3-2024
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement
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FACHZEITSCHRIFT<br />
FÜR MEDIZIN-TECHNIK<br />
November JUNI/JULI/AUGUST November-Dezember 3/<strong>2024</strong> JG. 17 1/2008<br />
meditronicjournal<br />
Digitaler Visitenwagen<br />
mit lüfterloser Stromversorgung<br />
Bicker Elektronik GmbH &<br />
Jüke Systemtechnik GmbH, Seite 7
27 YEARS<br />
PETERMANN<br />
TECHNIK<br />
QUARZE, OSZILLATOREN & MEHR<br />
WELCOME TO THE WORLD OF CLOCKING<br />
PRODUKTSPEKTRUM:<br />
+ MHz SMD/THT Quarze<br />
+ 32.768 kHz Quarze<br />
+ Quarzoszillatoren<br />
+ Silizium (wie MEMS) Oszillatoren<br />
+ 32.768 kHz µPower Oszillatoren<br />
+ MHz Ultra Low Power Oszillatoren<br />
+ Low Power Clock Oszillatoren<br />
+ Programmierbare Oszillatoren<br />
+ Differential Oszillatoren<br />
+ Spread Spectrum Oszillatoren<br />
+ VCXO, VCTCXO<br />
+ SPXO, LPXO, TCXO, OCXO<br />
+ High Temperature Oszillatoren<br />
+ Automotive Oszillatoren<br />
+ Keramikresonatoren und -filter<br />
+ SAW Produkte<br />
APPLIKATIONEN:<br />
+ IoT/M2M<br />
+ Networking/Infrastructure<br />
+ Mobile Communication<br />
+ Telecom (5G)<br />
+ Wearables<br />
+ Wireless<br />
+ Smart Metering<br />
+ Timing/Precision<br />
+ Industrial/Embedded<br />
+ Medical<br />
+ Automotive<br />
+ Consumer<br />
+ Etc.<br />
PRODUKTVORTEILE & SERVICE:<br />
+ Passende Lösung für jede Clocking<br />
Applikation<br />
+ Besonders umfangreiches<br />
Produktsortiment<br />
+ Höchste Qualität und Zuverlässigkeit<br />
+ Sehr breiter Frequenzbereich<br />
+ Erweiterter Temperaturbereich<br />
von –55/+125°C<br />
+ Äußerst wettbewerbsfähige Preise<br />
+ Umfangreicher Design-in-Support<br />
+ Großserienbetreuung<br />
+ Kurze Liefertermine<br />
+ Kostensparendes In-House-Engineering<br />
+ Kurze Time-to-Market-Zeiten<br />
PETERMANN-TECHNIK GmbH<br />
Lechwiesenstr. 13<br />
86899 Landsberg am Lech<br />
Deutschland – Germany<br />
Tel +49 (0) 8191 – 30 53 95<br />
Fax +49 (0) 8191 – 30 53 97<br />
info@petermann-technik.de<br />
WWW.PETERMANN-TECHNIK.DE
Editorial<br />
Welche Technologie sollte<br />
der Medizin- und Pflegebereich<br />
auf dem Radar haben?<br />
Andreas Mangler<br />
Director Strategic Marketing<br />
Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH<br />
www.rutronik.de<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
Liebe Leserinnen und Leser,<br />
Seit April folgt eine Messe der anderen – embedded world, SENSOR+TEST, MedtecLIVE,<br />
Medcare und therapie, um nur ein paar zu nennen. Auf jeder dieser Veranstaltungen<br />
findenisichiInnovationen:ineueiTechnologien,iApplikationeniundizukunftweisendeiAnsätze,i<br />
umiunseriLebeninochisicheriundikomfortablerizuimachen,iressourcenschonenderiundi<br />
zugleichiwirtschaftlicherizuiproduziereniundikonsumieren.iEiniTrend,ideniwiriaufgrundidesi<br />
hoheniNutzungspotenzialsifürideniMedizin-iundiPflegebereichisowieidamitiverbundenei<br />
AnwendungsfälleiundiApplikationenibesondersiunterstreichenimöchten,iistidieiRadarsensorikialsiSubstitutionstechnologieifüriInfrarot-iundiKameratechnologienizuriPersonenerkennungiundiAbstandsmessungisowieiinsbesondereiauchialsiAlternativeifüriSensoreni<br />
zur Vitaldatenüberwachung.<br />
DennizuverlässigeiLösungenifüridieiAbstandsmessung,iErkennungivoniPersonenisowiei<br />
dereniMessungivoniVitaldatenispieleniinsbesondereiinimedizinischeniUmgebungeniwiei<br />
Kranken-iundiPflegehäusernieineiwichtigeiRolle.iKleineiRadar-Sensorenimitigeringemi<br />
Strombedarfisindidabeiibesondersigefragt.iAuchiandereiTechnologieniwieiKamerasiundi<br />
InfrarotiwerdenifüriganziähnlicheiAnwendungenieingesetzt,iwobeiiRadariimidirekteniVergleichihierzuieinigeiausgesprocheneiVorteileibietet.iAnwendungen,idieisichiaufiKamerasi<br />
stützen,iumiPersoneniundiihreiBewegungenizuierkennen,ibringeniaufgrundideriBildaufzeichnung<br />
Herausforderungen hinsichtlich des Datenschutzes mit sich. Radar hingegen<br />
erkenntiBewegungen,iverwendetiaberinichtidieitatsächlicheniBilderiundiistiiniSacheni<br />
Privatsphäreidaherivorzuziehen.iEiniweitereriVorteilivoniRadarigegenüberideriKameratechnologieibestehtidarin,idassidieiErkennungivoniBewegungeniauchiimiDunkelniundi<br />
inischlechtiausgeleuchteteniUmgebungenifunktioniert.<br />
HinzuikommtidieidurchiRadarimöglicheikontaktloseiVitaldatenüberwachungiwieiAtmungi<br />
undiHerzfrequenziaufiIntensivstationeniundiinideriPflege.iBislangisetzenimedizinischei<br />
EinrichtungenihierzuivoriallemiaufikontaktbasierteiSensoren.iHerausforderungenientstehenihierbeiirundumidereniDesinfektion,idieikorrekteiPlatzierungiundiggf.iauchinotwendigeiJustierungenisowieidemidamitiverbundeneniVerschleißideriSensoren.iRadari<br />
misst hingegen berührungslos Vital- und Bewegungsparameter des Menschen und eignetisichidaheribesondersifürieiniMonitoringiüberilängereiZeiträume.<br />
NichtizuletztisindiRadar-Sensoreniprädestiniert,iumisieihinteribestimmteniMaterialieni<br />
zuiverbauen.iSieiverbergenisichidamitihinterideriOberflächeiwieigefliestenioderiverputzteniWänden.iZumieinenisindisieisoinichtisichtbariundizumianderenierleichternisiei<br />
damitiz.iB.iauchiReinigungs-iundiDesinfektionsarbeitenideriOberflächen.iBesondersi<br />
füriUmgebungenimitihoheniHygieneanforderungeniwieiiniKrankenhäuserniundiPflegeeinrichtungen<br />
ist das ein echter Vorteil.<br />
FürieineischnelleiMarktreifeiundieineikostengünstigeiLösungizuriEntwicklungiradarbasierteriAnwendungenisindiEntwicklungsumgebungeniunabdingbar,iumieineidiskretei<br />
EntwicklungioderideniEinsatzieinesivolliintegrierteniModulsizuitesten.iInidieseriAusgabei<br />
leseniSieidaheriunterianderem,iwieiSieischnellikompakteiundistromsparendeiRadaranwendungenientwickelniunditestenikönnen.<br />
BleibeniSieidran,idennidieiZukunftideriMedizintechnikiversprichtinochivieleiweiterei<br />
spannendeiEntwicklungen.<br />
Andreas Mangler<br />
3
Inhalt<br />
3 Editorial<br />
4 Inhalt/Impressum<br />
6i FachartikeliexklusiviimiE-Paper<br />
7i Titelstory<br />
10i Stromversorgung<br />
26i Komponenten<br />
49i Kommunikation<br />
50i Produktion<br />
57 Bedienen und Visualisieren<br />
58i Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
62i Mess-iundiPrüftechnik<br />
November JUNI/JULI/AUGUST November-Dezember 3/<strong>2024</strong> JG. 17 1/2008<br />
FACHZEITSCHRIFT<br />
FÜR MEDIZIN-TECHNIK<br />
meditronicjournal<br />
Digitaler Visitenwagen<br />
mit lüfterloser Stromversorgung<br />
Bicker Elektronik GmbH &<br />
Jü ke Systemtechnik GmbH, Seite 7<br />
Titelstory:<br />
Digitaler Visitenwagen<br />
mit lüfterloser<br />
Stromversorgung<br />
für die Medizintechnik<br />
In einer zunehmend digitalisierten Welt, in der<br />
TechnologieiundiInnovationiauchidieiGesundheitsbrancheirevolutioniert,ibietenispezialisierteiSystemeidieiMöglichkeit,idieiArbeitsprozesse<br />
im Gesundheitswesen zu optimieren.iHierzuizähleniauchineueidigitaleiVisitenwagen,idieieineninahtloseniZugangizuidigitaleniPatientenakten,idiagnostischeniBilderni<br />
undirelevantenimedizinischeniInformationeni<br />
voriOrtibeimiPatienteniermöglichen.i7<br />
Fachzeitschrift für<br />
Medizin-Technik<br />
meditronicjournal<br />
■ Herausgeber und Verlag:<br />
beam-Verlag<br />
Krummbogen 14, 35039 Marburg<br />
www.beam-verlag.de<br />
Tel.: 06421/9614-0<br />
Fax: 06421/9614-23<br />
■ Redaktion:<br />
Dipl.-Ing. Christiane Erdmann<br />
redaktion@beam-verlag.de<br />
■ Anzeigen:<br />
Myrjam Weide, Tel.: 06421/9614-16<br />
m.weide@beam-verlag.de<br />
Sabine Tzschentke, Tel.: 06421/9614-11<br />
sabine.tzschentke@beam-verlag.de<br />
Tanja Meß, Tel.: 06421/9614-18<br />
tanja.mess@beam-verlag.de<br />
■ Erscheinungsweise:<br />
5 Hefte jährlich<br />
■ Satz und Reproduktionen:<br />
beam-Verlag<br />
■ Druck & Auslieferung:<br />
Bonifatius GmbH, Paderborn<br />
www.bonifatius.de<br />
Der beam-Verlag übernimmt trotz sorgsamer<br />
Prüfung der Texte durch die Redaktion<br />
keine Haftung für deren inhaltliche<br />
Richtigkeit. Alle Angaben im Einkaufsführer<br />
beruhen auf Kundenangaben!<br />
Handels- und Gebrauchsnamen, sowie<br />
Waren bezeichnungen und dergleichen<br />
werden in der Zeitschrift ohne Kennzeichnungen<br />
verwendet. Dies berechtigt nicht zu<br />
der Annahme, dass diese Namen im Sinne<br />
der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung<br />
als frei zu betrachten sind und<br />
von jedermann ohne Kennzeichnung verwendet<br />
werden dürfen.<br />
Nano-Servoantriebe der nächsten Generation<br />
DieieffzienteniundileistungsstarkeniNano-Servoantriebeisindimitiinnovativeri<br />
Wärmemanagementtechnologie,iEtherCATiundiCANopeniausgestattet.i 32<br />
Multisensorische Folientastaturen<br />
DeriSchlüsselizuisichereriundieffzienteriGerätebedienungiinideriMedizintechnik.i 34<br />
4 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Die Auswahl medizinischer Netzteile<br />
WieiwähltimanidasipassendeiNetzteilifürieineimedizinischei<br />
Anwendung? 10<br />
Hochpräzises Handling in der Mikrofluidik<br />
MehriPräzision,iGeschwindigkeitiundiDurchsatzimitipiezokeramischeni<br />
KomponenteniundiBauteilen.i 27<br />
EMV-Koexistenz<br />
in medizinischen<br />
Umgebungen und<br />
Stromversorgungen<br />
- wo stehen wir?<br />
VernetzteiGeräteiundidasiInterneti<br />
der Dinge (Internet of Things, IoT)<br />
sindiallgegenwärtig,iundiwiri<br />
sehen,iwieisieisichiallmählichi<br />
durchsetzen und unser Leben in<br />
vielerleiiHinsichtiverändern.i 12<br />
Präzise Verbindungen<br />
DieiSchlüsselrolleivoniSteckverbindernibeiideriEntwicklungi<br />
zukünftigerimedizinischeriRoboter.i 30<br />
Bedeutung von Ableitströmen<br />
in medizinischen Anwendungen<br />
DieseriBeitrag,iderisichianiElektronikingenieureiundi<br />
Konstrukteureirichtet,idieimitiStromversorgungssystemeni<br />
arbeiten,ierläutertidieiverschiedeneniArtenivonimedizinischeni<br />
Ableitströmen.i 15<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
5
Fachartikel exklusiv im ePaper<br />
Kompakte und drahtlose Energieversorgung<br />
mit extrem niedrigen Stromverbrauch<br />
KompakteiundidrahtloseiEnergieversorgungimitiextreminiedrigeniStromverbrauch.i63<br />
WEARABLES – Intelligente Technologie<br />
direkt am Körper<br />
DeriMarktifürielektronischeiGeräte,idieiamiKörperigetrageniwerden,iauchi<br />
bekanntialsiWearables,iwächstistetig.iDieseinützlicheniMini-iComputeri<br />
könnenifüridieiverschiedensteniZweckeieingesetztiwerden.i66<br />
Die Bedeutung der Medizinnorm<br />
für Medizinprodukte<br />
DieiMedizinnormistelltihöchsteiAnforderungenianidieiSicherheitivoniMedizinprodukten.i<br />
Mit der Implementierung der Norm erarbeiten sich die Hersteller bessere und<br />
zuverlässigereiProzesseiundieineiProduktqualitätiaufihöchstemiNiveau.i64<br />
Roboter und digitale Zwillinge heben die Medizin<br />
auf das nächste Level<br />
WasihabenidigitaleiZwillingeiundiCobotsigemeinsam?i<br />
SieientlasteniÄrzte,iverbessernidieiQualitätiderimedizinischeniVersorgungi<br />
