die Kom- siert und in die Produktionsanlagen integ-
gen im Bereich Medizintechnik wachsen plexität der Produkte besteht für den riert werden.
Fotos: Rowemed
Fertigung von Spikes am Rundtisch: Die Aufgabe war, eine Anlage zu bauen, auf der teilautomatisiert Varianten montiert werden können.
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