Lasermarkierung Kein Ausschuss Beim Markieren - medizin&technik - Ingenieurwissen für die Medizintechnik

Lasermarkierung

Kein Ausschuss Beim Markieren

Knochensägeblätter verschiedener Größen und Formen sind nur ein Teil des breiten Portfolios an Produkten, das mit der neuen Anlage bei Brasseler markiert werden kann Bild: Acsys
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Lasermarkierung | Für seine präzisen Medizininstrumente suchte ein Hersteller eine ebenso genaue wie automatisierbare Laserbeschriftungsanlage. Was er im Sommer 2016 in Dienst stellte, ist inzwischen auch für UDI gerüstet.

Janette JunghannsFachjournalistin in Zwickau

Gesucht wurde ein Lasersystem: Das sollte selbstständig unterschiedliche Instrumente beschriften – Knochensägeblätter verschiedener Größen und Formen, medizinische Rundinstrumente wie Bohrer sowie Ständermodule aus Edelstahl. All diese Produkte stellt die Gebrüder Brasseler GmbH & Co. KG aus Lemgo her. Das Unternehmen hat in den vergangenen beiden Jahren 30 Mio. Euro in den Ausbau seines Stammsitzes investiert. Für die automatisierte Mikrobearbeitung wurde eine Laseranlage mit ausbaufähiger Software benötigt, die auf die verschiedenen Anforderungen beim Markieren der Instrumente abgestimmt sein sollte.
„Wir wollten die neue Laseranlage in unseren Geschäftsbereichen Dental, Medical und Custom Made einsetzen“, erinnert sich Logistikleiter Daniel Fischer. Sie sollte eine Tiefenmarkierung ermöglichen und die Beschriftung und Skalierung von medizinischen Präzisionsteilen aus Stahl, Titan, Hartmetall oder Keramik flexibel übernehmen können. „Ganz wichtig war uns die Prozesssicherheit“, betont Joachim Haake, der die Verpackungsproduktion leitet. „Am Ende des aufwendigen Herstellungsprozesses werden die Medizininstrumente beschriftet und markiert. Da muss die Ausschussquote Null sein.“
Die passende Lösung kam schließlich von der Kornwestheimer Acsys Lasertechnik GmbH, die mit dem System Acsys Medical Laseranlagen speziell für die Medizintechnik anbietet. Die Anlagen vom Typ Piranha Multishift beispielsweise sind sehr flexibel und nutzen bei der Laserbearbeitung eine Palettenbestückung. Sie eignen sich für kleine Serienanwendungen mit variablen Daten wie auch für die Großserienproduktion. Dieser Aspekt war für das vielfältige und beständig wachsende Produktsortiment von Brasseler von Vorteil.
Software enhält Schnittstellen für zusätzliche Funktionen
Da das System mit einem temperaturstabilen und schwingungsfreien Granittisch ausgestattet ist, erfüllt es die hohen Anforderungen an die Wiederholgenauigkeit. Das Softwarepaket AC-Laser, das bei Acsys entwickelt wurde, enthält Schnittstellen für zusätzliche Bearbeitungsfunktionen und unterschiedliche Automatisierungsniveaus. Darüber hinaus sind im Paket patentierte Werkzeuge für die Lasermaterialbearbeitung verfügbar.
Diese Software wurde für die Anwendung bei Brasseler in Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber angepasst. Joachim Haake lobt „die fachliche Kompetenz“ der Fachleute bei Acsys und die enge Kooperation mit der Hochschule für Lasertechnologie in Mittweida – was ihm den Eindruck vermittelte, dass sein Partner „auf der gleichen Wellenlänge“ liegt.
