Eine Trumark Station 3000 im Einsatz in der Medizintechnik

Fertigung von Medizinprodukten: Qualitätssicherung durch Lasermarkieren

| Redakteur: Anne Richter

Der zur UDI-Norm gehörende Datamatrixcode wird auf der gewölbten Oberfläche des Handstücks aufgebraucht. Um diese Leistung auf immer kleineren oder sogar unregelmässigen Formen erbringen zu können, wird in Grüsch die Entwicklung der Hard- und Software des Beschriftungslasers immer weiter vorangetrieben.
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Der zur UDI-Norm gehörende Datamatrixcode wird auf der gewölbten Oberfläche des Handstücks aufgebraucht. Um diese Leistung auf immer kleineren oder sogar unregelmässigen Formen erbringen zu können, wird in Grüsch die Entwicklung der Hard- und Software des Beschriftungslasers immer weiter vorangetrieben. (Bild: Trumpf)

Die Firma Oertli Instrumente AG stellt erfolgreich Medizinprodukte her. Doch die Umstände zwingen auch sie, die eigenen Prozesse immer wieder zu hinterfragen und zu überarbeiten. Beim Umstieg zu einer One-Piece-Flow-Montagelinie kam einem Beschriftungslaser von Trumpf eine zentrale Rolle zu.

Es ist eng in den Fabrikationshallen der Firma Oertli im sankt-gallischen Berneck, wo hochpräzise Produkte für die Augenchirurgie entwickelt und fabriziert werden. «Wir sind zwar daran, die Produktionsfläche zu vergrössern», sagt Floriano Rossi, «Head of Supply Chain» bei Oertli und Mitglied der Geschäftsführung: «Doch da wir neben der Reinraumproduktion auch eine CNC-, eine Instrumenten- und eine Gerätefertigung hier haben, müssen wir uns immer wieder Gedanken machen, wie wir noch effizienter und dichter produzieren können.»

Lasermarkieren: Weltneuheit für die Medizintechnik

Trumpf MedTecDay 2018, am 14. November in Grüsch

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Roman Schwarz ist Projektleiter der Produktionsinfrastruktur und hat sich intensiv mit Lean-Production-Konzepten auseinandergesetzt. An ihm lag es, die Montage eines Produkts für die Katarakt-Operation (grauer Star) neu zu konzipieren. «Mir wurde allein anhand der Laufwege schnell klar, dass wir die verstreuten Einzelarbeitsplätze in eine One-Piece-Flow-Montagelinie umwandeln mussten», sagte Schwarz. Für das Laserschweissen zum Beispiel mussten die Mitarbeiter zuvor sogar einen anderen Raum aufsuchen. Bei vier Schweissnähten an einem Produkt kam da einiges an Laufmeter und Zeitverlust zusammen.

Wie bringt man eine fortlaufende Seriennummer hin?

Seit ein paar Monaten steht die neue Montageline in der Halle. Schlank und klug angeordnet arbeitet ein Mitarbeiter nun an den einzelnen Stationen im Gegenuhrzeigersinn ab: 34 Montageschritte in rund 105 Minuten. Und fast am Ende der Linie steht eine Maschine, die immer wichtiger wird in der Medizintechnik: ein Lasermarkierer – in diesem Fall eine Trumark Station 3000 von Trumpf. Denn bestimmte medizintechnische Produkte müssen regelkonform mit einer fortlaufenden Seriennummer ausgestattet werden. Und bald sollen noch weitere Markierungen auf die Produkte kommen. Mit dem Lasermarkieren aber war man bei Oertli schon bestens vertraut. Sie besassen seit 2006 eine Vectormark Workstation VMc5 von Trumpf. Allerdings war die Maschine definitiv zu gross für die neue Montagelinie – und vor allem zu wenig automatisiert.

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«Ein Beschriftungslaser der neusten Generation musste her, mit allem Zubehör wie automatischer Drehachse und Anbindung an die übergeordnete Softwaresysteme», erklärt Roman Schwarz. Der Mitarbeiter sollte also nur noch das Bauteil einlegen, die Daten einlesen, der Rest muss die Maschine erledigen. Im Lastenheft stand dementsprechend: «Einfache Datenübernahme aus dem ERP-System, Reduktion von Rüstzeiten, kürzere Prozesszeiten und das Beschriftungsergebnis muss den Oertli-Anforderungen entsprechen; die Maschine muss einfach bedienbar und gut integrierbar sein in eine One-Piece-Flow-Montagelinie», zählt Floriano Rossi auf.

Die Trumark Station 3000

Eine kompakte Allrounder-Maschine wie die Trumark Station 3000 mit einem Faserlaser würde alle im Lastenheft aufgelisteten Punkte bei Weitem erfüllen. «Das Beste aber kam noch, als wir erfuhren, dass die Trumark 3000 Station in Verbindung mit dem evaluierten OneBox Beschriftungslaser Trumark 5010 keine externe Versorgungseinheit mehr benötigt, was die Aufstellungsbedingungen in unserem One-Piece-Flow-Produktionskonzept extrem vereinfacht hat», erklärt Roman Schwarz. «Ausserdem haben wir in der neuen Montagelinie ja ebenfalls von Trumpf eine Laserschweissanlage integriert und die können wir jetzt mit einer Laserstrahlquelle versehen, die weit abseits der Linie aufgebaut werden kann. Und das ist noch nicht alles: Diese Quelle kann mit weiteren Laserlichtabgängen ausgerüstet werden, über die wir künftig zusätzlich Laserschweissanlagen koppeln und versorgen können – was nochmals ein erheblicher Platzgewinn wäre.» Im Stammhaus von Trumpf, in Ditzingen, konnte Roman Schwarz noch während der Beratungsrunde erste Machbarkeitsprüfungen machen, die Prozesse noch einmal auf die Funktionstauglichkeit prüfen und erste Parametereinstellungen finden für das Lasermarkieren – und gleich auch Laserschweissen, das man nun ebenfalls in der Montagelinie integriert hat.