undierhöheniEffzienziundiSicherheit.ii70<br />
Schlankes störungsarmes Schaltnetzteil<br />
Medizintechnikiwirdizunehmendikomplex,idieiVernetzungiunterschiedlichsteri<br />
GeräteistelltiEntwickleriundiKonstrukteureivoriimmerineueiHerausforderungeni<br />
-inebeniSafety-iundiSecurity-AspekteniauchidieiReduzierungielektrischeri<br />
iStöreinflüsseiimijeweiligeniEndgerät.i72<br />
Vielversprechende Display-Technologien<br />
für die Zukunft?<br />
DieiQualitätieinesiindustrielleniDisplaysilässtisichianiverschiedeneniFaktorenimessen.i<br />
GeradeiinimedizinischeniGerätenispieltidabeiidieikontrastreicheiundistörungsfreiei<br />
Wiedergabe der Inhalte eine wesentliche Rolle. 68<br />
Hier finden Sie das ePaper mit zusätzlichem Fachartikel-Teil: https://webkiosk.epaper-kiosk.beam-verlag.de<br />
Alle Fachartikel einzeln als pdf zum kostenlosen Download, sortiert nach Rubriken, finden Sie unter:<br />
https://www.beam-verlag.de/fachartikel-aus-pc-industrie/<br />
6 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Titelstory<br />
Digitaler Visitenwagen mit lüfterloser<br />
Stromversorgung für die Medizintechnik<br />
Das AC/DC-Medizin-Netzteil BEO-3036M-B1 von Bicker Elektronik ist in den digitalen Visitenwagen integriert,<br />
der einen vollwertigen PC-Arbeitsplatz bietet.<br />
© Bicker Elektronik GmbH / JÜKE Systemtechnik GmbH / Integrion GmbH / Adobe Stock - Art.disini<br />
Autor:<br />
Markus Bicker<br />
CEO<br />
Bicker Elektronik GmbH<br />
https://www.bicker.de<br />
JÜKE Systemtechnik GmbH<br />
https://www.jueke.de<br />
Integrion GmbH<br />
https://www.integrion.de/<br />
produkte/mobile-visitenwagen<br />
In einer zunehmend digitalisierten<br />
Welt, in der Technologie und InnovationiauchidieiGesundheitsbrancheirevolutioniert,ibietenispezialisierteiSystemeidieiMöglichkeit,idiei<br />
Arbeitsprozesse im Gesundheitswesenizuioptimieren.iHierzuizählen<br />
auch neue digitale Visitenwagen,idieieineninahtloseniZugangi<br />
zui digitaleni Patientenakten,i diagnostischeniBilderniundirelevanteni<br />
medizinischeni Informationeni vori<br />
Orti beimi Patienteni ermöglichen.i<br />
MedizinischesiPersonalikannisomiti<br />
schnelliundipräziseiaufirelevantei<br />
Daten zugreifen. Durch die IntegrationivonidigitaleniVisitenwageniini<br />
deniklinischeniAlltagientstehtieinei<br />
flexiblei undi mobilei Arbeitsumgebung,idieidieiInteraktionizwischeni<br />
Ärzten,iPflegekräfteniundiandereni<br />
medizinischen Fachleuten erleichtert.<br />
Erfahren Sie in diesem AnwenderberichtiausideriPraxis,iwieiBickeri<br />
ElektronikiiniengeriZusammenarbeiti<br />
mitiJükeiSystemtechnikieinikundenspezifschesi<br />
Medizin-Netzteili füri<br />
dieimobileiEnergieversorgungseinheit<br />
eines digitalen Visitenwagens<br />
erfolgreichiimplementierenikonnte.i<br />
Projektbeschreibung<br />
Kundenspezifische<br />
Stromversorgungslösung<br />
für digitalen Visitenwagen<br />
DieiJÜKEiSystemtechnikiGmbHi<br />
entwickeltiundiproduziertidenidigitaleniVisitenwageni„Ultra-Line“ivoni<br />
Integrion,iwelcherifüridieitäglichei<br />
PatientenvisiteiiniKrankenhäuserni<br />
zumiEinsatzikommtiundieinenimobileniundivollwertigeniPC-Arbeitsplatzi<br />
bietet.iDeriWagenikannileichtiani<br />
die unterschiedlichen Anforderungen<br />
der Stationen angepasst und<br />
erweiterti werden.i Dasi schlankei<br />
Designi erleichterti diei Navigationi<br />
in Patientenzimmern. Der Wagen<br />
istivollständigilüfterlosiundihatilauti<br />
IntegrionieineiNutzungsdauerivoni<br />
deutlich über 10 Jahren.<br />
FüridasiultrakompakteiEnergie-<br />
systemiimiFußidesiWagensimitiLi-<br />
Ion-AkkuiundiLadeelektronikisuchtei<br />
JÜKEinachieinemilanglebigeniundi<br />
lüfterlosen AC/DC-Schaltnetzteil,<br />
das internationalen medizinischen<br />
Sicherheits- und EMV-Normen entspricht.iMitiBickeriElektronikikonnteni<br />
diei individuelleni Anforderungeni<br />
ini eineri maßgeschneiderteni<br />
Stromversorgungslösungi umgesetzt<br />
werden.<br />
Die Herausforderung<br />
Individuell konfiguriert,<br />
medizinkonform und langlebig<br />
Eine besondere Anforderung<br />
an das Netzteil war die Ausgangsspannungivoni33iVDC.iZunächsti<br />
war angedacht ein Standard-Netzteilimiti36iVDC-Ausgangimittelsi<br />
Trimm-Poti entsprechend herunterzuregeln.i<br />
Umi jedochi diei hoheni<br />
Qualitätsstandardsiundidieiinterneni<br />
Prozessei beii JÜKEi optimali<br />
abzubilden,isollteieinikundenspezifschesiNetzteilimitivorkonfgurierteri<br />
Ausgangsspannungi voni<br />
33iVDCigeliefertiwerden.iFüriJÜKEi<br />
und Integrion waren die medizintechnischeiKonformität,idieielektromagnetischeiVerträglichkeitiundi<br />
eineilangeiLebensdauerideriSystemeivonibesondereriBedeutung.<br />
Lüfterloser Betrieb<br />
DerilüfterloseiBetriebiiniKrankenhäusernierforderteithermischeiAnalysen,iumidieiLebenszeitisowohlieinzelneriKomponenten,iwieibeispielsweiseideriElektrolytkondensatoreni<br />
im Netzteil, als auch des Gesamtsystemsimöglichstigenauiberechnenizuikönnen.iInidiesemiZusammenhangikonntenidieiStromversorgungsspezialistenivoniBickeriElektronikideniSystementwicklernibeii<br />
JÜKEi wichtigei Informationeni füri<br />
diei Durchführungi aussagekräftiger<br />
Temperaturmessungen an der<br />
mobileniEnergieversorgungseinheiti<br />
geben. Die Messungen wurden bei<br />
JÜKEidurchgeführtiundidieiErgebnisseivoniBickeriElektronikifürieinei<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
7
Titelstory<br />
auf die Anwendung abgestimmte<br />
Lebenszeitberechnung genutzt.<br />
Hinsichtlichi deri elektromagnetischeniVerträglichkeitisollteidasikundenspezifscheiNetzteiliohneiEinsatzizusätzlicheriEMV-FilteridieiKonformitätimitidenirelevanteniNormeni<br />
erreichen und die strengen Grenzwerteizuverlässigieinhalten.iDiesei<br />
herausfordernde Vorgabe spiegelte<br />
das Bestreben wider, nicht nur die<br />
LeistungsfähigkeitidesiNetzteilsizui<br />
gewährleisten,isondernigleichzeitig<br />
sicherzustellen, dass es nahtlosiiniUmgebungeniintegriertiwerdenikann,idieihöchsteiAnsprüchei<br />
anidieielektromagnetischeiVerträglichkeitistellen.<br />
Die Lösung<br />
Maßgeschneiderte Stromversorgungslösung<br />
für mobile<br />
Energieversorgungseinheit<br />
AlsiErgebnisiintensiveriZusammenarbeit<br />
entstand die SondervarianteiBICKERiBEO-3036M-B1i<br />
–i eini kompaktesi AC/DC-Schaltnetzteili<br />
miti exakti geregeltemi<br />
33i VDC-Ausgangi undi medizinischeri<br />
Zulassungi füri diei lüfterlosei<br />
Energieiversorgungseinheit.i<br />
DieihoheiQualitätiundiLanglebigkeitidesiBEO-3036M-B1ibestätigtei<br />
sich sowohl in der Serie als auch<br />
beiidenivorangegangeniTemperaturmessungen<br />
und Lifetime-Berechnungen,i<br />
u.i a.i füri diei Elektrolyt-<br />
KondensatorenidesiNetzteils.iDasi<br />
hocheffzienteiNetzteiliüberzeugtei<br />
auchibeiiderielektromagnetischeni<br />
Verträglichkeit.iDieistrengeniEMV-<br />
Grenzwerteikonnteniohneizusätzliche<br />
Filter eingehalten werden, was<br />
deniSystemaufbauiundidieiZulassung<br />
erleichterten.<br />
Medizinisches AC/DC-<br />
Netzteil BEO-3036M-B1<br />
Aufgrundi deri kompakteni 3x5“-<br />
Bauweiseikannidasileistungsstarkei<br />
AC/DC-Schaltnetzteili BICKERi<br />
BEO-3036M-B1iplatzsparendiinidiei<br />
mobileiEnergieversorgungseinheiti<br />
integriert werden. Das besonders<br />
hochwertig und robust aufgebaute<br />
Medizin-Netzteilifüridenizuverlässigen<br />
24/7-Dauerbetrieb liefert eine<br />
Ausgangsleistungivoni250iWattilüfterlosi(300iWattimiti10iCFM-Airflow).i<br />
MitieinemisehrihoheniWirkungsgradi<br />
vonibisizui94i%,ieinemiStandby-<br />
Verbrauchivoniwenigerialsi0,3iWatti<br />
und einem weiten Arbeitstemperaturbereichivoni-40i°Cibisi+70i°Ciisti<br />
dasi BEO-3036M-B1i ideali geeignet<br />
für geschlossene und lüfterlose<br />
Systeme.i Nebeni deri Ausgangsspannungivoniexakti33iVDCistehti<br />
zusätzlichieini5V-Standby-iundieini<br />
12V-Fan-Ausgang zur Verfügung.<br />
Für den internationalen Einsatz<br />
verfügtidasimedizinischeiSchaltnetzteil<br />
über einen Weitbereichseingang<br />
(90ibisi264iVACibeii47ibisi63iHz)i<br />
mitiaktiveriLeistungsfaktorkorrekturi<br />
(PFC) und internationale SicherheitszulassungenifüridieiMedizintechnik:i<br />
IEC60601-1:2005+A1:2012i (Editioni3.1),iEN60601-1:2006+A1:2013i<br />
(Editioni3.1),iANSI/AAMIiES60601-<br />
1:2005i(3rdiEdition).iDieihoheiIsolationsspannungivoni6516iVDCizwischen<br />
Ein- und Ausgang entspricht<br />
dem medizinischen Sicherheitsstandardi<br />
2xi MOPPi füri Patientenkontakti(MeansiOfiPatientiProtection).<br />
Jüke suchte für das ultrakompakte Energiesystem im Fuß des digitalen<br />
Visitenwagens nach einem langlebigen Schaltnetzteil. Bicker Elektronik<br />
liefert mit dem AC/DC-Medizin-Netzteil BEO-3036M-B1 die perfekte Lösung.<br />
© Bicker Elektronik GmbH / JÜKE Systemtechnik GmbH / Integrion GmbH /<br />
Adobe Stock- Art.disini<br />
Spezielle Anforderungen<br />
ani diei Stromversorgungi ini deri<br />
Medizintechnik:i Füri diei MedizintechnikientwickelteiSchaltnetzteilei<br />
unterscheideni sichi optischi kaumi<br />
voni herkömmlicheni Stromversorgungen.<br />
Allerdings stellt die Norm<br />
60601-1ihöchsteiForderungeniani<br />
das Innenleben.<br />
Medizinnetzteile gehen über herkömmlicheiNetzteileihinaus,iindemi<br />
sie strengsten Sicherheitsnormen<br />
genügen, die in medizinischen<br />
Umgebungeni unerlässlichi sind.i<br />
Eini Schlüsselfaktori isti diei Anforderungiani„2xiMOPP“i(Meansiofi<br />
Patient Protection), was bedeutet,<br />
dassiMedizinnetzteileizweiivoneinanderiunabhängigeiSchutzmecha-<br />
nismen bieten müssen, um Patienteni<br />
vori elektrischeni Gefahreni<br />
zu schützen. Diese doppelte Isolierungigewährleistetieineihöherei<br />
Das lüfterlose AC/DC-Medizin-Netzteil BEO-3036M-B1 von Bicker Elektronik versorgt die mobile<br />
Energieversorgungseinheit mit exakt geregelten 33 VDC.<br />
© Bicker Elektronik GmbH<br />
Sicherheit und Redundanz im VergleichizuiherkömmlicheniNetzteilen.i<br />
ImiVergleichidazuistehti„1xiMOOP“i<br />
(Means of Operator Protection) bei<br />
8 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Titelstory<br />
Das kundenspezifische AC/DC-Medizin-Netzteil von Bicker Elektronik passt perfekt in den Fuß des digitalen Visitenwagens ohne dessen Bewegungsfähigkeit<br />
einzuschränken. Dort befindet sich auch die USV mit Li-Ion-Batteriespeicher.<br />
© Bicker Elektronik GmbH / JÜKE Systemtechnik GmbH / Integrion GmbH / Adobe Stock-upixa<br />
Standardnetzteilen. Hier liegt der<br />
FokusiaufidemiSchutzidesiBedienersi<br />
vori elektrischeni Gefahren,i<br />
jedoch nicht speziell auf dem Schutz<br />
des Patienten.<br />
Luft- und Kriechstrecken<br />
Des Weiteren müssen Medizinnetzteilei<br />
erhöhtei Anforderungeni<br />
aniLuft-iundiKriechstreckenierfüllen.<br />
Dies bedeutet, dass die IsolationsabständeizwischenispannungsführendeniTeileniundizwischeniverschiedeneniSchaltungsteilenigrößeriseinimüssen,iumisicherzustellen,idassidieielektrischeiIsolationi<br />
