Mit hochautomatisierten Zellen lassen sich Disposals millionenfach in hoher Qualität fertigen. (Bildquelle: Kistler Gruppe)

Mit hochautomatisierten Zellen lassen sich Disposals millionenfach in hoher Qualität fertigen. (Bildquelle: Kistler Gruppe)

Das Berliner Maschinenbauunternehmen Jonas & Redmann gibt es seit nahezu 30 Jahren. Der Anlagenbauer fertigt Maschinen und Anlagen in der Montage- und Prozessautomation, von der integrierten Stand-alone-Zelle bis hin zur hochautomatisierten Fertigungslinie. Jede für die Medizintechnik gebaute Anlage muss deshalb entsprechend qualifiziert und validiert werden, inklusive aller Baugruppen und Zusatzkomponenten.

Automatisierte Qualitätsprüfung – Rückverfolgbarkeit inklusive

Viele der Projekte im Geschäftsfeld Medizintechnik drehen sich um sogenannte Disposals, medizinische Einmalprodukte, die nach dem Gebrauch entsorgt und deshalb in großen Stückzahlen gefertigt werden müssen. Hohe Qualität ist hier ein absolutes Muss. Frank Polak, Leiter des Geschäftsbereichs Medizintechnik, gibt Einblick in ein aktuelles Projekt: „Für ein Dentallabor haben wir in Zusammenarbeit mit einem Ingenieurbüro eine hochautomatisierte Fertigungszelle für eine Mischdüse entwickelt. Um die Qualität im laufenden Prozess zu sichern, setzen wir einen Drehmomentsensor von Kistler ein, der direkt mit der Maschinensteuerung kommuniziert.“ Die Mischdüse wird im Dentallabor beim Herstellen von Vergussmassen für zahnmedizinische Produkte eingesetzt, wie sie zum Beispiel ein Zahnarzt für das Anfertigen von Gebissabdrücken benötigt.

Um die Funktionalität der Baugruppe sicherzustellen, wird eine Reibwertprüfung (< 0,5 Nm) am Mischwerk der montierten Düse durchgeführt. „Bei dem Produkt handelt es sich um eine Kunststoffbaugruppe aus vier Bauteilen, die in der Maschine gefügt und anschließend geprüft wird. Dank der Lösung von Kistler stellen wir nicht nur die Qualität der etwa fünf Millionen Stück pro Jahr sicher, sondern sorgen zugleich für Nachverfolgbarkeit“, erklärt Polak. „Traceability ist in der Medizinbranche heutzutage unverzichtbar; dabei geht die Verantwortung zunehmend auf den Sondermaschinenbauer über.“

Lückenlos Inline-Prozess überwachen

Der integrierte Drehmomentsensor sorgt für eine Funktionsprüfung am Bauteil und kommuniziert direkt mit der Steuerung bei einer Zykluszeit von nur 1,5 Sekunden. (Bildquelle: Kistler Gruppe)

Der integrierte Drehmomentsensor sorgt für eine Funktionsprüfung am Bauteil und kommuniziert direkt mit der Steuerung bei einer Zykluszeit von nur 1,5 Sekunden. (Bildquelle: Kistler Gruppe)

Durch die Kombination des Drehmomentsensors 4502A von Kistler mit dem Auswertesystem Maxymos BL ist eine lückenlose Inline-Prozessüberwachung sichergestellt. Auf dem Monitor des Maxymos Systems lässt sich der Drehmomentverlauf für jedes einzelne Produkt genau nachvollziehen. In die hochautomatisierte Anlage hat der Hersteller eine Schlechtteil-Separierung integriert. Aus dem vom Drehmomentsensor erzeugten Messwert wird ein iO-/niO-Signal generiert, das direkt an die Steuerung übertragen wird. Dadurch werden mit unzureichendem Drehmoment gefügte Teile gleich aussortiert. In der Minute werden 40 Teile gefertigt, sodass für das Aussortieren lediglich anderthalb Sekunden bleiben. Polak weiter: „Bevor wir Drittkomponenten einsetzen prüfen wir genau, ob wir die Anforderung nicht selbst als Eigenkonstruktion realisieren können. In diesem Fall war das System von Kistler jedoch einfach die bessere Alternative für eine integrierte Prozessüberwachung.“

Die Messtechnik von Kistler ermöglicht bereits im Prozess Kenngrößen wie Kraft, Drehmoment, Dehnung oder Druck zu ermitteln und als Basis für die Qualitätssicherung einsetzen. In Kombination mit geeigneten Auswerte- und Regelsystemen können auf die jeweilige Anwendung zugeschnittene Prozessoptimierungen erfolgen, die nicht nur Maschinen schützen, sondern sich am Ende auszahlen.

Bewährte Technologie schnell integriert

Gut- und Schlechtteile werden im Sekundentakt separiert. (Bildquelle: Kistler Gruppe)

Gut- und Schlechtteile werden im Sekundentakt separiert. (Bildquelle: Kistler Gruppe)

Der Prototyp der neuen Anlage für die Mischdüsenfertigung mit den integrierten Komponenten des Messtechnikherstellers war auf der Automatica 2018 am Stand von Jonas & Redmann zu sehen. Dies war möglich, weil Kistler in Zusammenarbeit mit dem ausführenden Ingenieurbüro schnell einen Testaufbau realisieren konnte, um die Machbarkeit zu prüfen. Dabei wurde bestätigt, dass die Messwelle für diesen Anwendungsfall geeignet ist. Die theoretisch angenommenen Reibmomente stimmten mit den am Versuchsaufbau gemessenen, tatsächlich auftretenden Momenten weitestgehend überein. Jörg Nimz, Vertriebsingenieur bei Kistler, zeigt sich entsprechend erfreut: „Die verwendete Messwelle hat sich bereits mehrfach am Markt bewährt, besonders in derartigen Anwendungen bei der Erfassung von Reibwerten.“

 

Über den Autor

Susanne Graeser Bieri

ist Divisional Marketing Manager Industrial Process Control (IPC) der Kistler Gruppe in Winterthur, Schweiz.