Neue Wege in der Fertigung von Medizinprodukten

Es sind weniger die eigentlichen Medikamente oder größere Geräte wie Computertomographen, sondern vielmehr Produkte wie Herzschrittmacher, Einweg-Spritzensysteme, vorkonfektionierte Kanülensets oder Hörgeräte, die für eine Vielzahl von Patienten wichtig sind. Sie werden in hohen Stückzahlen benötigt, und bei der Herstellung ist ein gewisser Montageaufwand erforderlich. In der Praxis zeigt sich dabei immer wieder, dass besonders im Medizinsektor die automatischen Hochleistungs-Fertigungssysteme eine Rolle spielen, die sich durch hohe Geschwindigkeit und Genauigkeit, geringe Fehlerquote und eine hohe Zuverlässigkeit auszeichnen.

Flexibilität stand bislang nicht an erster Stelle in den Lastenheften der Hersteller. Dieses Bild wandelt sich derzeit, allerdings ohne auf die genannten wichtigen Tugenden – Geschwindigkeit, Genauigkeit und geringe Fehlerquote – eines automatischen Fertigungssystems zu verzichten. Die Forderung nach zunehmender Flexibilität rückt sozusagen im Anforderungskatalog immer weiter nach vorn, was sicherlich auch durch den zunehmenden Kostendruck in diesem Marktsegment begründet ist, aber in der Hauptsache durch immer feinere Unterscheidungen bei den eigentlichen Produkten verursacht wird.

In einem Kundenprojekt der Automation Tooling Systems Munich GmbH & Co. KG (ATS) beispielsweise, in dem es um den Bau einer Anlage für die vollautomatische Herstellung, Befüllung und Konfektionierung von Gebinden mit sterilen Lösungen geht, konnte dank konsequenter Planung unter dem Gesichtspunkt, eine flexible Lösung zu erhalten, ein echtes Hochleistungssystem entstehen. In der Anlage werden die genannten Gebinde mit Werkstückträgern, die mittels Linearmotoren angetrieben werden, durch die Bearbeitungsstationen bewegt. Die technologische Basis des Systems wurde dabei so konfiguriert, dass die Werkstückträger zu verschiedenen Gruppen unterschiedlicher Größe, je nach Produkttyp aber auch abhängig von der aktuellen Bearbeitungsstation, zusammengefasst werden konnten.

Die deutsche Niederlassung des kanadischen Herstellers automatischer Montage- und Prüfanlagen ATS, die auch im Marktsegment Medizintechnik tätig ist, kann diesen Trend bestätigen: Waren noch vor nicht all zu langer Zeit die größten Herausforderungen seitens der Kunden hohe Stückzahlen und kurze Lieferzeiten, so sind diese ergänzt worden durch Forderungen, beispielsweise auf ein und derselben Anlage unterschiedliche Varianten von Produkten herzustellen, mit teils höchst unterschiedlichen Stückzahlen und Taktzeiten und mit unterschiedlich ausgebildeten Einzelkomponenten, die auf den angefragten Produktionssystemen montiert werden sollen.

Interessanterweise ist dieser Trend zu höherer Flexibilität in allen Branchen und Marktsegmenten gleichermaßen feststellbar, er betrifft nicht nur die Medizintechnik. Es leuchtet schnell ein, dass die Nachfrage nach höherer Flexibilität ganz neue Anforderungen an einen Hersteller von Fertigungssystemen stellt. Die konsequente Verwendung flexibler Komponenten für die Realisierung eines automatischen Produktionssystems ist einer der vielen Mosaiksteine auf dem Weg zur Verwirklichung der anspruchsvollen Kundenforderungen.

Bei dem bereits eingangs erwähnten Kundenprojekt wurde diese Flexibilität in erster Linie durch die Verwendung des von ATS selbst entwickelten modularen Transportsystems Supertrak ermöglich, das auf der Basis eines Linearmotors beruht.

Das Supertrak-System ermöglicht, jeden einzelnen Werkstückträger gesondert und unabhängig von den anderen zu bewegen. Dabei sind unterschiedliche Beschleunigungen, Geschwindigkeiten und eine hohe Positioniergenauigkeit der Stoppositionen einfach zu realisieren. Es lassen sich sogar Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen der einzelnen Werkstückträger realisieren, ohne dass die übrigen Träger davon beeinflusst werden.

Dem technisch bedingten, vermeintlichen Mangel, dass mit dem ATS Supertrak nur relativ geringe Massen angetrieben werden können, wurde bei der besagten Anlage auf einfache Weise begegnet, in dem die Antriebsmodule um 90° gekippt und lediglich ein modifiziertes Rollensystem für die Trägermodule erforderlich wurde. Damit lassen sich nun Massen von über 20 kg bewegen, ohne auf die typischen Vorteile des Supertrak-Systems verzichten zu müssen.

Mit den herkömmlichen starren Antriebs-systemen, wie Kurvensteuerung oder Königswellensysteme, sind diese Features eines flexiblen Fertigungssystems schlicht nicht zu realisieren.

Die Vorteile eines Supertrak-basierten Systems liegen auf der Hand:

Letztlich überzeugen wirtschaftliche Vorteile, die sich mit einigen prägnanten Stichworten zusammenfassen lassen: Kurze Inbetriebnahmedauer, nahezu Wartungsfreiheit, geringe Zahl von Ein- und Ausgängen für die Steuerung, kurze und unkomplizierte Validierung, da nur wenige Komponenten und Equipment vorhanden und erforderlich sind.

Alexander Sedlak ATS Munich GmbH & Co. KG, München

Supertrak unterstützt flexible Fertigungsprozesse in der Medizintechnik