unteriverschiedeneniBedingungeni<br />
gewährleisteti ist.i Diesei Maßnahmenidienenidazu,idasiRisikoivoni<br />
LichtbögeniundielektrischeniDurchschlägenizuiminimieren,iinsbesondereiiniUmgebungen,iinideneniempfndlicheimedizinischeiGeräteieingesetzt<br />
werden.<br />
ZusätzlichizuidieseniSicherheitsaspektenimüsseniMedizinnetzteilei<br />
deniAnforderungenianielektromagnetischei<br />
Verträglichkeiti (EMV)i<br />
u.i a.i nachi deri Normi 60601-1-2i<br />
gerecht werden, um sicherzustel-<br />
len,idassisieikeineistörendeniEin-<br />
flüssei aufi anderei medizinischei<br />
Gerätei habeni undi umgekehrt.i<br />
Diese umfassenden Sicherheitsundi<br />
Qualitätsstandardsi macheni<br />
NetzteileiwieidasiBEO-3036M-B1i<br />
zui besondersi zuverlässigeni undi<br />
sichereniStromversorgungslösungeni<br />
fürianspruchsvolleiAnwendungeniini<br />
deriMedizintechnik.<br />
Vorteile und Kundennutzen<br />
Zuverlässige und langlebige<br />
Systeme für die moderne<br />
Gesundheitsversorgung<br />
IniderimoderneniGesundheitsversorgungiistidieiDigitalisierungivoni<br />
großeri Bedeutung.i IT-Lösungeni<br />
wieideriVisitenwagenivoniIntegrioni<br />
bieten hierfür die notwendige MobilitätiundiFlexibilitätifüridasiKlinikpersonal.<br />
Hinsichtlich der Sicherheit,iEffzienziundiLanglebigkeitiimi<br />
medizintechnischeniUmfeldispielti<br />
dieiStromversorgungieineiganzientscheidendeiRolle.iDankiderikundenspezifscheni<br />
Netzteil-Lösungi<br />
voniBickeriElektronikiistiderizuverlässigeiBetriebidesiSystemsiüberi<br />
vieleiJahreihinwegigewährleistet.i<br />
DieierfolgreicheiZusammenarbeiti<br />
zwischeni deni dreii Unternehmeni<br />
trägtisomitizuieineriVerbesserungi<br />
deriQualitätiinideritäglicheniPatientenversorgungibei.<br />
Steffeni Hovestadt,i JÜKEi<br />
iSystemtechniki GmbHi resümiert:i<br />
„Miti Bickeri Elektroniki habeni wiri<br />
eineni Stromversorgungsspezialisten<br />
gefunden, der sowohl produktseitigialsiauchiimiHinblickiaufi<br />
dieiprofessionelleiEntwicklungsunterstützungieiniwertvolleriPartneri<br />
füriunsigewordeniist.“i ◄<br />
Das lüfterlose AC/DC-Medizin-Netzteil BEO-3036M-B1 von Bicker Elektronik<br />
ist für den internationalen Einsatz mit einem Weitbereichseingang<br />
90…264VAC und aktiver PFC ausgestattet.<br />
© Bicker Elektronik GmbH<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
9
Stromversorgung<br />
Die Auswahl medizinischer Netzteile<br />
Wie wählt man das passende Netzteil für eine medizinische Anwendung?<br />
Die Sicherheit elektrischer und elektronischer medizinischer Anwendungen beruht auf einer Reihe von Normen.<br />
Traco Electronic AG<br />
www.tracopower.com<br />
Wenn es um medizinische Anwendungenigeht,iversinkeniIngenieurteamsischnelliinieinemiMeerivoni<br />
Normen und Vorschriften. Dafür<br />
gibt es gute Gründe. Patienten sind<br />
unteriUmständenilangfristigianieini<br />
medizinischesi Geräti angeschlossen,<br />
bewusstlos und nicht in der<br />
Lage,iaufieineniAusfallidesiGerätsi<br />
zu reagieren. Aufgrund der mit der<br />
AnwendungimedizinischeriGerätei<br />
verbundeneniRisikeniundideridafüri<br />
erforderlicheniZulassungeniistiesi<br />
sinnvoll,isichiUnterstützungizuiholen,i<br />
falls das eigene Team zum ersten<br />
Mal mit einer solchen Anwendung<br />
konfrontiertiwird.iWasidieiAuswahli<br />
medizinischer Netzteile betrifft, bietet<br />
dieser Blogbeitrag eine wichtige<br />
Orientierungshilfe.<br />
Medizinische<br />
Normen und Begriffe<br />
Wenn Sie bereits geahnt haben,<br />
dassiesikeiniuniversellesi„medizinischesi<br />
Netzteil“i gibt,i liegeni Siei<br />
richtig. Bei der Auswahl des NetzteilsimussiIhriTeamidieielektrischen,i<br />
mechanischeni und f inanzielleni<br />
EinschränkungenisowieidieispezifscheniAnforderungenidesiAnwendungsfallsiberücksichtigen.iImiMittelpunkti<br />
desi EntscheidungsprozessesistehtidieiNormiIECi60601.i<br />
Teil 1 behandelt allgemeine Anforderungen:ivoniEMViüberiStrahlenschutz<br />
bis hin zur Benutzerfreundlichkeit.iTeili2ibefasstisichimitideni<br />
speziellen Anforderungen bestimmteriProdukte,iwieiz.iB.iBeatmungsgeräte,iInfusionspumpeniundiDefbrillatoren.<br />
Die seit über 40 Jahren<br />
bestehende Norm wurde im Laufe<br />
deriZeitiangepasstiundigibtiAuskunftidarüber,iunteriwelcheniBedingungen<br />
und in welchen Bereichen<br />
medizinischeiGeräteiheuteiverwendet<br />
und eingesetzt werden.<br />
Formale Risikobewertung<br />
DieiformaleiRisikobewertungiwirdi<br />
inideriISOi14971ibehandelt.iDiesei<br />
NormibeschreibtibewährteiVerfahrenizuriRisikominimierung,idieieini<br />
wichtiges Element bei der HandhabungivoniMedizinprodukteniwährendidesigesamteniLebenszyklusi<br />
darstellt.iAußerdemimussinachgewieseniwerden,idassieiniQualitätsmanagementsystemi(QMS)ivorhanden<br />
ist, das die Anforderungen der<br />
NormiISOi13485ierfüllt.iDiesigilti<br />
nichtinurifüriMedizinproduktehersteller,<br />
sondern auch für die HerstellerideriausgewählteniNetzteile.<br />
Was versteht man unter<br />
Anwendungsteilen?<br />
Diei nächstei Frage,i diei esi zui<br />
beantworteni gilt,i lautet:i Gibti esi<br />
Teilei desi medizinischeni elektrischeni<br />
Gerätsi oderi Systems,i diei<br />
bei normalem Gebrauch mit dem<br />
Patienten oder dem Bediener in<br />
Berührungi kommen?i Diesei Teilei<br />
werdeni ini deri Normi IECi 60601i<br />
als Anwendungsteile (AP – Applied<br />
Parts) bezeichnet und bilden eine<br />
wichtige Grundlage für die BewertungideriRisikeniundidieiDefnitioni<br />
der Anforderungen.<br />
ZuriRisikominderungisindiSchutzmaßnahmeni(MOPi–iMeansiofiProtection)<br />
erforderlich, die auch im<br />
FehlerfallivorielektrischemiSchlagi<br />
schützen sollen. Bei einigen Verfahren,iwieibeispielsweiseideriKauterisationiundideriDefbrillation,iwirdi<br />
mit Hochspannung gearbeitet. Da<br />
diese über den Patienten in das<br />
angeschlosseneimedizinischeiGeräti<br />
fließeni kann,i mussi zumi Schutzi<br />
des Bedieners auch dieser Stromwegiberücksichtigtiwerden.iZuideni<br />
Schutzmaßnahmeni(MOP)izähleni<br />
Kriech-i undi Luftstreckeni sowiei<br />
Schutzisolierungen und -erdungen,<br />
dieientwederialleinioderiiniKombinationiangewendetiwerdenikönnen.<br />
DieikonkreteniAnforderungenihängenidavoniab,iweriimiMittelpunkti<br />
des Schutzes steht. Man unterscheidetizwischeniSchutzmaßnahmen<br />
zum Patientenschutz (MOPP<br />
– Means of Patient Protection) und<br />
SchutzmaßnahmenizumiBedienerschutz<br />
(MOOP – Means of Operator<br />
Protection). Da Patienten, die an<br />
Anwendungsteile angeschlossen<br />
sind,i unteri Umständeni bewusstlosi<br />
oderi mobilitätseingeschränkti<br />
sind, gelten für die Patientenschutzmaßnahmeni(MOPP)idieistrengeren<br />
Anforderungen.<br />
Drei verschiedene Typen<br />
Die Anwendungsteile werden in<br />
dreiiverschiedeneiTypeniunterteilt:<br />
• TypiBi–iGeerdetiundiohnei<br />
iPatientenkontakt.<br />
• TypiBFi–iElektrischimitidemi<br />
Patienteniverbunden,iaberi<br />
nichtidirektimitidemiHerzen.<br />
• TypiCFi–iElektrischimitidemi<br />
Herzen des Patienten<br />
verbunden.<br />
10 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Stromversorgung<br />
Definition von MOOP und MOPP nach IEC 60601<br />
Diei Normi IECi 60601i legti füri<br />
jedeni Typi deni maximaleni Erd-,i<br />
Gehäuse-i undi Patientenableitstrom<br />
sowohl unter Normalbedingungen<br />
als auch für den Fall des<br />
ErstaufitretensieinesiDefektsifest.i<br />
Das Gleiche gilt für die erforderliche<br />
Isolationsklasse,i diei beii AnwendungsteilenidesiTypsiBF/CFihöheri<br />
sein muss als bei Anwendungs teilen<br />
desiTypsiB.<br />
Anwendungsteil<br />
Handelt es sich bei einem Netzteil<br />
um ein Anwendungsteil? Obwohl<br />
manche Netzteile speziell für medizinische<br />
Anwendungen ausgelegt<br />
sind,i gelteni ausschließlichi jenei<br />
Teile, die mit dem Patienten oder<br />
demi Bedieneri ini Kontakti kommen,<br />
als Anwendungsteile. Aus diesemiGrundikannidieiSchutzstufei<br />
2xiMOPPinichtimithilfeieinesieinzigen<br />
AC/DC-Netzteils, sondern nur<br />
in zwei Schritten erreicht werden.<br />
Der erste Schritt sieht den Einsatz<br />
eines geeigneten AC/DC-Netzteils<br />
mitidoppelteriIsolierungivor,idieideni<br />
Anforderungenianideni2x-MOOP-<br />
Bedienerschutz entspricht. Im zweiten<br />
Schritt wird ein DC/DC- Wandler<br />
verwendet,i deri diei Anforderungeni<br />
ani deni 2x-MOPP-Patientenschutz<br />
erfüllt.<br />
Dies bedeutet, dass AC/DC-Netzteile,idieideriIECi62368-1i–ieineri<br />
Norm für informationstechnische<br />
Gerätei–ientsprechen,ieingesetzti<br />
werdeni können,i soferni siei deni<br />
übrigen Leistungsanforderungen<br />
desiSystemsigerechtiwerden.<br />
Unterstützung<br />
durch Netzteilhersteller<br />
WieikönneniNetzteilherstelleridiei<br />
Entwickleri medizinischeri Anwendungeniunterstützen?iWieinuniklari<br />
wird,igibtiesikeineimedizinischizugelasseneiDrop-in-Stromversorgungslösung,idieiesidemieigeneniTeami<br />
ermöglicht,ialleiHerausforderungeni<br />
zuilösen.iEineiRisikobewertungiundi<br />
eine Überprüfung der Anwendungsteile<br />
sowie der Einsatzbedingungen<br />
sind in jedem Fall erforderlich. Dies<br />
führtidazu,idassidasiEntwicklungsteamiAnsätzeiverfolgt,idieidieimedizinischen<br />
Anforderungen der Anwendung<br />
erfüllen und auch den übrigen<br />
Konstruktionsparameterni Rechnung<br />
tragen.<br />
Es ist allerdings hilfreich, mit einem<br />
Netzteilhersteller zusammenzuarbeiten,<br />
der Erfahrung in dem jeweiligen<br />
Anwendungsbereichivorweisenikann.i<br />
Der Netzteilhersteller sollte über ein<br />
QMSigemäßiISOi13485iverfügen,i<br />
das nicht nur den Entwurfsprozess,<br />
sonderniauchidasiHerstellungsverfahren<br />
umfasst. Da es sich hierbei<br />
jedoch um Mindestanforderungen<br />
handelt,iempfehltiesisich,izuiprüfen,iwelcheiweitereniMaßnahmeni<br />
ergriffeniwerden,iumieinihohesiMaßi<br />
aniProduktsicherheitiundiQualitätizui<br />
gewährleisten.iDarüberihinausistellti<br />
Ihneni dasi Unternehmeni imi RahmeniIhreriRisikobewertungimöglicherweisei<br />
auchi wertvollei zusätzliche<br />
Daten zur Verfügung. Nicht<br />
zuletzti empfehlti esi sich,i diei VerfügbarkeitivoniBerichtenizuiprüfen,i<br />
die sich mit Themen wie beispielsweise<br />
den Folgen eines Isolationsdurchschlags,ideriEntflammbarkeit,i<br />
deniAuswirkungenieinesiLüfterausfalls,i<br />
deri Stoßfestigkeiti undi demi<br />
umgekehrteniBetriebibefassen.i ◄<br />
Die Schutzstufe 2x MOPP kann durch die Kombination eines geeigneten DC/DC-Wandlers mit einem AC/DC-Netzteil, das den Anforderungen<br />
der Norm IEC 62368-1 entspricht, erreicht werden.<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
11
Stromversorgung<br />
EMV-Koexistenz in medizinischen Umgebungen<br />
und Stromversorgungen – wo stehen wir?<br />
Bild 1: Struktur der Norm IEC 60601-1 mit Sicherheiten und besonderen Anwendungen (© PRBX)<br />
VernetzteiGeräteiundidasiInterneti<br />
