Montagezeit von 5,5 Minuten auf 20 Sekunden reduziert

Bleibt alles still, kann sich der Patient freuen. Hört er aber ein akustisches Signal des Diagnodent Pen 2190, den der Zahnarzt gerade in Händen hält, wurde Karies entdeckt. Allerdings ist die Diagnose für den Patienten schmerzfrei. Über die Auswertung eines Fluoreszenz-Signals lässt sich erkrankte Zahnsubstanz sehr früh erkennen (siehe Kasten) und gegebenenfalls sogar ohne Bohren behandeln. Die Kavo Dental GmbH aus Biberach/Riß vermarktet das Gerät bereits seit 1997, seit 2005 ist die zweite Generation des Diagnodent Pen 2190 verfügbar – nun ein schlauch- und kabelloses Handstück mit integrierter Anzeige. Dabei wurden unter anderem die Schalterapplikation weiterentwickelt und eine MID- Lösung (Moulded Interconnect Device, spritzgegossener Schaltungsträger) der Harting-Technologiegruppe implementiert.

Der Einsatz spritzgegossener Schaltungsträger kommt in der Industrie verstärkt zum Einsatz. Harting verfügt hier über das Know-how, die MID-Technologie auch in der industriellen Anwendung prozesssicher und wirtschaftlich umzusetzen. Die Vorteile der MID-Technologie liegen dabei auf der Hand:

Im Ergebnis führte der Umstieg auf die MID-Technologie zu einem deutlich einfacheren Produktionsprozess, einer besseren Produktionsqualität und höheren Wirtschaftlichkeit. Bezüglich der Qualität war das neue Konzept sogar besser als erwartet, in Belastungs- und Dauerversuchen erwies sich die Lösung zudem als beständig gegenüber Desinfektionsmitteln. Die Montagezeit des nun verwendeten MID-Kontaktrings dauert statt 5,5 Minuten nur noch 20 Sekunden, was nicht zuletzt auf die Reduzierung der Zahl der Bauteile von acht auf drei zurückzuführen ist. Die Ausschussquote konnte auf 0 % gesenkt werden, die Produktionskosten sanken sogar um 78 %. Wichtig für diesen Erfolg war die Kooperation von Kavo mit Harting. So ließen sich das Anwendungs-Know-how von Kavo und die MID- spezifische Umsetzungs- und Konstruktionskompetenz der Harting-Gruppe zusammenführen.

Grundsätzlich hatte sich Kavo bereits bei der ersten Variante des Diagnodent Pen 2190 für einen Silikonschalter mit sechs einvulkanisierten Karbonplättchen als Schließer auf zwei Kontaktbahnen entschieden. Diese Lösung für den Ringschalter basierte auf einer PEEK-Trägerstruktur mit zwei vergoldeten Kontaktringen. Diese wurden mit je einem Hohlniet gesichert, die beide auch für die Kontaktierung genutzt wurden. Der PEEK-Trägerring seinerseits wurde durch einen Kunststoffstift gesichert, die Litzen im Hohlnietverfahren eingelötet.

Bereits in einer frühen Phase startete Kavo jedoch schon die Entwicklung einer weiterführenden Variante, bei der ein MID-Bauteil als Trägerring mit integrierten Kontaktbahnen zum Einsatz kommen sollte – um so auch die Einzelteil-Montage abzulösen. Zudem sollten in dieser Variante auch die Verbindungslitzen an Durchkontaktierungen angelötet werden. Grund für dieses neue Konzept war eine Reihe von Nachteilen der Einzelteillösung, die letztlich die Wirtschaftlichkeit des Produkts entscheidend beeinflussten. Allein die Vielzahl der Bearbeitungsschritte führte bereits zu einer unbefriedigenden Kostensituation. Außerdem war die Fehler- und Ausschussquote bei der Produktion des Ringschalters mit etwa 20 % deutlich zu hoch. Denn die ursprüngliche Variante erforderte eine hochpräzise und absolut fehlerfreie Ausführung der Einzelschritte, was sich wirtschaftlich nicht umsetzen ließ.

Mitarbeiter von Kavo und der schweizerischen Niederlassung von Harting in Biel konstruierten deshalb zusammen den Kontaktring unter Einsatz der MID-Technologie. Harting spezifizierte das Spritzgusswerkzeug und unterzog den Werkzeugbau einer eingehenden Kontrolle. Laserstrukturierung und Metallisierung erfolgten bei Harting in Biel. Auch die Verlötung der beiden Litzen, was sich unter den gegebenen Randbedingungen als ein schwieriger Produktionsschritt erwies, realisierten die Bieler. Kavo unterzog den Kontaktring anschließend in einer zahnärztlichen Praxis einer intensiven Prüfung unter den speziellen Anwendungsbedingungen – mit positivem Ergebnis.

Sven Erdmann & Dr. Jens Krause Sven Erdmann ist Design Engineer R&D bei Kavo Dental, Dr. Jens Krause Key Account Manager Transportation bei der Harting Technology Group

Mit Hilfe eines Fluoreszenzsignals lässt sich Karies schon im frühen Stadium erkennen, auch an Stellen, die mit normalen Diagnosemethoden nicht zu erreichen sind. Der Dentalspezialist Kavo entwickelte dazu den Diagnodent Pen 2190, seit der zweiten Generation ein kleines schlauch- und kabelloses Handstück mit integrierter Anzeige. Hintergrund ist, dass die intensivere Zahndiagnostik und die verstärkte professionelle Zahnreinigung das Diagnosespektrum in der Praxis verändern. Der Blick richtet sich verstärkt auf die Frühdiagnostik, bei der man auch versteckte und noch nicht sichtbare Zahnschäden erkennen will, um frühzeitig zu behandeln und geeignete Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Das Gerät nutzt als Detektionsverfahren die Laserfluoreszenzmessung. Eine Laserdiode liefert Anregungslicht mit einer Wellenlänge von 655 nm, die per Lichtwellenleiter zum Zahn transportiert wird. Die Detektion vom Zahn erfolgt über ein Lichtwellenleiterbündel. Dabei konvertiert die Auswerte-Elektronik das Fluoreszenzsignal in einen Zahlenwert zwischen 0 und 99. Relevant für die Frühdiagnostik sind vier Stufen im Bereich zwischen 0 und über 30, auf deren Basis der Zahnarzt Behandlungs- oder weitergehende Diagnosevorschläge entwickeln kann. Ziel des Verfahrens ist eine sichere und verlässliche Diagnose, bei der die Zähne des Patienten nicht beschädigt werden – so dass invasive, taktile oder konventionell visuelle Diagnosetechniken in den Hintergrund rücken.