Mikrolaserbearbeitung

Präzise Mikrolaserbearbeitung ist vor allem in der Medizintechnik gefragt. Dieser Laserscanner ist dafür ausgelegt, kommt aber auch bei additiven Verfahren zum Einsatz. (Bild: Aerotech)

Der globale Markt für Medizintechnik wächst rasant und um in diesem hart umkämpften Wettbewerb zu bestehen, optimieren Hersteller ihre Prozesse und setzen auf agile Produktionsmethoden. Unterstützt werden sie dabei vom Spezialisten für Motion-Control- und Positioniersysteme von Aerotech, Fürth. Im Laufe der Jahre avancierte das Unternehmen zu einem der Hauptlieferanten für Bewegungs-Steuerungssysteme im Bereich der Herstellung von interventionellen kardiovaskulären Geräten. Beispiele aus dem Segment für Medizintechnik sind neben dem Stent- Schneiden auch Herzschrittmacher-Laserschweißsysteme, die Fertigung von Intraokularlinsen (IOL) und Kontaktlinsen, DNA- und Blut-Sequenzierung, haptische Fräser und Bohrer, Röntgengeräte, Kernspintomografen und CAT-Scanner. „Als Entwickler und Automatisierungspartner können wir Schritt mit den recht kurzen Innovationszyklen der Medizintechnikbranche halten“, betont Norbert Ludwig, Geschäftsführer von Aerotech.

Eine enge Zusammenarbeit entstand diesbezüglich mit einem Schweizer Hersteller für Zahnimplantate aus Keramik. Für das Lasern der Mikro-Schleifstifte wird dort ein Fertigungssystem mit integriertem Galvoscanner genutzt. Der komplette mechanische Teil mit Linearantrieb, Achsen und der Steuerungssoftware kam von Aerotech, das Gehäuse und die restliche Peripherie baute sich das Team des Implantateherstellers in Eigenregie zusammen. Zur Bearbeitung eines Werkstücks wird das Fertigungssystem von einem Handling-Roboter bestückt. Sowohl der Roboter als auch das verwendete Messsystem konnten beide über die Steuerungssoftware angebunden werden. Der Medizintechnikhersteller hatte keine Erfahrung mit Lasertechnik und wie diese mit einem Fertigungssystem integriert werden kann. Ihm war auch bewusst, dass es da keine Anlage mit integriertem Laser von der Stange gibt; trotzdem suchte das Unternehmen nach einem Lieferanten, der möglichst ein breites Spektrum abdecken kann. Der Spezialist für Motion-Control- und Positioniersysteme konnte sämtliche Komponenten für die Fertigungsanlage bereitstellen und miteinander integrieren. Vorteilhaft war für den Medizintechnikhersteller auch, dass für den gesamten Prozess dieselbe Steuerung verwendet wird. Zudem lässt sich damit die Peripherie jederzeit erweitern, ohne eine neue Steuerungssoftware anschaffen zu müssen, beispielsweise wenn ein Profi-Bus oder eine zusätzliche Piezo-Achse einzubinden ist.

 

Steuerung
Schneidsystem zur präzisen Stent-Herstellung bei hohem Durchsatz. (Bild: Aerotech)

Schneidlösung für die anspruchsvolle Stent-Fertigung

Motion-Control
Norbert Ludwig, Geschäftsführer von Aerotech in Fürth. (Bild: Aerotech)

Ein weiteres Beispiel aus dem Bereich Medizintechnik ist das hermetische Laserschweißen von Herzschrittmachern und Kathetern, für die Aerotech sowohl Komponenten als auch Subsysteme liefern kann. Mit der VascuLathe hat man außerdem eine innovative Schneidlösung für die Stent-Fertigung entwickelt. Das vollintegrierte Bewegungssystem kombiniert automatisierte Materialhandhabungsfunktionen mit direktangetriebenen Linear- und Drehbewegungen. „Diese Produkte sind speziell aus den Marktanforderungen unserer Kunden heraus entstanden, das heißt, viele Innovationen ergaben sich aus der gemeinsamen Zusammenarbeit sowie aus der branchenspezifischen Zusammenstellung unterschiedlicher Applikationen“, so Norbert Ludwig weiter.

Ausführliche Applikationsberatung nötig

Der erste Schritt hin zur tatsächlichen Integration beginnt immer mit einer ausführlichen Applikationsberatung. Dabei erfahren die Kunden auch, dass sich mit der Steuerungstechnik weit mehr bewegen lässt als beispielsweise die 6-Achsen eines Hexapod-Positioniersystems. Muss der Laser etwa abhängig von der Position des Hexapods getriggert werden und an einer bestimmten Stelle impulsfeuern, dann lässt sich das über die Steuerungsplattform Automation1 ebenfalls realisieren. Auf diese Weise kann der gesamte Prozess von einer zentralen Steuereinheit aus betrieben werden. Auch Messvorgänge lassen sich über die Automation1-Plattform triggern, und zwar so, dass Messwerte über Analogeingänge mitverarbeitet und gespeichert werden, sodass das gesamte Ergebnis in einer zentralen Steuereinheit hinterlegt ist.