der Dinge (Internet of Things, IoT)<br />
sindiallgegenwärtig,iundiwirisehen,i<br />
wieisieisichiallmählichidurchsetzeni<br />
undiunseriLebeniinivielerleiiHinsichtiverändern.iDieiexponentiellei<br />
Entwicklungivonikleinenibisihinizui<br />
großeniProdukten,iinidieiFunksenderiintegriertisind,ischreitetivoran,i<br />
wenniauchinichtiohneiBedenkeniini<br />
BezugiaufiInterferenzeniundiGerätestörungen,iinsbesondereibeiimedizinischen<br />
Anwendungen, die schwerwiegendeiFolgenihabenikönnten!<br />
Autor:<br />
Patrick Le Fèvre<br />
Chief Marketing and<br />
Communications Officer<br />
Powerbox (PRBX)<br />
www.prbx.com/<br />
Drahtlose Koexistenz<br />
BeiideriFülleivoniProdukten,idiei<br />
Funksignaleiübertragen,iistiesifüri<br />
HerstellerimedizinischeriGeräteisehri<br />
schwierigiundikomplex,isicherzustellen,idassiihreiGeräteisicherisind,i<br />
wennisieientwederiiveröffentlichtei<br />
internationale Standards oder proprietäreiProtokolleiverwenden,ivoni<br />
denenivieleiaufinichtilizenzierteni<br />
Frequenzen in den ISM- (Industrial,iScientifciandiMedical)ioderi<br />
MICS-Bänderni (Medicali Implanti<br />
CommunicationiService)iarbeiten,i<br />
umiordnungsgemäßizuifunktionieren,i<br />
ohnei anderei Gerätei zui störenioderivoniihnenigestörtizuiwerden.iUmidieidrahtloseiKoexistenzi<br />
in medizinischen Anwendungen<br />
zuigewährleisten,ihabenisichidiei<br />
Regulierungsbehördeniweltweitiaufi<br />
dieiStandardisierungivoniProtokolleniundiVerfahrenikonzentriert,idiei<br />
vonideniHerstellernivoniStromversorgungeniverlangen,idassisieibeii<br />
deri Entwicklungi voni StromquellenifürimedizinischeiGeräteiTestsi<br />
und Überprüfungen zur „drahtlosen<br />
Koiexistenz“idurchführen.<br />
Wenn das „Unvorhersehbare“<br />
passieren kann<br />
DaidieiWeltiohneieineizuverlässigei<br />
Stromversorgungi buchstäblich<br />
stillstehen würde, hat die Energiewirtschaftiglücklicherweiseieinei<br />
lange Tradition im Aufbau robuster<br />
Energiesysteme.iDieiIndustrieientwickeltiständigineueiTechnologien,i<br />
umidieiEnergieeffzienz,iZuverlässigkeitiundiSicherheitizuiverbessern.i<br />
MitiderirasanteniEntwicklungizahlreicherivernetzteriGeräteiinimedizinischen<br />
Anwendungen werden<br />
einigeivoniihnenidurchi„Energieernten“imitiStromiversorgt,iwasisiei<br />
sehriempfndlichigegenüberiFunkstörungenimacht,iwährendianderei<br />
sogaridurchiFunkwellenimitiStromi<br />
versorgtiwerden.iDasiThemaideri<br />
KoexistenzivoniStromversorgungeni<br />
undiFunksignalenimussiandersialsi<br />
bisher betrachtet werden, insbesondereibeiimedizinischeniGeräten,idieiaußerhalbiderivoniFachleutenikontrollierteniUmgebungeni<br />
installiert werden, wie z. B. in Privathaushalten.<br />
Zu viele vernetzte Geräte?<br />
DaidieiZahliderivernetzteniGerätei<br />
undideriFunkübertragungeniinimedizinischeniUmgebungenizugenommenihat,iistidieiZahlideriFälle,iini<br />
denenimedizinischeiGeräteiFehlalarme,izufälligeiAusfälleioderiFehlfunktionenimelden,ierheblichigestiegen,<br />
was die medizinische GemeinschaftivorideriKoexistenzimehrereri<br />
funkübertragenderi Gerätei warnt,i<br />
vonidenenidasiLebenivoniPatienteni<br />
abhängenikönnte.<br />
Funkstörungen<br />
InivieleniFällenivonigemeldeteni<br />
Fehlern war es sehr schwierig, die<br />
genaueiUrsacheizuiermitteln,ibisi<br />
eingehendeiUntersuchungenierga-<br />
ben,idassiFunkstörungenidieiGrund-<br />
ursache des Problems waren. In den<br />
USAizeichnetidieiFoodiandiDrugi<br />
Administrationi (FDA)i FehlfunktioneniinieinerizentraleniDatenbanki<br />
namensi„MAUDE“iauf,iiniderieinei<br />
wachsendeiZahlivoniEMV-Problemen<br />
erfasst wird. Aus einer Vielzahl<br />
solcheriFälleihabeniwirieiniBeispieli<br />
ausgewählt,idasideutlichimacht,iwiei<br />
schwierigiesiist,idieiUrsacheielektromagnetischeriStörungeni(EMI)izui<br />
ermitteln,ivoriallem,iwenniesisichi<br />
nichtiumieineikontrollierteiUmgebungihandelt,iwieiimiFalliderihäuslichen<br />
Gesundheitsfürsorge.<br />
Wenn das Schweißen<br />
den Alarm einschaltet<br />
Ein Patient mit Atemwegs- und<br />
Herzproblemen war zu Hause an<br />
ein hochmodernes Beatmungsgerätiangeschlossen,idasimitieinemi<br />
drahtloseniKardiomonitoring-Geräti<br />
gekoppelti war.i Deri GesundheitszustandidesiPatienteniwurdeivoni<br />
einem entfernten Gesundheitszentrumiüberwacht,idasieineiReiheivoni<br />
Alarmeniempfng.iNachieinemiAnrufi<br />
beiidemiPatienten,idemiesiglücklicherweise<br />
sehr gut ging, wurden<br />
alle Alarme als falsch eingestuft, was<br />
den Austausch der Überwachungsgeräteiveranlasste.iTrotzidesiAustauschsidesiSystemsimeldeteiesi<br />
zufälligi immeri nochi Warnungen.i<br />
Diei Geräteherstelleri führteni einei<br />
gründlichei Analysei durch,i ohnei<br />
ein Hardware- oder Softwareproblemizu<br />
finden.iZufälligibemerktei<br />
einei Krankenschwester,i diei deni<br />
Patienten besuchte, ein seltsames<br />
Geräusch,idasiausidemiRadioikam,i<br />
undizurigleicheniZeitigingideriÜberwachungsalarmilos.iWeitereiUntersuchungen<br />
ergaben, dass ein nahe<br />
gelegener Industriebetrieb Hochenergie-Schweißgerätei<br />
verwendete,<br />
die nach einer Wartung eine<br />
fehlerhafte Abschirmung aufwiesen.iDieiabstrahlendeniFunkwelleni<br />
interagiertenimitidemiRegelkreisideri<br />
SensoreniundilösteniAlarmeiaus.i<br />
Dieses Beispiel ist wahrscheinlich<br />
anekdotisch,izeigtiaberidieiKomplexitätideriKoexistenzivonilebenswichtigeni<br />
medizinischeni Geräteni<br />
undiFunkstörungen.<br />
12 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Stromversorgung<br />
Bild 2: Magnetfeldprüfung in drei Punktfrequenzen in der IEC 60601-1-2<br />
Ausgabe 4.1 (© PRBX/IEC)<br />
Elektromagnetische<br />
Kompatibilität<br />
und Immunität<br />
MitideriVervielfachungideriVorfällei<br />
iniderihäuslicheniPflege,iaberiauchi<br />
iniKrankenhäusern,iistiesioffensichtlich,<br />
dass gründliche Verfahren zur<br />
GewährleistungiderielektromagnetischeniKompatibilitätiundideriImmunitätigegeniFunkstörungenieiniMussi<br />
sind, was die medizinische IndustrieiundidieiInternationaleiElektrotechnischeiKommissioni(IEC)idazui<br />
veranlasst,ielektromagnetischeiStörungen<br />
im medizinischen Bereich<br />
zuiüberdenken,iumisicherzustellen,i<br />
dass alles reibungslos und sicher<br />
funktioniert.<br />
IEC 60601-1<br />
und IEC 60601-1-2<br />
Umi eini Höchstmaßi ani Sicherheitizuigewährleisten,ihältisichidiei<br />
medizinische Industrie an mehrere<br />
internationale Normen. Für medizinischeielektrischeiGerätei(MEE)i<br />
hatidieiInternationaleiElektrotechnischeiKommissioni(IEC)i1977idiei<br />
Normi60601-1ientwickeltiundiveröffentlicht,idieidieiSicherheits-iundi<br />
Leistungsanforderungen für MEE<br />
festlegtiundiweithinialsiMaßstabifüri<br />
dieiSicherheitimedizinischeriGerätei<br />
anerkanntiist.iDaidieiAnzahliundi<br />
Vielfalt der Anwendungen in der<br />
medizinischen Industrie im Laufe<br />
der Jahre zunahm, wurde die allgemeineiNormidurchiergänzendei<br />
Normeni ergänzt,i undi bestimmtei<br />
NormenihabenimehrereiAuflageni<br />
erlebt (Bild 1).<br />
Wichtige Aktualisierungen<br />
der Norm<br />
ImiFalliderielektromagnetischeni<br />
Verträglichkeiti undi deri Störfestigkeiti<br />
gegeni Funkstörungeni gilti<br />
dieiIECi60601-1-2,idieisichidamiti<br />
befasst,iwieimedizinischeiGerätei<br />
ihrenieigenenielektromagnetischeni<br />
Emissionen widerstehen und diese<br />
begrenzen sollten, um die Sicherheiti<br />
undi Leistungi deri Gerätei zui<br />
gewährleisten.iDieivierteiAusgabei<br />
dieseri Normi wurdei vori 10i Jahren,i<br />
imi Jahri 2014,i veröffentlicht,i<br />
aber angesichts der wachsenden<br />
Anzahli voni vernetzteni Geräten,i<br />
neueniFunkfrequenzbänderniundi<br />
demiRisikoivoniInterferenzenizwischenideniverschiedenenimedizinischeniGerätenihieltiesidasiIEC-<br />
Unterkomiteei62i(SC-62)ifüriwichtig,idieiBegleitnormivoriderinächsteni<br />
großeni Überarbeitungi (Ausgabei<br />
5)i zui änderni undi stattdessen<br />
die Ausgabe 4 mit wichtigen<br />
Aktualisierungeni zui ergänzen.i<br />
DieiÄnderungiwurdeiratifziertiundi<br />
imiJahri2020iveröffentlicht.iNachi<br />
einer Übergangszeit hat die letzte<br />
AusgabeivoniIECi60601-1-2:2014i<br />
iÄnderungi1:2020i(referenziertialsi<br />
Ausgabe 4.1) das Datum der Anwendung<br />
erreicht, und die regionalen<br />
Normungsorganisationen geben<br />
deniZeitpunktideriZurückziehungi<br />
(DOW) an, z. B. ist in Europa das<br />
DOW-DatumifüridieiENi60601-1-<br />
2:2015/A1:2021iaufi<strong>2024</strong>-März-19i<br />
festgelegt.<br />
Kern der Änderungen<br />
Ohne zu sehr auf die neueste<br />
Ausgabei einzugehen,i lässti sichi<br />
aufi eineni Blicki feststellen,i dassi<br />
diei Ausgabei 4.1i einei Reihei voni<br />
Punktenianspricht.iWennimanidasi<br />
ini deri Einleitungi vorgestelltei Beispielibetrachtet,ikannimaniaberivieri<br />
HauptbereicheialsiKernideriÄnderungiaufführen:i<br />
1. Prüfungibeiiminimaleniundimaximalen<br />
Eingangsspannungspegeln<br />
bei einer beliebigen Frequenz auf<br />
leitungsgebundene Emissionen,<br />
Spannungseinbrücheiundikurzei<br />
Unterbrechungen;i<br />
2. Erforderliches Netzfrequenz-<br />
Magnetfeldi beii 50i oderi 60i Hz,i<br />
solange die Frequenz die gleiche<br />
ist wie die, mit der das medizinischeiGerätioderimedizinischei<br />
Systemibetriebeniwird;<br />
3.iFüri allei Patientenkabeli sindi<br />
E/A-Kabeli miti eineri Längei voni<br />
weniger als 1 m erforderlich.<br />
4. In Tabelle 11 der medizinischen<br />
NormiwurdeieineineueiPrüfvorschrifti<br />
füri diei Störfestigkeiti voni<br />
Gehäuseanschlüssenigegenüberi<br />
magnetischen Nahfeldern hinzugefügt,<br />
die Prüf- und MesstechnikeninachiIECi61000-4-39iverwendet<br />
und Magnetfeldtests bei<br />
dreii Punktfrequenzeni (30i kHz,i<br />
134,2i kHz,i undi 13,56i MHz)i<br />
(Bild 2).<br />
5.iInteressanti undi erwähnenswerti<br />
ist, dass diese neue Tabelle einen<br />
KompromissizwischenideriFDA-<br />
Anforderung für medizinische<br />
Gerätei wiei In-vitro-Diagnostikai<br />
(IVD)idarstellt,idieidieseiProduktei<br />
zuri Erfüllungi deri AIMi 7351731i<br />
RFID-Immunitätsprüfungi unteri<br />
achtiverschiedeneniBedingungeni<br />
voni134,2ikHzibisi2,45iGHziaufforderte.<br />
In Bezug auf IVD und<br />
implantierteiGeräteiistiesiwichtigi<br />
zuiwissen,idassidieiIECi60601-1-2i<br />
nicht für Implantate gilt (für Implantate<br />
gibt es eigene Normen, z. B.<br />
ISOi14117),iwohliaberifüriZubehör,idasieiniImplantativoniaußerhalbidesiKörpersiüberwachtioderi<br />
steuert.<br />
Bild 3: Vereinfachte Darstellung eines MRT-Geräts und der verschiedenen Felder, die zur Erstellung des endgültigen<br />
Bildes beitragen (© PRBX/Shutterstock/Pattarawit)<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
13
Stromversorgung<br />
Bild 4: Dreifachausgänge, mehrphasig, PRBX-Coreless-Stromversorgung zur Aufrechterhaltung des B0-Feldes<br />
(© PRBX).<br />
Anwendungsspezifische Tests<br />
BeiideriEntwicklungieinesiNetzteilsifürimedizinischeiGeräteiistiesi<br />