Von der Planungsphase bis zu den Tests unter Produktionsbedingungen gestalteten die Ingenieure aus Mittweida eine maßgeschneiderte Lösung. Die Fachleute von Brasseler waren von Anfang an in den Entwicklungsprozess mit einbezogen. Dazu gehörte auch, dass Anforderungen im Laufe des Projektes konkretisiert wurden, als nach der Rücksprache mit den Anwendern der Medizinprodukte Hinweise bei Brasseler eingingen, die Änderungen mit sich brachten. Doch war es „ohne Umschweife“ möglich, das Lastenheft zu optimieren, berichtet Joachim Haake.
Markiertests an Instrumenten führten die Acsys-Entwicklungsingenieure im hauseigenen Labor durch. Das Softwaresystem unterstützt sowohl das Handling unterschiedlicher Seriennummernkreise als auch die Schritte des Audit-Trails mit Nachverfolgung über Logistik- und Identnummern. Wo es erforderlich war, wurde die Software schrittweise an die Markierbedingungen angepasst und mit entsprechenden Funktionalitäten wie Datenbankanbindungen, Bauteilerkennungen und einhergehenden Protokollfunktionen ausgestattet.
Jedes Teil wird automatisiert vor dem Markieren erkannt
In der Praxis werden nun die zu bearbeitenden Teile lose palettiert eingelegt. Um die medizinischen Instrumente aus verschiedenen Materialien in ihren sehr unterschiedlichen Formen und Größen sicher zu beschriften und zu markieren, wird eine optische Teileerkennung eingesetzt – die im Piranha-System als Optical Part Recognition oder kurz OPR bezeichnet wird. Das OPR erkennt das Bauteil in Position und Drehung, stellt sicher, dass es nicht schon beschriftet ist und positioniert den Laser automatisch. Das ist die Grundlage für das zuverlässige vollautomatische Abarbeiten von lose palettierten Sägeblättern, Bohrern und Ständermodulen. Wenn ein neuer Arbeitsauftrag für die Maschine eintrifft, werden mittels Barcodescanner die Parameter und Beschriftungsdaten aus einer Datenbank ausgelesen und in das Beschriftungslayout übertragen.
Mit dem hochauflösenden Kamerasystem Live Adjust System (LAS) wird zudem sichergestellt, dass nur ein korrekt erkanntes Bauteil bearbeitet wird. Für Brasseler gab es da ein kniffliges Pro-blem für das Lasern der Skala auf Sägeblättern zu lösen: Die Länge der Blätter kann produktionsbedingt variieren. Daher geht der Skalenpositionierung eine multiple Kantenerkennung voraus. Zudem verifiziert die optische Zeichenerkennung, dass jedes markierte Zeichen mit dem vorgesehenen Inhalt übereinstimmt.
In Zukunft wird das System auch den UDI-Code bewerten
Seit dem Sommer 2016 ist Piranha-Multishift inzwischen bei Brasseler im Einsatz. „Das Projekt hat uns richtig Spaß gemacht, und es ist noch nicht zu Ende“, sagen Daniel Fischer und Joachim Haake. Das System soll demnächst erweitert werden, um eine minimal-invasive Beschriftung und die abschließende Rücklesefunktion von Bar- und Datamatrix-Codes sowie Klartexten zu ermöglichen. Denn UDI ist auch hier ein großes Thema, und die Anlage ist dafür ausgerüstet. Das Lasersystem wird in einem Arbeitsgang das Produkt erkennen, veschriften, den UDI-Code lasern und im Anschluss den UDI-Code bewerten – und vor einer Degeneration warnen. ■

Über den Anwender
Brasseler, Hersteller von Medizin- und Dentalinstrumenten, setzt seit über 90 Jahren auf den Produktionsstandort Deutschland, auf Know-how und Erfahrungen in der Fertigungstechnologie sowie auf moderne Anlagen. Die Bohrer der Marke Komet, die 1923 für den Dentalbereich eingeführt wurde, werden in über 110 Ländern eingesetzt.
Brasseler verwendet für Instrumente der Dentalbranche moderne Produktionsverfahren und sieht sich als Innovationsführer für rotierende Instrumente und Systeme in diesem Bereich.

Mehr zum Thema UDI: Kennzeichnung
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