Aerotech, SPS 2022 Halle 3 Stand 347

Genau so viel Integration, wie der Kunde benötigt

Medizintechnik
William Land, Business Development Manager bei Aerotech für den Geschäftsbereich Medizinische Industrie. (Bild: Aerotech)

William Land, Business Development Manager bei Aerotech über den Geschäftsbereich „Medizinische Industrie“, der als einer der als umsatzstärksten Bereich des Herstellers für Motion-Control- und Positioniersysteme gilt, zur Entwicklung von Integrationslösungen für die Medizintechnik.

William Land: Aerotech hat sich von Tag eins an auf diese Branche und auf die Entwicklung spezifischer Lösungen für die medizinische Industrie konzentriert. Die Einrichtung eines eigenen Geschäftsbereichs hat uns genau die Einblicke in die Branche verschafft, die wir benötigen, um den OEMs der Medizintechnik wertvolle Automatisierungslösungen anbieten zu können. So war Aerotech unter anderem an der Entwicklung der ersten Drehbänke zum Schneiden von Intraokularlinsen beteiligt. Seit den frühen 1970er Jahren liefern wir Spezialprodukte für die interventionelle kardiovaskuläre Industrie.

Auf welche Medizintechnikhersteller konzentriert man sich heute besonders?

William Land: Implantierbare Geräte der Klasse III haben oft komplexe Herstellungsprozesse und erfordern ein hohes Maß an Präzision und Wiederholbarkeit bei der Produktion. Daher eignen wir uns als Automatisierungspartner für diese Anwendungen.

In welchem Maße kommen Ihre Komponenten dabei zum Einsatz? Können Sie ein paar Beispiele nennen?

William Land: Im Bereich der Herstellung von intervenierenden kardiovaskulären Geräten gilt Aerotech seit vielen Jahren als einer der Hauptlieferanten für Bewegungssteuerungssysteme. Wir stellen speziell angefertigte lineare und kompakte Rotations-Servosysteme her, die für die Herstellung von Stents und vielen anderen Transkathetergeräten sowie deren Zuführungssysteme entscheidend sind. Unsere gereifte Technologie ermöglicht die präzise Laserbearbeitung von Kathetern und Stents bei Geschwindigkeiten, die sie für den Markt wirtschaftlich machen.

Welche Rolle spielt Integration - sowohl in Bezug auf die einzelnen Komponenten als auch hinsichtlich der Gegebenheiten vor Ort beim Kunden?

William Land: Einer unserer Schwerpunkte ist es, genau so viel Integration anzubieten, wie der Kunde benötigt. In manchen Fällen suchen medizinische OEMs nach einem Partner, der sie bei der Herstellung der gesamten Fertigungszelle für einen bestimmten Prozess unterstützt. Je nach Auftrag können wir vollständig integrierte Maschinen und Fertigungssysteme für individuelle Anwendungsbereiche liefern.

Können Sie ein Anwendungsbeispiel für eine solche Integration nennen?

William Land: Bei einer Anwendung waren wir für das Bereitstellen eines integrierten 5-Achs-Laserbearbeitungssystems verantwortlich, das in eine größere Produktionslinie integriert werden sollte. Ein großer Drittanbieter von Integrationslösungen war für die gesamte Produktionslinie verantwortlich, und wir mussten deshalb mit einer Vielzahl von Teams sowohl des OEMs als auch des Automatisierungsintegrators zusammenarbeiten. So konnten wir sicherstellen, dass das Laserbearbeitungssystem gut mit den Materialtransport- und Vorrichtungssystemen zwischen den umliegenden Fertigungszellen innerhalb der Linie funktioniert.

Wo sehen Sie die Unterschiede von heute zu damals?

William Land: Wir haben in den letzten Jahren eng mit unseren Kunden zusammengearbeitet und sind dabei auch immer weiter in den Bereich Prozessautomatisierung vorgedrungen. Heute unterstützen wir fertigende Unternehmen dabei, ihren gesamten Prozess mit den von uns hergestellten Präzisionsbewegungskomponenten optimal zu automatisieren. Zudem werden die Lösungen immer smarter und komplexer, sodass ein einzelnes Unternehmen gar nicht mehr alle Implementierungsschritte beherrschen kann. Das Know-how des Lieferanten wird infolgedessen zunehmend wichtiger. Und hier beginnt unsere eigentliche Arbeit als Hersteller von Automatisierungssystemen.

 

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