wichtig,ialleiAspekteideriIECi60601-<br />
1-2 (oder der regionalen Version)<br />
und alle anwendbaren EMV-Tests<br />
fürijedeniTypivonimedizinischemi<br />
Gerät/Systemi undi desseni Netzteilei<br />
zui berücksichtigen,i dai nichti<br />
alleiTestsifürialleiProdukteigelten.i<br />
Die Norm schreibt einige Tests für<br />
bestimmteiProdukteiundiStörfestigkeitswerteivor,idieivonideniBaupraktiken,ideriArtideriMagneteiundideri<br />
Schaltfrequenziabhängen.iImiPrüfplan<br />
und -bericht muss der HerstellerialleiBereicheiangebeniundidokumentieren,idieiexterneniStörungeni<br />
ausgesetzt sind, und er muss die<br />
endgültigeiAnwendungiundiUmweltaspekteiberücksichtigen.<br />
Neue Einschränkungen<br />
und Anforderungen<br />
DaidieiIECi60601-1-2iAusgabei<br />
4.1 zur Norm wird, arbeitet der<br />
technische Ausschuss bereits an<br />
deriZukunft,iumineueiEinschränkungeniundiAnforderungenianidiei<br />
elektromagnetischeiVerträglichkeiti<br />
zuiberücksichtigen.iEsikönnteniweiterei<br />
Störfestigkeitsprüfungeni ausi<br />
demiAIMi7351731ihinzugefügtiwerden,iumiempfndlicheiGeräteiwiei<br />
die Magnetresonanztomographie<br />
(MRT)iabzudecken.<br />
Verringerung der EMI<br />
EinibisscheniSpaßibeiideriEntwicklungivoniStromversorgungeni<br />
fürihoheiEMC-Konformität:iIniAnbetracht<br />
der Tatsache, dass die EMV<br />
beii deri Stromversorgungi medizinischer<br />
Anwendungen sehr wichtig<br />
ist,ihabenidieiHerstellerivoniStromversorgungenineueiTechnologieni<br />
zur Verringerung der EMI entwickelt,iindemisieineueiSchalttopologien<br />
und fortschrittliche Abschirmungen<br />
einsetzen. Bei einigen<br />
extremeni Anwendungeni wiei deri<br />
Kernspintomographiei reicheni diei<br />
herkömmlicheniTechnologienijedochi<br />
nicht aus.<br />
Spezielle Anforderungen<br />
Das Magnetresonanztomographiesystemi(MRT)iarbeitetimitieinemi<br />
extremeni statischeni Magnetfeldi<br />
(B0), Magnetfeldgradienten (B1) und<br />
derischnelleniEntwicklungivoniHochfrequenzimpulseni(RF-Feld)i(Bildi3).i<br />
DasiMRT-Systemiistisehriempfndlichigegenüberielektroimagnetischemi<br />
Rauschen und dem Vorhandensein<br />
magnetischerioderileitfähigeriMaterialien,idieizuieineriBildverschlechterungi<br />
führeni können,i wasi wiederumiArtefakteizuriFolgeihabeni<br />
kanniundidasiRisikoivoniFehlerni<br />
beiideriDiagnoseibirgt.iUmiInterferenzenizuivermeiden,iistidieibestei<br />
iPraxisibeiideriStromversorgungivoni<br />
MRT-Geräten,iWechselspannung/-<br />
stromi(AC)izuivermeideniundinuri<br />
Gleichspannung/-stromi(DC)izuiverwenden,<br />
auch für die Beleuchtung.<br />
Üblicherweise werden HauptstromversorgungeniaußerhalbidesiabgeschirmteniUntersuchungszimmersi<br />
aufgestellt, und die Gleichspannung<br />
wirdiüberiabgeschirmteiKabeliani<br />
dieielektronischeniGeräteiverteilt.i<br />
BeiieinigeniMRT-Gerätenimussidiei<br />
Stromversorgungijedochiinnerhalbi<br />
desiGerätsiinstalliertiundieinemisehri<br />
hoheniMagnetfeldiimiBereichivoni3i<br />
bisi5iTeslaiausgesetztiwerden,iohnei<br />
dass es zu Interferenzen mit empfndlicheniGerätenikommt.<br />
Luftspulen<br />
DaiherkömmlicheiMagnetkerneiini<br />
dieiSättigungigehen,iwennisieideri<br />
B0-Feldenergie ausgesetzt werden,idaisieikeiniferromagnetischesi<br />
Kernmateriali haben,i sollteni Luftspulen<br />
in Betracht gezogen werden.i<br />
Eini Nachteili voni Luftspuleni<br />
sindi ihrei niedrigeni Induktivitätswerte,<br />
die durch den Entwurf einer<br />
parallel geschalteten Leistungsstufe<br />
mitiimehrereniLuftspulenikompensiertiwerdenikönnen.iDieiSteuerungi<br />
multi-iparalleleriLuftspulen-Stromversorgungen<br />
erfordert die Implementierung<br />
der neuesten digitalen Steuerungstechnologie,<br />
die ein hohes<br />
MaßianiFlexibilitätibeimiBetriebideri<br />
verschiedeneniLeistungskanäleibietet.iDieidigitaleiSteuerungiermöglichtiesideniEntwicklern,idasiProflidesiNetzteilsianidieijeweiligeni<br />
Bedingungen anzupassen. Bild 4<br />
ist ein Beispiel für eine fortschrittlicheiStromversorgungseinheitimiti<br />
Luftspulen,idieiPRBXiGB350.iUmi<br />
dieispezifscheniMRI-,iB0-,iB1-iundi<br />
RF-Spezifkationen,ifüridieiesientwickeltiwurde,izuierfüllen,ihatidasi<br />
Netzteil eine Grundschalt frequenz<br />
voni 600i kHz.i Miti eineri solcheni<br />
Schaltfrequenziundiseinenivieriimi<br />
Interleave-Modusi konfgurierteni<br />
PhasenihatidasiGerätieineiresultierendei<br />
Ausgangsfrequenzi voni<br />
2,4iMHz.iDiesiermöglichtieineieinfachereiFilterung,iextremischnellei<br />
ReaktionszeitenibeiideriRegelungi<br />
und die Übereinstimmung mit der<br />
FunkkompatibilitätideriMRT-Geräte.<br />
Spezielle Umgebungen<br />
Wiei bereitsi erwähnt,i bestehti<br />
dieiNormiIECi60601iausiKollateraleni<br />
undi spezifscheni Normen.i<br />
Die grundlegende Sicherheit und<br />
Leistungi deri MRTsi wirdi voni deri<br />
IECi 60601-2-33i abgedeckt.i DiesesiDokumentikonzentriertisichiini<br />
ersteriLinieiaufidieiSicherheitivoni<br />
PatienteniundiBedienern,ienthälti<br />
aber auch Informationen zu den<br />
Spezifkationenifüri„spezielleiUmgebungen“iiniIECi60601-1-2iundizuri<br />
UmsetzungiderispezielleniUmgebung,ieinschließlichiInformationeni<br />
darüber,iwieidieiIntegritätiwährendi<br />
des Betriebs aufrecht erhalten werdeni<br />
sollte.i Stromversorgungen,i<br />
diei ini MRT-Umgebungeni eingesetztiwerden,imüssenigemäßiIECi<br />
60601-1-2i geprüfti werden,i aberi<br />
diei Geräteherstelleri könneni vori<br />
der endgültigen Validierung eine<br />
In-situ-Qualifzierungiundizusätzlichei<br />
Störfestigkeitstestsi speziellifüriihreiUmgebungiverlangen.<br />
Schlussfolgerung<br />
Die auf den jüngsten Veranstaltungen<br />
Medica, Embedded World<br />
undi Mobilei Worldi vorgestellteni<br />
Technologienibestätigen,idassidiei<br />
GesellschaftiinidasiZeitialteriderivernetzteniGeräteieingetreteniistiundi<br />
die medizinische Industrie sich rasch<br />
modernisiert,iumideniKomfortiundi<br />
dasi Wohlbefndeni deri Patienteni<br />
zuiverbessern.iDieiFolgeidavoniisti<br />
dasiRisikoieineriVervielfachungivoni<br />
Funkstörungen,iundideshalbisammeltidasiIEC-KomiteeiiniVorbereitungiaufidieinächsteiÜberarbeitungi<br />
deriIECi60601-1iundiandereniNormeni<br />
entsprechendesi Feedback.i<br />
BisidahiniarbeitenidieiEntwickleri<br />
voni Stromversorgungssystemeni<br />
eng mit der medizinischen Industrieizusammen,iumi–iauchiwährendi<br />
ichischreibei–irobusteiStromversorgungslösungenizuientwickeln,idiei<br />
inikomplexeniUmgebungenisicheri<br />
eingesetztiwerdenikönnen.<br />
Wer schreibt:<br />
PatrickiLeiFèvre,iChiefiMarketingi<br />
andi Communicationsi Offceri<br />
voniPowerbox,iistieinierfahrener,i<br />
hochrangigeri Marketingfachmanni<br />
und diplomierter Ingenieur mit<br />
eineri40-jährigeniErfolgsbilanziini<br />
deriLeistungselektronik.iErileistetei<br />
PionierarbeitibeiideriVermarktungi<br />
neuer Technologien, wie z. B. der<br />
digitaleniStromversorgung,iundibeii<br />
technischeniInitiativenizuriSenkungi<br />
desiEnergieverbrauchs.i<br />
Referenzen:<br />
Powerboxi(PRBX):<br />
https://www.prbx.com/<br />
InternationaleiElektrotechnischei<br />
Kommissioni(IEC)<br />
https://www.iec.ch/homepage<br />
EuropäischesiKomiteeifürielektrotechnische<br />
Normung (CENELEC)<br />
‚https://www.cencenelec.eu/<br />
FDAiMAUDE-Datenbank<br />
http://www.accessdata.fda.gov/<br />
scripts/cdrh/cfdocs/cfMAUDE/<br />
search.CFM<br />
Wir bedanken uns bei den<br />
Eigentümern für die Bereitstellung<br />
der Abbildungen ◄<br />
14 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Stromversorgung<br />
Bedeutung von Ableitströmen<br />
in medizinischen Anwendungen<br />
Bild 1: Anordnung von Entstörkondensatoren (Keramik) in einem AC/DC-Netzteil<br />
DieiIECi60601-1iistieineiinternationale<br />
Normenreihe für die grundlegende<br />
Sicherheit und die wesentlicheniLeistungsmerkmaleivonimedizinischenielektrischeniGeräten.iSiei<br />
istiinivieleniLänderniweitiverbreitet<br />
und gilt inzwischen als Voraussetzung<br />
für die meisten im Handel<br />
erhältlicheniProdukte.iEiniwichtigeri<br />
AspektideriNormiistidieiVermeidungi<br />
einesielektrischeniSchlags,iderizui<br />
Verletzungen oder sogar zum Tod<br />
führeni kann,i insbesonderei durchi<br />
übermäßigeiAbleitströme.<br />
DieseriBeitrag,iderisichianiElektronikingenieureiundiKonstrukteurei<br />
richtet,idieimitiStromversorgungssystemeni<br />
arbeiten,i erläuterti diei<br />
verschiedeneniArtenivoni medizinischeniAbleitströmen.<br />
Autor:<br />
David Buck<br />
Produktmanager<br />
TDK-Lambda<br />
www.emea.lambda.tdk.com/uk<br />
Ableitstrom<br />
Ein Ableitstrom ist zuerst einmal<br />
der messbare Strom, welcher<br />
über den Schutzleiter zur Erde<br />
fließt.iWennikeineiErdverbindungi<br />
vorhandeniist,ihandeltiesisichiumi<br />
deni Strom,i deri zuri Erdei fließeni<br />
könnte,isobaldieineileitfähigeiVerbindung<br />
hergestellt ist. Dieser Strom<br />
könnteidurchiBerühreniauchiüberi<br />
einenimenschlicheniKörperifließen.<br />
WennidieseriStromigefährlichei<br />
Grenzwertei überschreitet,i lösti<br />
in modernen Wohn- und BürogebäudenieiniFehlerstromschutzschalter<br />
(FI-Schalter) aus und trennt<br />
dasiGerätivonideriWechselstromversorgung.iVieleiMenschenihabeni<br />
diese Erfahrung schon einmal<br />
gemacht, wenn sie zum Beispiel bei<br />
ArbeitenimitieineriGarten-HeckenschereidasiNetzkabeliversehentlichi<br />
durchtrennt haben.<br />
In Medizinbereichen werden für<br />
AbleitströmeijeinachiArtidesiverwendeteni<br />
medizinischeni Gerätsi<br />
sehrigeringeitolerierbareiHöchstwerte<br />
angesetzt. Medizinische<br />
Ableitströmeidürfeniunterinormalen<br />
Bedingungen niemals über einen<br />
Patienteniabfließen.<br />
Wie erzeugt ein AC/DC-Netzteil<br />
Ableitströme?<br />
Eini zertifziertesi medizinischesi<br />
Netzteil muss neben den GrenzwertenifüriAbleitströmeinochivielei<br />
weitere Vorgaben einhalten. Dazu<br />
gehöreniEMVi(elektromagnetischei<br />
Verträglichkeit)ifürileitungsgebundene<br />
und abgestrahlte Emissionen<br />
sowieiImmunitätigegeniSpannungseinbrüche,ielektrostatischeiEntladungen<br />
(ESD), Eingangs transienten,<br />
Hochfrequenz (HF) und sogar<br />
Magnetfelder. Die Einhaltung dieseriEMV-NormeniistiinivieleniLänderni<br />
einei gesetzlichei Verpflichtung.i<br />
Siei stellti sicher,i dassi elektrischei<br />
undi elektronischei Gerätei<br />
iniihreriUmgebungikorrektifunktioniereniundikeineiunzulässigeniStörungenierzeugen,idieiandereiGerätei<br />
beeinträchtigenikönnten.<br />
IniStromversorgungenikommeni<br />
Hochfrequenz- und HochspannungsschaltkreiseizumiEinsatz,idieiinideri<br />
Regelizwischeni40ikHziundiüberi<br />
Bild 2: Y-Kondensatoren im TDK-Lambda CUS30M<br />
500i kHzi arbeiten.i Diesei Schaltungen<br />
erzeugen hochfrequente<br />
elektrischeiStörungen.i<br />
UmidieiGrenzwerteifürileitungsgebundene<br />
und abgestrahlte Emissionen<br />
