Präzision für das Zeitalter des Lichts | medizinische Diagnostik

Erstellt von MED Engineering 2021/03 |

2021/03 | Steinmeyer Mechatronik hat für die medizintechnische Produk­tion bei Berliner Glas ein hochpräzises, kundenindividuelles 2-Achs-System geliefert. Neue Lösungen für bildgebende Verfahren in der medizinischen Diagnostik werden durch präzise Alignment-Systeme möglich gemacht.

Herausgeber: MED Engineering Ausgabe 2021/03 | www.med-eng.de

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Ob Medizintechnik, Halbleiterindustrie oder Laser-und Welt­raumtechnik - viele Anwendungen wären ohne Licht undenkbar. Wie man elektromagnetische Strahlung als Werkzeug einsetzt, weiß kaum einer besser als Berliner Glas. Die in­habergeführte Unternehmensgruppe macht Licht für hochtechno­logischeAnwendungen nutzbarundgehörtzuden führenden Anbie­tern optischer Schlüsselkomponenten, Baugruppen und Systeme, hochwertig veredelter technischer Gläser sowie Glas-Touch-Bau­gruppen. ,,Aufgrund seiner Eigenschaften ist Licht praktisch univer­sell einsetzbar", macht Dr. David Kieven, Technology Owner Bon­ding in der Abteilung„Optical ManufacturingTechnology" bei Berli­ner Glas, deutlich und erläutert: ,,Die Lichtgeschwindigkeit ist die schnellste, die wir kennen. Aber auch die hohe Fokussierbarkeit so­wie die Schnelligkeit, mit der Licht an- und ausgeschaltet werden kann, tragen zur enormen Vielseitigkeit bei."
Die innovativen Hightech-Produkte von Berliner Glas werden unter anderem zur Analyse, Produktion, Kommunikation oder Vermessung eingesetzt und rund um den Globus von der licht­nutzenden Industrie geschätzt. Den spezifischen Anforderungen zur Entwicklung und Produktion modernster Medizintechnik trägt dabei der Geschäftsbereich Medical Applications am Standort Berlin mit der Zertifizierung nach ISO 13485 Rech­nung. Die medizintechnischen Experten haben sich auf die Mik­ropositionierung sowie die Konstruktion speziell beschichteter Prismenbaugruppen für medizinische Fluoreszenzverfahren spezialisiert und bieten maßgeschneiderte Systemlösungen aus einer Hand -von der Konzeption bis zum fertigen Produkt.

Spezialist für maßgeschneiderte Positioniersysteme

Um den hohen Qualitätsansprüchen der Kunden gerecht zu wer­den, setzt Berliner Glas auf verlässliche und zertifizierte Partner und Lieferanten wie Steinmeyer Mechatronik. Das Dresdner Unternehmen hat sich insbesondere als Spezialist für individuelle Sonderanfertigungen einen Namen gemacht. ,, Wir produzieren je­den Tag komplexe Lösungen, die an der Grenze des technisch Machbaren liegen. Das erfordert innovative und effiziente Techno­logien", so Dr. Kieven. ,,Steinmeyer Mechatronik ist sehr flexibel und bietet kundenspezifische Lösungen. Das ist für uns von gro­ßem Vorteil." Von der hohen Lösungs- und Anwendungskompe­tenz der Sachsen konnte sich Berliner Glas bereits bei der Konst­ruktion eines Mess- bzw. lnspektionssystem überzeugen. Auch in den neuen Alignment-Vorrichtungen zur Produktion von optischen Baugruppen für die Medizindiagnostik kommt Positioniertechnik aus dem Hause Steinmeyer Mechatronik zur Anwendung.

