Miniaturisierte Teile erobern die Medizintechnik

Wie ein U-Boot gleitet ein Roboter im Mini-aturformat durch die menschlichen Blutbahnen und liefert dem Arzt exakte Daten. Eine Operation am Herzen wird nach dem Prinzip der Schlüsselloch-Chirurgie minimal-invasiv durchgeführt. Und eine nicht einmal streichholzschachtelgroße Pumpe, unter die Haut transplantiert, erspart dem Diabetiker die täglichen Insulinspritzen. Dieser Trend zur Miniaturisierung ermöglicht patientenfreundlichere Behandlungsmethoden und eröffnet den Unternehmen im Bereich der Medizintechnik Wachstumschancen. Ein wichtiges Feld gerade für die Medizintechnik, für Anlalytik und Diagnostik ist beispielsweise die exakte Handhabung von immer kleineren Flüssigkeitsmengen.

Als Messeneuheit zur Compamed stellt die Sensirion AG, Stäfa/Schweiz, den laut Verkaufsdirektor Andreas Jossi „ersten vollständig digitalen Differenzdrucksensor SDP600 /610“ für Anwendungen in der medizinischen Beatmung vor. Dieser Sensor liefert ein digitales Ausgangssignal mit einem Messbereich von -500 bis +500 Pa. Aufgrund des dynamischen Messprinzips erreicht er selbst bei niedrigen Druckdifferenzen (<10 Pa) eine hohe Genauigkeit und Sensitivität, erklärt Jossi. Dank des hohen Integra-tionsgrades könne bei der Verwendung des Sensors auf weitere elektronische Komponenten verzichtet werden. Trotz erhöhter Qualität ließen sich so seiner Ansicht nach die Gesamtkosten reduzieren.

Gerade im Hinblick auf gestiegene Qualitätsanforderungen an Komponenten und Systeme rückt das Thema Electronic Manufac- turing Services (EMS) in der Medizintechnik in den Fokus. Viele Hersteller lagern inzwischen die Fertigung aus und geben sie in die Hände von Spezialisten, wie beispielsweise der Prehtronics GmbH aus Willich. Der Dienstleister entwickelt elektronische Baugruppen und Komplettsysteme und ist auf mittelständische Industriekunden mit komplexen Baugruppen und Fertigungsprozessen spezialisiert.

Maßgeschneiderte Lösungen im Bereich Elektronik-Design und Fertigungsservice präsentiert auch die Alpha-Board GmbH mit einem RFID-Chip auf der Leiterplatte. Hersteller profitieren durch die Kennzeichnung ihrer Baugruppen mit RFID von einer eindeutigen Zuordnung, lückenloser Rückverfolgbarkeit sowie von höherer Lesesicherheit – zum Beispiel bei Verschmutzung oder schwer zugänglichen Stellen. Dazu wird das RFID-Label wie ein Barcode auf die Leiterplatte geklebt. „Jetzt kann es nicht mehr ohne Zerstörung entfernt werden und speichert baugruppenspezifische Informationen“, erklärt Olaf Schulz, Leiter Hardware-Entwicklung bei Alpha-Board. Die Label passen selbst auf sehr kleine Leiterplatten oder Flexboards. „Und ist doch einmal zu wenig Platz oder die Packdichte auf der Leiterplatte zu hoch, wird ein winziger RFID-Tag wie ein Bestückungsbauteil auf der Leiterplatte aufgebracht“, so Schulz. Fallen Leiterplatten-Komponenten aus und die Kenndaten bestimmter Bauteile müssen rückverfolgt werden, kann das Lesegerät aus dem RFID-Label alle eingeschriebenen Daten der Leiterplatte auslesen. „Die Industrie verlangt solche Sicherheitsstandards“, erläutert Schulz.

Auch die Bandbreite des Laserstrahlschweißens von Kunststoffen wird auf mikroskopische Strukturen erweitert. Mit einem neu entwickelten laserbasierten Verbindungs-verfahren des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik (ILT) in Aachen können innerhalb kurzer Zeit hochfeste Verbindungen zwischen Kunststoffen und anderen Werkstoffen erzeugt werden.

Dieses zum Patent angemeldete Verfahren, Liftec, basiert auf der Tatsache, dass alle thermoplastischen Kunststoffe im unpigmentierten Zustand transparent oder zumindest transluzent sind. Bei Prozessbeginn wird das zu fügende Bauteil oder eine Teilkomponente davon durch den zu fügenden Kunststoffpartner hindurch mit Laserstrahlung erwärmt. Das Bauteil wird auf das Kunststoffteil gedrückt. Dabei erwärmt sich der Kunststoff, und das zu verbindende Bauteil beziehungsweise ein Teil davon dringt in den Kunststoff ein. Nach der Abkühlung wird eine feste, formschlüssige Verbindung erzielt. Neben Metallen können auch keramische Werkstoffe mit Kunststoffen verbunden werden. Erste Anwendungen zielen nach Angaben von Projektleiter Jens Holtkamp auf die direkte Verbindung von Brillengläsern aus Kunststoff mit Metallbügeln.

Pünktlich zur Messe ist die Mikropumpe mp6 der Bartels Mikrotechnik GmbH erhältlich. „Das Doppelaktorsystem ist die kleinste automatisiert produzierte Piezomembranpumpe aus Kunststoff auf dem Markt“, erklärt Severin Dahms, Produktmanager bei dem Dortmunder Pumpenhersteller. Sie erreicht bei einer Größe von 30 mm x 15 mm x 3,8 mm einen Gegendruck von 500 mbar bei der Wasserförderung. Auch die Paritec GmbH präsentiert eine piezogetriebene Mikropumpe. Sie wurde in Kooperation mit dem Fraunhofer IZM entwickelt und soll durch eine Edelstahlkammer Vorteile in der Handhabung von aggressiven Medien und der automatisierten Fertigung bieten.

Susanne Schwab susanne.schwab@konradin.de