einzuhalten, sind Filterschaltungenierforderlich.iKeramischeiFilterkondensatoreniwerdenizuriReduzierungi<br />
deri elektromagnetischeni<br />
Störungenieingesetzti(Bildi1).<br />
DieiKondensatoreniCY1iundiCY2i<br />
werden in Verbindung mit Filterdrosseln<br />
(nicht abgebildet) eingesetzt.<br />
HochfrequenteiStörungeniwerdeni<br />
voni deri Wechselstromseitei überi<br />
dieiKondensatorenizumiErdungsanschluss<br />
(Schutzerde) abgeleitet.<br />
Auf diese Weise werden InterferenzenimitiandereniGeräten,iwelche<br />
die gleiche Wechselstromquelle<br />
nutzen,ivermieden.i<br />
Deri Kondensatori C3,i deri zwischenideriPrimär-iundideriSekundärseiteidesiTransformatorsiangeschlossen<br />
ist, reduziert das Hochfrequenzrauscheniundikompensierti<br />
dieiWicklungskapazitätidesiTransformators.<br />
C4 reduziert das Ausgangsrauschen<br />
und hat nur geringen<br />
Anteil am Ableitstrom. Die<br />
dafürimaßgeblicheniKomponenteni<br />
sindiCY1iundiCY2izwischeniPhasei<br />
und Erde bzw. Nullleiter und Erde.<br />
NiedrigereiKapazitätswerteivoni<br />
CY1iundiCY2iführenizuieinemigeringereniAbleitstrom.iDiesikannijedochi<br />
dazu führen, dass das Netzteil die<br />
Grenzwerte der Norm für leitungsgebundene<br />
und abgestrahlte EMV<br />
nichtimehrieinhälti(Bildi2).<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
15
Stromversorgung<br />
Bild 3: Weg des Erdableitstroms<br />
Bild 4: Berührungsstrompfad<br />
Tabelle 1: Maximaler Erdableitstrom<br />
Arten von medizinischen<br />
Ableitströmen<br />
InideriIECi60601-1isindidreiiverschiedeneiGrundartenivonimedizinischeniAbleitströmenidefniert.iSiei<br />
werden unter zwei Bedingungen<br />
gemessen - Normalbetrieb (NC)<br />
und dem einfachen Fehlerfall (SFC).<br />
Im einfachen Fehlerfall, z. B. wenn<br />
dieiErdverbindungieinesisteckbareni<br />
Gerätsiunterbrocheniist,iistigemäßi<br />
IECi60601-1ieinihöhereriGrenzwerti<br />
fürideniAbleitstromizulässig.<br />
Deri Ableitstromi fließti vomi PrimärkreisidurchioderiüberidieiIsolierung<br />
in den Schutzleiter (PE). Beim<br />
BerührenidesimedizinischeniGerätsi<br />
fließtikeiniStromivomiGehäuseiüberi<br />
den Patienten oder den Bediener<br />
(Bildi3,iTabellei1).<br />
DeriBerührungsstromifließtiüberi<br />
dasiGehäuseidesiMedizingerätesi<br />
oderiTeilenidavon,imitiAusnahmei<br />
voniAnwendungsteilen,ibeiinormalem<br />
Gebrauch über den Patienten<br />
oderideniBedieneriexterni(nichtiüberi<br />
den PE-Anschluss) zur Erde (Bild 4).<br />
Der Berührungsstrom wird soweit<br />
vorhandeniauchianiAusgangsanschlüssen<br />
gemessen, falls diese<br />
für den Patienten berührbar sein<br />
könnteni(Tabellei2).i<br />
Deri Patientenableitstromi fließti<br />
im Normalbetrieb über beabsichtigte<br />
Verbindungen zwischen Pati-<br />
entiundiMedizingeräti(Anwendungs-<br />
teile) über den Patienten zur Erde.<br />
Ein Anwendungsteil ist ein Teil des<br />
Medizingeräts,iwelchesiunterinormalen<br />
Einsatzbetriebsbedingungen<br />
den Patienten berührt.<br />
EsigibtidreiiHauptkategorienifüri<br />
Anwendungsteile:<br />
• B (Body):<br />
i KannimitiErdeiverbundenisein.i<br />
NormalerweiseiistierinichtileitfähigiundikannijederzeitivomiPatienten<br />
entfernt werden.<br />
i Beispiele:i Medizinischei Laser,i<br />
MRI-Körperscanner,i Phototherapiegeräte,iBetteniundiKabel<br />
• BF (Body Floating):<br />
i Hati einei leitfähigei Verbindungi<br />
zum Patienten<br />
i Beispiele:iBlutdruckmessgeräte,i<br />
Inkubatoren,iUltraschallgeräte<br />
• CF (Cardiac Floating):<br />
i KanniinidirekteniKontaktimitidemi<br />
Herzenikommen<br />
i Beispiel:iDialysegeräte<br />
i Deri Patientenableitstromi fließti<br />
voni deri gewollteni elektrischeni<br />
VerbindungidesiMedizingerätesi<br />
- dem Anwendungsteil - über<br />
deniPatientenizuriErdei(Bildi5,i<br />
Tabellei3).<br />
Tabelle 2: Maximaler Berührungsstrom<br />
Design der Stromversorgung<br />
DurchidieiMinimierungiderivomi<br />
Schaltregler erzeugten internen<br />
elektromagnetischeni Störungeni<br />
lässtisichidieiGrößeiderierforderlicheniKondensatorenizuriEntstörungi<br />
drastischiverringern.iDadurchiwirdi<br />
der Ableitstrom des Netzteils reduziert<br />
und die EMV-Normen trotzdem<br />
eingehalten.<br />
Die Design-Vorgaben für das<br />
250-W-NetzteiliCUS250Mi(Bildi6)i<br />
voniTDK-Lambdaienthielteniambitioniertei<br />
Zielei sowohli füri Ableit-<br />
strömeialsiauchifüriEMV-Verhal-<br />
ten.i Demi Entwicklungsteami wari<br />
voni Anfangi ani bewusst,i dassi<br />
diese Anforderungen im Focus<br />
desi gesamteni Entwicklungsprozesses<br />
stehen mussten. Es wurde<br />
eine zum Patent angemeldete in<br />
diei Ausgangsklemmei integriertei<br />
Drosseli entwickelt,i umi Gleichtaktstörungeni<br />
zui reduzieren.i Eini<br />
spezielleriFerritkernifürideniPFC-<br />
Regleri(Leistungsfaktor-Korrektur)i<br />
reduziert dort die EMI erheblich<br />
und nicht zuletzt war eine besonderei<br />
Sorgfalti desi Entwicklungs-<br />
Bild 6: Medizinische Stromversorgungen der Serie CUS250M<br />
16 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Stromversorgung<br />
Bild 5: Patientenableitstrom<br />
Tabelle 3: Maximaler Patientenableitstrom<br />
teamsibeimiLayoutideriLeiterplattei<br />
(PCB)iunerlässlich.i<br />
Das Resultat war ein Ableitstrom<br />
voniwenigerialsi150iµAi(beii264iVaci<br />
63iHzi-ideriungünstigsteniSpannung<br />
und Frequenz), ein Berührungsstromi<br />
voni
Stromversorgung<br />
Nächste Generation modularer<br />
AC/DC-Hochleistungswandler für schnelle<br />
Systemkonfiguration und Leistungsskalierung<br />
Luftgekühlte modulare Lösungen bieten optimierte Leistung und sofortige Anpassung für eine breite Palette<br />
von Hochleistungsanwendungen<br />
LumaSense Technologies GmbH<br />
info@aei.com<br />
www.advancedenergy.com/de/<br />
AdvancediEnergyiIndustries,iInc.i<br />
-ieiniweltweitiführenderiAnbieterivoni<br />
hochentwickelten,ipräziseniStromwandlungs-,<br />
Mess- und Steuerungslösungeni-ihatiheuteiEvergreenivorgestellt,<br />
die modulare HochleistungsplattformiderinächsteniGeneration,i<br />
mitizweiineueniluftgekühlteniVento-<br />
Modellen.iMitieineri2,5-fachihöhereniAusgangsleistungialsidieiaktuelle<br />
Generation modularer Hochleistungslösungen,ibietetiEvergreeni<br />
einei leistungsstarke,i optimiertei<br />
AC/DC-Wandlung mit schneller<br />
Systemkonfgurationi füri sofortigei<br />
AnpassungiundiLeistungsskalierung.<br />
Hohe Leistungsdichte<br />
Umi diei wachsendei Nachfragei<br />
nachi leistungsstarken,i hochi effzienteni<br />
AC/DC-Umwandlerni miti<br />
hoher Leistungsdichte in einer<br />
VielzahlivoniIndustrienizuierfüllen,i<br />
umfasstidieineueimodulareiEvergreeniPlattformieini10ikWiFCM10Ki<br />
luftgekühltes,i Hot-Swap-fähigesi<br />
ModulimitieineriGrundiflächeivoni<br />
2iUixi3iUiundieini30ikWiFCM30Ki<br />
Rack-System.i Durchi Verbindeni<br />
voni mehrereni Rack-Systemeni ini<br />
einemi19”iIndustrieistandard-Racki<br />
könneniKundenidieiAusgangsleistungi<br />
desi Gesamtsystemsi sinnvolli<br />
skaliereni undi ultrahohei LeistungenifürianspruchsvolleiPräzisionsstromanwendungen<br />
erzielen.<br />
DieiEvergreen-Plattformiermöglichti<br />
auchiKommunikationiaufiSystemebeneiundiSteuerungivonieinemi<br />
zentraleniPunktiaus.<br />
Drahtlose Konnektivität<br />
KonnektivitätimitimobileniGeräten,i<br />
diei ini Kürzei verfügbari wird,i<br />
wirdi einei drahtlosei Identifkation,i<br />
Konfguration,iStatus-Überprüfung,i<br />
drahtloses Debugging und drahtloseriAbrufideri„Black-Box“iDateni<br />
füri einfachei Fehlersuchei ermöglicht,iohneidassidasiGerätiausgebaut<br />
werden muss.<br />
Hoher Wirkungsgrad<br />
DurchieineniLeistungsfaktorivoni<br />
0,98i undi damiti einemi Wirkungsgradivoni>i95i%isenktiEvergreeni<br />
diei Energiekosten.i Miti eineri Leistungsdichtei<br />
voni 38i W/in 3 bietet<br />
dieseikompakteiLösungimehriLeistungiaufikleineremiRaum.iSowohli<br />
WirkungsgradialsiauchiLeistungsdichtei<br />
deri Evergreen-Plattformi<br />
konnteniimiVergleichizuideniaktuellen<br />
Generationen erheblich gesteigert<br />
werden.<br />
„Optimierungswünsche für die<br />
Endbenutzeranwendungen stellen<br />
diei Entwickleri vori diei Herausforderung,i<br />
diei Markteinführungszeiti<br />
undidieiKostenifüriimmerikomplexerei<br />
Systemei miti immeri höhereri<br />
Leistungi ini kompakteni Formfaktorenizuirealisieren“,isagteiMariai<br />
Cortez, Senior Vice President IndustrialiPoweriProductsibeiiAdvancediEnergy.i„Evergreenibietetieinei<br />
einzigartigeiLösungifüridieseiHerausforderungeniundistärktidamiti<br />
diei Führungspositioni voni AEi beii<br />
modulareni Lösungen,i durchi einei<br />
perfekteiKombinationivonischnelleri<br />
KonfgurierungimitihoheriZuverlässigkeitiundiWiederholbarkeitisowiei<br />
hohemiLeistungsfaktor,iWirkungsgradiundihoheriLeistungsdichte.“<br />
Schnelle Konfiguration<br />
DieiEvergreen-LösungivoniAdvancediEnergyiwurdeifürieineischnellei<br />
Konfgurationi imi Werki entwickelti<br />
und wird durch ein engagiertes<br />
Team für schnelle technische Modifkationiunterstützt,idasijedesiProduktigemäßidenispezielleniAnwendungsanforderungeni<br />
konfguriert.i<br />
EvergreeniModifkationeniwerdeni<br />
ini eineri hochwertigen,i volli automatischen,ihochieffzienteniFertigungsumgebungivorgenommeniundi<br />
sindizuverlässigiundiwiederholbar.<br />
Fazit<br />
FlexibilitätiundiLeistungideriEvergreen-Plattform<br />
machen sie ideal für<br />
Front-EndiAC/DC-Umwandlungiini<br />
Anwendungenivoniindustrielleniundi<br />
medizinischeniSystemenibisihinizui<br />
Halbleiterherstellung,iHyperscale-<br />
Computing,iTest-iundiMesstechniki<br />
sowie Verteidigung. ◄<br />
18 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Stromversorgung<br />
6-Watt-DC/DC-Wandler<br />
für medizinische<br />
Anwendungen<br />
Diei TIM-6-Seriei umfassti einei<br />
Reiheivonikostengünstigeni6-Watt-<br />
DC/DC-Wandlern für medizinische<br />
Anwendungen mit weitem<br />
2:1-Eingangsspannungsbereichiini<br />
einemi kompakteni DIL-24-Kunststoffgehäuse.iDieiWandleribieteni<br />
eini verstärktesi Isolationsisystemi<br />
(5.000iVAC)iundieinenisehrigeringeni<br />
Ableitstromi voni wenigeri alsi<br />
2i µA.i Diei Gerätei sindi nachi deri<br />
3.iAusgabeideriIEC/EN/ESi60601-1i<br />
füri2xiMOPPizertifziertiundiumfassenieineiRisikomanagement-Aktei<br />
gemäßiISOi14971.i<br />
Sowohl das Design als auch<br />
diei Produktioni entsprecheni demi<br />
Qualitätsmanagementsysteminachi<br />
ISOi 13485.i Aufgrundi desi hoheni<br />
Wirkungsgradsi voni bisi zui 89i %i<br />
undihochwertigsteriKomponenteni<br />
könneni diei Wandleri beii Umgebungstemperaturenivoni-40i°Cibisi<br />
+95i°Cizuverlässigibetriebeniwerden.<br />
Sie stellen nicht nur für medizinischeiGeräte,isonderniauchifüri<br />
anspruchsvollei Anwendungsbereiche<br />
wie Transport, RegelungsundiMesstechnikisowieiIGBT-TreiberieineizuverlässigeiLösungidar.<br />
Eigenschaften im Überblick:<br />
• Kompaktesi<br />
DIL-24-Kunststoffgehäuse<br />