Neue Lösungen für die bildgebende medizinische Diagnostik

Mit Hilfe der selbstkonstruierten Maschinen lassen sich zwei optische Komponenten mit einer Genauigkeit von< 1 µm zu- einander ausrichten und verkleben. ,,Dank ihrer hohen Präzi­sion sind die Alignment-Systeme in der Lage, den immer wei­ter steigenden Ansprüchen an optischer Auflösung in bildgebenden Verfahren auf höchstem Niveau gerecht zu werden", stellt Dr. Kieven klar und ergänzt: ,,Die hohe Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit ermöglichen zudem eine 24/7-Fertigung." Dieses Ziel wurde durch das speziell auf das Produkt ausgerichtete Konstruktionsdesign und nicht zuletzt durch die ausgewählten Komponenten der Anlage ermöglicht. Herz der Alignment-Vorrichtungen ist eine räumliche Bewegungsmaschine mit sechs Antriebselementen für die auszurichten- de Komponente in Verbindung mit einer Messbaugruppe mit optischer Bilderkennung, die auf einem hochgenauen 2- Achssystem von Steinmeyer Mechatronik montiert ist. Eine speziell entwickelte Software verbindet alle Prozessschritte und ermöglicht eine einfache, bildsch irmbasierte Bedienung. „Die Steinmeyer-Achsen sind Teil des optischen Mess- und Bildauswertungssystem", so David Kieven und erklärt die Funktionsweise, ,,Im Zusammenspiel mit der Software wer­den die Bauteile und deren Positionen vermessen. Durch das präzise Anfahren und Halten der Positionen kann eine opti­sche Bilderkennung Distanzen vermessen und Rückkopplung an weitere Bewegungssysteme geben, die die Position unserer Baugruppen anpassen und finalisieren."

Robuste lndustrie-Lineartische mit Messtechnik-Genauigkeit

Für den Einsatz in den Alignment-Maschinen hat Steinmeyer Mechatronik eine kundenspezifisch angepasste Kombination aus den Linearachsen PLT165 und LTP90 gewählt. Beide Li­neartische arbeiten absolut zuverlässig und zeichnen sich durch hohe Geschwindigkeiten, höchste Genauigkeit sowie eine lange Lebensdauer aus - ideal für den industriellen Dauerbetrieb. Die Grundkörper bestehen aus stranggezoge­nen Aluminium-Hohlprofilen und machen das XY-System zu einem wahren Leichtgewicht. Der LTP90 überzeugt zudem mit seinem Konzept innen liegender Motoren und integriertem Controller. Die zweiachsige Positionierlösung verfügt über Verfahrwege von 200 x 25 mm und erreicht eine Wiederholge­nauigkeit von± 0,5 µm auf der horizontalen sowie± 0,2 µm auf der vertikalen Achse. Für die hohe Präzision sorgen extrem langlebige Kugelgewindetriebe mit AC-Servomotor sowie zu­sätzlichem Linearmaßstab. Die Antriebe erlauben Geschwin­digkeiten von 250 mm/s (X-Achse) und 25 mm/s (Y-Achse) so­wie Beschleunigungen von 2,5 m/s2 (X-Achse) und 0,3 m/s2 (Y-Achse).

Eine saubere Sache

„ Um die hohen Sauberkeitsanforderungen unserer Kunden zu gewährleisten, produzieren unsere Maschinen in einer Rein- raumumgebung", erzählt Dr. Kieven. ,,Neben der Präzision musste also auch eine hohe Reinraumspezifikation erfüllt werden." Steinmeyer Mechatronik hat die Lineartische PLT165 und LTP90 daher Schlitten auf Schlitten ver- schraubt. Damit ist das System sowohl von oben als auch seit­lich vollkommen geschlossen. So können Partikel sowie sons­tige Verschmutzungen nicht auf das Werkstück gelangen, das sich gerade auf der Tischkombination befindet. Auch ein Eindringen von Reinigungsmitteln beim Desinfizieren und Reinigen ist ausgeschlossen. Zum Einsatz kommen außerdem spezielle, hermetisch geschlossene Sondermotoren mit Pharmazulassung. Für eine leichtere Reinigung wurde zudem die Verkabelung angepasst sowie alle außen zugänglichen Teile statt mit einer Eloxal- oder Lackschicht mit einem Nickel überzug versehen.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit wird fortgesetzt

Robust, zuverlässig, schnell und ultragenau - die geforderten Spezifikationen konnte Steinmeyer Mechatronik erfüllen. Auch die Reinraumanforderungen (ISO Klasse 3) stellten für den erfahrenen Medizintechnik-Partner keine große Heraus­forderung dar. ,,Auf technischer Ebene verrichten die Achsen ihre Dienste vorbildlich", ist Dr. Kieven von der Performance der Positionierlösung begeistert und freut sich schon auf die nächsten Projekte: ,,Aufgrund der hohen Nachfrage seitens der Kunden bauen wir unsere Produktion derzeit aus und ver­doppeln unsere Kapazität."