Ergänzendes zum Thema
 
MedTecDay 2018 in Grüsch

Eventtipp: SMM InnovationsFORUM FertigungstechnikDas SMM InnovationsFORUM ist der Treffpunkt der Schweizer Fertigungsindustrie, an dem ausgewiesene Fertigungsexperten über die aktuellsten Trends der Branche informieren. Nutzen Sie die Gelegenheit mit den Referenten zu diskutieren und sich mit den anderen Teilnehmern auszutauschen.
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Die neue Herausforderung UDI

Und dann kam die «Unique Device Identification»(UDI)-Vorgabe. Mit der UDI nehmen die EU und USA die Hersteller in die Pflicht, Medizinprodukte zu identifizieren und zu registrieren. Roman Schwarz sagt: «Wir mussten nun neben einem Zahlencode zusätzlich einen maschinenlesbaren Datamatrix-Code auf das Instrument bringen. Dieses muss eindeutig und dauerhaft sichtbar sein auch nach vielen Reinigungszyklen. Einen solchen Datamatrixcode zu erzeugen und dann noch auf einer winzigen, gewölbten Fläche wie es bei unseren Instrumenten der Fall ist, das war aber dann doch schwieriger, als wir es uns vorgestellt hatten.»

Doch das Team um Schwarz wusste auch: In Grüsch steht für solche Problemfälle das globale Kompetenzzentrum von Trumpf für das Lasermarkieren. Denn an diesem bündnerischen Standort werden die Geräte nicht nur hergestellt, sondern auch entwickelt und die Technologie vorangetrieben. Und welche Probleme auch immer bei Oertli auftauchten, Hilfe haben sie bisher immer sofort bekommen. Roman Schwarz jedenfalls ist begeistert vom Team in Grüsch: «Es ist der beste Service, den man sich denken kann, schnell und kompetent. Wir wussten immer, dass wenn es um Lasertechnologien geht, Trumpf für uns gesetzt ist; aber der Service ist ehrlich gesagt ein weiterer Grund, weshalb wir diese Maschinen von Trumpf im Haus haben.»

Kundennähe als Firmenwert festgeschrieben

«Solch ein Lob freut mich sehr», sagt Andreas Conzelmann, Geschäftsführer der Trumpf Schweiz AG. «Denn Kundennähe und Innovationsgarant sind die beiden festgeschriebenen Unternehmenswerte bei Trumpf.», ergänzt er. Nach Grüsch kommen viele Kunden, um sich über das Lasermarkieren zu informieren und im Applikationszentrum die optimalen Parametereinstellungen zu finden, zusammen mit den Experten von Trumpf. In diesem Labor stehen in Reih und Glied 18 unterschiedliche Maschinentypen mit verschiedenen Lasern und Visionline-Systemen. «Gerade mit einem neuen und nicht ganz einfachen System wie der Unique Device Identification (UDI) kommen natürlich viele Anfragen», sagt Conzelmann. Und sie sind mit den Anfragen an der richtigen Stelle, denn eine Firma wie Trumpf muss sich bereits Jahre im Voraus mit neuen Regulierungen befassen und sammelt dadurch wertvolles Knowhow an.

UKP-Laser als Enabler für korrosionsbeständiges Markieren

Dennoch war auch die UDI-Systematik für die rund 100 Ingenieure und Physiker des Kompetenzzentrums in Grüsch eine Herausforderung, denn es erforderte eine weitere Technologieentwicklung, um eine Markierung immer lesbar und resistent gegenüber Reinigungszyklen zu machen. «Aber mit über 20 Laserquellen und 3 Technologien im Portfolio sind wir generell sehr gut aufgestellt, um schnell agieren zu können», sagt Andreas Conzelmann. Im Falle von UDI konnte man auf die seit einigen Jahren im Einsatz stehenden Ultrakurzpulslaser (UKP) zurückgreifen und diesen weiterentwickeln. « Diese Laserquelle hatten wir bereits im eigenen Haus, welche nun als Enabler für das Beschriften mit höchster Korrosionsbeständigkeit dient. Durch das sogenannte Black Marking entsteht ausserdem ein sehr guter Kontrast und aufgrund der entstehenden Nanostruktur ein isotropes Verhalten, d.h. eine sehr hohe Blickrichtungsstabilität.

Aber wie immer bei Trumpf üblich, mussten die Entwickler das Thema ganzheitlich angehen, damit der Kunde am Schluss auf ein schlüsselfertiges Gesamtpaket zurückgreifen kann. Und darum wurde die neue UDI-Systematik für Trumpf auch ein Softwarethema, welches die gesamte Prozesskette abbildet. «Wie bei den Instrumenten der Firma Oertli müssen Beschriftungslaser nicht nur plan markieren können, sondern auch auf gewölbten Oberflächen. Die Software muss dementsprechend die Fokuslage in der Z-Achse sehr schnell nachregeln können. Mit der neuen Software Trutops Mark 3.0, welche Trumpf bereits bei ersten Testkunden installiert hat, können Markierinhalte auf beliebig geformten Freiformflächen abgewickelt oder projiziert werden.», erklärt Andreas Conzelmann. -ari- SMM

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