• E/A-Isolationi5.000iVACi<br />
ausgelegtifüri250iVACi<br />
Arbeitsspannung<br />
• Zertifziertinachideri3.iAusgabei<br />
deriIEC/EN/ESi60601-1i<br />
füri2xiMOPP<br />
• Risikomanagement-Prozessi<br />
nachiISOi14971<br />
• Abnahmekriterienifüri<br />
elektronischeiBaugruppeni<br />
nachiIPC-A-610iKlassei3<br />
• GeringeriAbleitstromi
Stromversorgung<br />
Digital steuerbare Netzteile für die Industrie<br />
FORTEC Power GmbH<br />
www.fortec-power.de<br />
FORTECi Poweri präsentierti<br />
diei Evergreen-Hochleistungs-<br />
AC/DC-Leistungswandler für die Industrieimiti10ioderi30ikW.iMitiihremi<br />
modulareniAnsatziermögilichenisiei<br />
eine schnelle Anpassung an wechselnden<br />
Bedarf sowie eine einfache<br />
Leistungsskalierungiimi19“-Schrank.i<br />
Die intelligente Steuerung erfolgt<br />
aufiSystemebene,isoimussinichti<br />
jedei Stromversorgungi einzelni<br />
angesprochen und programmiert<br />
werden. Die Leistungsdichte dieseriPlattformivoni38iW/in³ilieferti<br />
deutlichi mehri Leistungi ausi kleineremiBauraumialsivergleichbarei<br />
SystemeiamiMarkt.iDeriWirkungsgradivoni95i%iiniVerbindungimiti<br />
eineriLeistungsfaktorkorrekturivoni<br />
0,98iminimiertidieiWärmeentwicklungiundireduziertidieiBetriebskosten.iBeiiStromversorgungenidieseri<br />
LeistungsklasseisenktijedesigewonneneiProzentibeimiWirkungsgradi<br />
die monatliche Stromrechnung deutlich.iDieiEvergreeniVentoi10-iundi<br />
30-kW-Systemei eigneni sichi miti<br />
ihrer hohen Leistung und der einfachen<br />
Handhabung für eine VielzahlianiSystemeniiniIndustrieiundi<br />
Medizin, der Halbleiterfertigung,<br />
aber auch in Supercomputern und<br />
Verteidigungsanwendungen.<br />
Der Nutzen in Kurzform:<br />
• SchnelleiLieferungimaßgeschneiderteriLösungen<br />
• EinfacheiLeistungsskalierung<br />
• Mehr Leistung auf weniger<br />
Raum<br />
• ReduzierteiBetriebskosten<br />
Die wichtigsten Fakten<br />
im Überblick:<br />
• Ausgangsleistung<br />
bisimax.i30.000iW<br />
• Eingangsspannungi184ibisi524i<br />
ViAC,i3-phasigimitiPE<br />
• Ausgangsspannung einstellbar<br />
(48i-i60iViDC)<br />
• im CC mode, Ausgangsstrom<br />
einstellbarii(5i-i100i%)<br />
• Standby-Spannungi(5iV,i2iA)<br />
• Wirkungsgradi95%i(typ.)<br />
• Arbeitstemperaturbereich<br />
voni-40ibisi+50i°C<br />
• NFC-KommunikationiperiApp<br />
• SemiiF47ikompatibel<br />
• EMViClassiB,ibisi6idBiunteri<br />
dem Grenzwert<br />
• ZugelasseninachiENi62368-1<br />
• 5iJahreiHerstellergarantiei◄<br />
VFD-Frequenzumrichter<br />
für industrielle bürstenlose Gleichstrommotoren<br />
Ab sofort ab Lager des DistributorsiSchukativerfügbarisindidiei<br />
Mean Well Industrie-FrequenzumrichterideriSerieniVFDimiti150iWi<br />
bisi750iW.iDieseiinnovativeiProduktseriei<br />
umfassti achti Modelle,i<br />
die sowohl DC- als auch AC-Eingangsspannungeni<br />
abdeckeni undi<br />
in Varianten als Open Frame oder<br />
imiteilvergossenenigeschlosseneni<br />
Gehäuseierhältlichisind.i<br />
Die für einen AC-Eingang geeigneteniModelleiverfügeniüberieinei<br />
integrierteiPFC-Funktionimitieineri<br />
Leistungi voni 250i Wi bisi 750i Wi<br />
sowieiPWMiSteuereingänge-iundi<br />
Sensor signale, die die Einstellung<br />
deriMotordrehzahlimitieineriexterneniSteuerielektronikiermöglichen.i<br />
Ihr lüfterloses Design stellt einen<br />
geräuscharmeniBetrieb,ieineniWirkungsradivonibisizui93i%iundieineni<br />
Spitzenstromi voni 200i %i sicher.i<br />
Allei Typeni sindi miti umfangrei-<br />
cheniSchutzifunktioneniausgestat-<br />
tet und entsprechen den internationalen<br />
Sicherheitsnormen wie IEC/<br />
EN61800-5-1iundideniNormenifüri<br />
elektromagnetischeiVerträglichkeiti<br />
IEC/EN61800-3.i Diei Herstellergarantieibeträgti3iJahre.i<br />
Diese Frequenzumrichter eignen<br />
sichifüriEndgeräteiundiProdukte,idiei<br />
bürstenlose Gleichstrommotoren<br />
(BLDC)iverwenden,ieinschließlichi<br />
solcher, die in Anwendungen wie<br />
Ventilatoren und Wechselstromsystemen,i<br />
Rauchabzugsanlagen,i<br />
Wasserpumpen,i AGVs,i Elektrowerkzeugen,iautomatischeniTüren,i<br />
mechanischeniGeräten,iFörderanlagen,imedizinischeniGeräten,iFitnessgeräteniusw.ieingesetztiwerden.<br />
Schukat electronic<br />
Vertriebs GmbH<br />
info@schukat.com<br />
www.schukat.com<br />
20 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Stromversorgung<br />
250-W-Netzteilserie erweitert<br />
Diei TDKi Corporationi gibti diei<br />
Erweiterungideri250iWiAC/DC-NetzgeräteideriTDK-LambdaiCUS250Mi<br />
Stromversorgungsserieiumiweiterei<br />
ModelleimitieineriGrundflächeivoni<br />
2“x4“ibekannt.iDasigesamteiSortimentiumfasstinuni12iV,i15iV,i18iV,i<br />
24i V,i 28i V,i 36i Vi undi 48i Vi sindi<br />
sowohlinachiIECi60601-1ialsiauchi<br />
nachiIECi62368-1ifüriInstallationeni<br />
deriKlasseiIiundideriKlasseiIIi(doppelt<br />
isoliert) für industrielle und medizinischeiAnwendungenizertifziert.i<br />
Geräuschlose Kühlung<br />
Dasi CUS250Mi verfügti überi<br />
mechanischeiKonfgurationen,idiei<br />
einei Konvektions-i und/oderi KontaktkühlungidurchidieiGrundplattei<br />
desiProduktsiermöglichen,iumieinei<br />
geräuschloseiKühlungizuigewährleisten.i<br />
Zui deni ZielanwendungenigehörenimedizinischeiGeräte,i<br />
Gerätei füri diei häuslichei Pflege,i<br />
zahnmedizinischeiGeräte,iPrüf-iundi<br />
Messgeräte,iRundfunkgeräte,iprofessionelleiAudiogeräteiundiindustrielleiGeräte.i<br />
Diei Ausgangsspannungi kanni<br />
vomi Anwenderi peri Potii justierti<br />
werden.i Diei Gerätei arbeiteni miti<br />
einemi Weitbereichseingangi voni<br />
85ibisi264iVaciundideriAbleitstromi<br />
beträgtiwenigerialsi150iµAi-ieinschließlichi<br />
alleri Toleranzen.i Deri<br />
Berührungsstromibeträgti
Stromversorgung<br />
Kontaktgekühltes Netzteil<br />
für Industrie- und Medizinanwendungen<br />
Störungsarme 600 W ohne Lüfter für sensible Einsatzfelder<br />
Dasi NGB800i bieteti hohei Leistung,iEffzienziundiZuverlässigkeiti<br />
fürikritischeimedizinischeiGeräteimiti<br />
hohen Anforderungen an die Stromversorgung:iz.iB.iBeatmungsgeräte,i<br />
Dialysegeräte,iUltraschalligeräteiundi<br />
chirurgische Instrumente.<br />
FORTEC Power GmbH<br />
www.fortec-power.de<br />
Kontaktgekühlt,ialsoiohneiaktivei<br />
Lüfterunterstützung, liefert das<br />
NGB800ischoniüberi600iWiAusgangsleistung,<br />
mit Lüfterunterstützungistehenisogariüberi800iWi<br />
am Ausgang zur Verfügung. Aus<br />
einer Eingangsspannung zwischen<br />
90ibisi264iViACiwerdenistabilei12,i<br />
15,i24ioderi48iViGleichspannungi<br />
erzeugt. Das Netzteil erfüllt die<br />
strengen Normen für medizinische<br />
Geräte,iwieiz.iB.idieiEN/IECi60601-1i<br />
Editioni3.2,idieiEN/IECi60601-1-2i<br />
4th Edition für EMV und die EN/<br />
IECi60601-1-11ifüriAnwendungeni<br />
ini häuslicheri Umgebung.i Durchi<br />
denihoheniWirkungsgradivonibisi<br />
zui94i%ierzeugtidasiNGB800inuri<br />
wenigiAbwärmeiundierreichtidamiti<br />
seineihoheiZuverlässigkeitivonimehri<br />
alsi500.000iStundeniMTBF.<br />
Kompaktes<br />
und robustes Design<br />
DasiNGB800izeichnetisichidurchi<br />
einikompaktesiundirobustesiDesigni<br />
aus, das eine einfache Integration in<br />
verschiedenei medizinischei Gerätei<br />
ermöglicht.i Durchi geschickteni EinsatzideriKontaktkühlungikanniesiini<br />
geräuschsensibleniUmgebungen,iwiei<br />
z.iB.iPflegeeinrichtungenieingesetzti<br />
werden,i ini deneni eini Lüfteri störeni<br />
würde. Das Netzteil bietet zudem eine<br />
ReiheivoniSchutzfunktionen,iwieiz.iB.i<br />
Kurzschluss-,iÜberstrom-,iÜberspannungs-<br />
und Übertemperaturschutz.<br />
Langjährige Erfahrung<br />
Dasi NGB800i isti eini Ergebnisi<br />
deri langjährigeni Erfahrungi voni<br />
SL Power und des Engagements<br />
ini deri Entwicklungi voni innovativeni<br />
undi qualiitativi hochwertigeni<br />
Netzteilen, die den Bedürfnissen<br />
deriKundeniundideniAnforderungenidesiMarktesigerechtiwerden.<br />
Insbesondere bezüglich der EMV<br />
hatisichiSLiPoweriüberivieleiJahrei<br />
den Ruf erarbeitet, die geforderten<br />
Grenzwerte nicht nur einzuhalten,<br />
sondernisieimitieinemimöglichsti<br />
großeni Abstandi zui unterschreiteni<br />
undi somiti dasi normenkonformeiSystemdesignizuierleichtern.<br />
Die wichtigsten Merkmale:<br />
• Ausgangsleistung<br />
bisizui630iWikonvektionsgekühlt,imitiLüfteribisizui800iW<br />
• Weitbereichseingang<br />
80ibisi264iViAC<br />
• SehrikompakteiBauform:i<br />
nuri40,6immihoch<br />
• Erfüllt die EMC- Anforderungen<br />
für Heimanwendungen und<br />
Schwerindustrie<br />
• UnterschreitungideriEMV-<br />
Grenzwerte nach Class B um<br />
6idBi(abgeleitet,imax.)<br />
• Wenigerialsi100iµAi<br />
Ableitstrom<br />
• Elektrolytkondensatorenifüri<br />
mehr als 7 Jahre Lebensdauer<br />
ausgelegt<br />
• ZugelasseninachiIECi60601-<br />
1,i3.iAusgabei&iEN/IEC/ULi<br />
62368-1<br />
• 3iJahreiHerstellergarantiei ◄<br />
Konfigurierbares 4000-W-Netzteil mit 4-facher Leistungsdichte<br />
AdvancediEnergyiIndustries,iInc.,iieiniweltweitiführenderiAnbieterivonihochentwickelten,i<br />
präziseniStromwandlungs-iMess-iundiSteuerlösungen,ipräsentiertieinineuesikonfgurierbares<br />
Netzteil, das eine optimierte, anwendungsspezifscheiLeistungsumwandlungibeiikleinemi<br />
Formfaktorimitieineribisizuiviermalihöhereni<br />
LeistungsdichteialsiherkömmlicheiLösungeni<br />
bietet.iDasiersteiMitgliediderinächsteniGenerationivoniAdvancediiEnergysiNeoPoweri(NP)i<br />
FamilieikonfgurierbareriindustrielleriundimedizinischeriAD/DC-Netzteile,idasiNP08,ikombiniertiAnschlüsseifüriachtiAusgängeifürieinei<br />
schnelleiundiflexibleiKonfgurationimitieineri<br />
branchenführendeni Leistungsdichtei voni<br />
18iW/in 3 .iMitieineriNennileistungivonibisizui<br />
4.000iWibietetidasiNP08iauchiintegrierteiundi<br />
iflexibleiKommunikationsifähigkeitenimitioptionaleniDonglesifürialleigängigenidigitaleniKommunikationsprotokolle,iohneidassiDesignänderungenioderiModifkationenierforderlichisind.<br />
DasiNeoPower08iistifürieineieinfacheiKonfguration<br />
sowohl für Reihen-, als auch Parallelschaltungenikonzipiert,ikannialsiSpannungs-i<br />
oder Stromquelle programmiert werden und<br />
bieteti einei marktführende,i rauscharmei Leistung.iDasiNP08ierfülltialleigängigeniNormen,i<br />
einschl.iBFi(BodyiiFloating)iSicherheitseinstufungifürimedizinischeiGeräteiundiSEMIiF47i<br />
StandardifüriImmunitätigegeniSpannungseinbrüche.iDieiAC-Eingangsspannungireichtivoni<br />
90ibisi264iVAC.i<br />
Dasi Advancedi Energyi iConnectedPoweri<br />
PortfolioifüriSchnittstellenoptioneniermöglichti<br />
demiNP08ieineiUnterstützungizahlreicheriProtokolleiwie:iRS-485i(MODBUSiRTU),iPMBUSi<br />
undiCANBUSi(CANOPEN).iDieseiumfassendei<br />
KonnektivitätimachtidasiNP08iauchiidealifüri<br />
IoT-Anwendungen, die eine cloudbasierte Überwachung<br />
und Steuerung erfordern.<br />
LumaSense Technologies GmbH<br />
info@aei.com<br />
www.advancedenergy.com/de/<br />
22 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Stromversorgung<br />
Ultraflache PCB-Netzteile<br />
Schukat electronic<br />
Vertriebs GmbH<br />
info@schukat.com<br />
www.schukat.com<br />
DeriDistributoriSchukatihatidiei<br />
LOP-200/300iNetzteileivoniMeani<br />
WellimitiNennleistungenivoni200iWi<br />
bzw.i300iWiundieineminiedrigeni<br />
ProflimitieinemiEingangsbereichivoni<br />
80iVACibisi264iVACiiniseiniiAngeboti<br />
aufgenommen.iSieikommeniinikompakteriBauformi(4x2iZoll),ihabeni<br />
eineiniedrigeiLeerlaufleistung,ieinstellbare<br />
Ausgangsspannung und<br />
eignenisichifüriSchutzklasseiI/II.iIhrei<br />
Spitzenlastkapazitätibeträgti150i%.i<br />
DieiNetzteileiverfügeniüberieineni<br />
eingebauteniPFC-Schaltkreisiundi<br />
SchutzfunktioneniwieiKurzschluss,i<br />
Überlast, Überspannung und Übertemperatur.iDieiLOP-200/300iNetzteile<br />
zielen auf den Einsatz in Industrieautomatisierungsmaschinen,<br />
medizinischeniiGeräten,ielektronischen<br />
Instrumenten und Industrie-<br />
Steuerungsisystemeniab,iundierfüllenidieirelevanteniinternationaleni<br />
Sicherheitsvorschriften.<br />
Neu im Portfolio ist zudem die<br />
LOP-400/500/600iSerieimitiAbmessungenivoni5x3iZolliundieineriNennleistungivoni400iW/500iW/600iW.i<br />
Esi sindi sehri zuverlässige,i leistungsstarkei<br />
Open-Frame-Netzteilei<br />
miti hervorragendeni EMV-i<br />
Eigenschaften. Mit niedriger Bauhöhei(27,5immioderi30,5immioderi<br />
35imm)ieigenenisieisichifüriAnwendungen,idieieiniflachesiDesignibeii<br />
großemiLeistungsbedarfibenötigen.i<br />
Sie bieten einen erweiterten Ausgangsspannungsbereichivoni12iVi<br />
bisizui54iV,i150i%iLastkapazitätifüri<br />
max.i3iiSekundeniundieinenierweiterten<br />
Betriebstemperatur bereich<br />
voni-40i°Cibisizui+80i°C.iIhriWirkungsgradiliegtibeii95i%.i<br />
Die Bauteile dieser Serie erfüllen<br />
gleich zeitig mehrere Sicherheitsnormeni<br />
ini verschiedeneni<br />
Bereichen,i einschließlichi 62368-<br />
1/60601-1/61558-1/60335-1.iIhribreitesiAnwendungsspektrumiumfassti<br />
deniEinsatziinideriKommunikation,iini<br />
Netzwerken,iinideriMedizin,iiniindustriellen<br />
Steuerungen, in der Sicherheitstechnik,iinideriGebäudeautomation<br />
und in anderen Bereichen.<br />
Meani Welli gewährti 3i Jahrei<br />
GarantieiaufidieiStromversorgungen<br />
der LOP-Familie. ◄<br />
Kompakt, leistungsstark mit hoher Isolierung<br />
Das moderne Hochleistungsmodul<br />
aus der Serie 0.5TS16_<br />
S5R wird mit seinen fortschrittlicheni<br />
Funktioneni undi seineri<br />
unvergleichlicheni Leistungi diei<br />
Industriestandardsi neui defnieren.<br />
Dasi0.5TS16_S5RPierfülltidiei<br />
Anforderungenianieineiverstärktei<br />
Isolierung und ist damit die ideale<br />
Wahl für Anwendungen, die eine<br />
kompakteiGröße,ieineihoheiIsolierung,<br />
einen geringen Isolationskondensatoriundieinenigeringeni<br />
Leckstromierfordern.iSeineiVielseitigkeitierstrecktisichiaufieinei<br />
breiteiPaletteivoniBranchen,idarunteriMedizinitechnik,iElektrizitäti<br />
und IGBT-Treiber anwendungen,<br />
um nur einige zu nennen.<br />
GAPTEC Electronic<br />
www.gaptec-electronic.com<br />
Seinei Konformitäti miti strengen<br />
Industriestandards sorgt für<br />
Sicherheit,iwährendiseinikompakteriFormfaktoriundiseineiumfas-<br />
sendeni Schutzfunktioneni esi zui<br />
einer heraus ragenden Wahl für<br />
anspruchsvollei Anwendungeni<br />
machen.<br />
Die 0.5TS16_S5R-Serie:<br />
• E/A-Isolationstestspannung:i<br />
5ikVAC,iverstärkteiIsolierung<br />
• Umgebungstemperaturbereichi<br />
beiiBetrieb:i-55i°Cibisi<br />
+125i°C<br />
• Einstellbare<br />
Ausgangsspannungsioptionen:i<br />
3,3iV,i3,7iV,i5,0iV,i5,4iV<br />
• HoheiGleichtakt-Transienten-<br />
Immunitäti(CMTI):i±150ikV/us<br />
• AEC-Q100-geprüftifüriAutomobilanwendungen<br />
• ErfülltidieiNormeniIEC62368,i<br />
UL62368,iEN62368<br />
• ErfülltiEN60601-1,iANSI/AAMIi<br />
ES60601-1i(2xiMOPP)<br />
• SOIC16-GehäuseifürikompakteiGrößeiundieinfachei<br />
Integration<br />
• Integrierter Soft-Start, Überlast-,<br />
Übertemperatur- und<br />
Dauerkurzschlussschutz◄<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
23
Stromversorgung<br />
Universeller 300 Watt DC/DC-Wandler<br />
„Made in Germany“<br />
DC/DC-Wandler mit Weitbereichseingang und wählbarer Ausgangsspannung<br />
Universeller 300 W DC/DC-Wandler Bicker DC300WS mit<br />
Weitbereichseingang 6 bis 36 VDC und flexibel wählbarer<br />
DC-Ausgangsspannung 12 V, 19 V oder 24 V.<br />
Diei Bickeri Elektroniki GmbHi<br />
ini Donauwörthi stellti miti demi<br />
DC300WSieinenikontaktgekühlteni<br />
300iWiDC/DC-Wandlerimitibisizui<br />
98i%iWirkungsgradivor.iDeriKonverteriistimitieinemiWeitbereichseingangivoni6ibisi36iVDCiausgestattet<br />
und somit optimal geeignet<br />
für den Einsatz in mobilen Anwendungen<br />
mit 12- oder 24-Volt-Bordnetz,<br />
sowie für industrielle Applikationen,idieistarkeniSchwankungen<br />
der DC-Versorgungsspannung<br />
unterliegen. Ausgangsseitig erlaubt<br />
deriDC300WSidieiflexibleiWahlizwischen<br />
den Gleichspannungen 12 V,<br />
19iVioderi24iV.<br />
Produktlink DC300WS:<br />
https://www.bicker.de/dc300ws<br />
Bicker Elektronik GmbH<br />
info@bicker.de<br />
www.bicker.de<br />
Umfassende Anwendungsmöglichkeiten<br />
DankideriuniverselleniEin-iundi<br />
Ausgangsparameteri isti deri kompakteiSpannungswandleridieiidealei<br />
Stromversorgungslösungi füri<br />
einei breitei Palettei anspruchsvolleriApplikationeniiniverschiedeneni<br />
Branchen, insbesondere auch für<br />
aktuelleiSingle-Voltage-Mainboards.i<br />
Die Anwendungsfelder<br />
umfassen:<br />
• IPCi/iPanel-PCi/iBoxPC-<br />
Systeme<br />
• Industrie 4.0 / IIoT / Automation<br />
• Prozesstechnik,iPharma-/i<br />
Lebensmittel-Industrie<br />
• Infrastruktur-iundiSicherheitstechnik<br />
• Medizin-iundiLabortechnik<br />
• Kiosk/POS/POI-Anwendungen<br />
• Vision,iInspectioni&iSurveillance<br />
• Gateways,iSensoren/Aktoren<br />
• Mobile Anwendungen<br />
• Nutz- und Flurfahrzeuge<br />
• Baustellen- und Agrarfahrzeuge<br />
• u.v.m.<br />
Qualität und Zuverlässigkeit<br />
– Made in Germany<br />
Entwickelti undi hergestellti ini<br />
Deutschland,ierfülltideriDC300WSi<br />
höchstei Qualitätsansprüche.i<br />
Im 24/7-Dauerbetrieb stellt der<br />
DC/DC-Wandleri seinei vollei Leistung<br />
lüfterlos im erweiterten Temperaturbereichivoni-20ibisi+60i°Ci<br />
bereit.iMitieineriBetriebshöheivoni<br />
bisizui5000imiistierifüriunterschiedlichste<br />
Einsatzbedingungen geeignet.iPassendizumiinnovativeniSchaltungsdesignisetztiBickeriElektroniki<br />
konsequenti aufi hochwertigei<br />
Komponenteni wiei beispielsweisei<br />
Polymer-Aluminium-Kondensatoren,<br />
was sich nicht zuletzt in einer<br />
besonders langen Lebensdauer<br />
voniüberi10iJahreniwiderspiegelt.<br />
Hocheffizienter DC/DC-<br />
Wandler mit lüfterloser<br />
Kontaktkühlung<br />
DeriDC300WSizeichnetisichidurchi<br />
seinenihoheniWirkungsgradivonibisi<br />
zui98i%iundieinemioptimiertenithermischen<br />
Design aus, was zu minimaleriWärmeentwicklungiundieineri<br />
besondersi hoheni Zuverlässigkeiti<br />
führt.iZusätzlichizumiWandlerisindi<br />
imiLieferumfangieinipassendesiWärmeleitkisseni<br />
(Thermali Pad)i sowiei<br />
vieri Distanzbolzeni enthalten,i umi<br />
einiidealesiWärmemanagementizwischen<br />
den Leistungsbauteilen auf der<br />
iPlatinenunterseiteiundidemiGehäusei<br />
der Anwendung sicherzustellen.<br />
Umfassende<br />
Funktionsvielfalt für<br />
maximale Flexibilität<br />
Deri DC300WSi bieteti nebeni<br />
deri peri Jumperi wählbareni DC-<br />
Ausgangsspannungi(12iVi/i19iVi/i<br />
24i V)i einei Remotei On/Off-Funktioni(Active-Low-Logic)izuriexternen<br />
Steuerung des Wandlers. Für<br />
diei effektivei Kompensationi desi<br />
Spannungsabfalls bei langen Ausgangsleitungen<br />
steht ein Remote-<br />
Sense-Eingang zur Verfügung, um<br />
die nominale Ausgangsspannung<br />
anideriLastipräziseiundikonstanti<br />
zu erreichen. Von seiner hohen<br />
Energieeffzienz,iüberidieiFlexibilitätibeiideriAusgangsspannungsauswahl<br />
bis hin zu seinem robusten<br />
DesignimitiSchutzfunktioneni–ideri<br />
DC300WSiistibereit,ideniAnforderungeniverschiedensteriAnwendungen<br />
gerecht zu werden.<br />
Optimierte Stromversorgung<br />
füriIPC-iundiBoxPC-Systemeimiti<br />
neuesteriProzessorgeneration:iDanki<br />
seinerikompakteniBauformiistideri<br />
leistungsstarkeiDC300WSialsilüfterloseriDC/DC-Wandlerimitiwählbarer<br />
Ausgangsspannung die idealei<br />
Stromversorgungslösungi füri<br />
eineiVielzahlivoniSingle-Voltage-<br />
Bild 1: DC/DC-Wandler BICKER DC300WS mit Weitbereichseingang 6 bis 36 VDC<br />
und flexibel wählbarer DC-Ausgangsspannung 12 V, 19 V oder 24 V.<br />
24 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Bild 2: Schaubild mit DC/DC-Wandler BICKER DC300WS: Stabile<br />
Versorgungsspannung trotz hochdynamischem Lastsprung im PL2-Level<br />
eines Intel Core Prozessors der neuesten Generation.<br />
Bild 3: Zum Vergleich ein Schaubild mit nicht optimiertem Standard-Wandler:<br />
Starker Spannungseinbruch (außerhalb der ATX-Spezifikation) bei hochdynamischem<br />
Lastsprung im PL2-Level eines Intel Core Prozessors der neuesten Generation.<br />
Mainboards und lüfterlosen Computersystemen.iDerineueiDC300WSi<br />
wurdeivoniBickeriElektronikispezielli<br />
optimiert,iumidieistabileiStromversorgungiaktuelleriMainboardsimiti<br />
der neuesten Generation Intel Core<br />
Prozessoren sicherzustellen. Diese<br />
CPUsiweisenieineihochdynamischei<br />
Leistungsaufnahmeimititeilsiextremen<br />
Leistungssprüngen innerhalb<br />
kürzesteriZeitiauf.iBeiideriAuswahli<br />
einerigeeigneteniStromversorgungi<br />
ist es daher wichtig, dieses Verhaltenizuiberücksichtigen.iDasiSchaltungsdesignidesiDC300WSigewährleistetieineihervorragendeiRegelstabilität,iselbstibeiianspruchsvolleniCPUiPoweriLevelsi(PL2).<br />
Der Unterschied<br />
DieiSchaubilderiverdeutlichenideni<br />
UnterschiedizwischenidemioptimierteniBICKERiDC300WSi(Bildi2)iundi<br />
einem nicht-optimierten Standard-<br />
Wandleri (Bildi 3).i Imi Oszillogrammi<br />
istideutlichizuierkennen,idassihochdynamischei<br />
Lastsprüngei deri CPUi<br />
im Boost-Mode bei einem nicht-optimierteniWandlerizuikritischeniSpannungseinbrücheniführen,idieiaußerhalbideriATX-Spezifkationiliegeniundi<br />
somitieiniinstabilesiSystemverhalteni<br />
verursachenikönnen.iDeriDC300WSi<br />
hingegenigewährleistetiselbstibeiisolchen<br />
Herausforderungen eine stabile<br />
Versorgungsspannung innerhalb der<br />
Spezifkation.<br />
Passendes Gehäuse-Set<br />
für DC300WS optional<br />
verfügbar<br />
Dasi Gehäuse-Seti PSZ-1111i<br />
wurde speziell für den Open-<br />
Frame-WandleriDC300WSientwickeltiundibeinhaltetialleibenötigteni<br />
Komponenteni füri einei einfachei<br />
und sichere Montage. Das robuste<br />
Aluminium-Gehäusei bestehti ausi<br />
einemiU-ChassisiundieinemiDeckel.i<br />
ZusätzlichienthältidasiSetieiniThermal<br />
Pad, welches zum Schutz der<br />
Bauteile dient. Passende Montageschrauben<br />
sind ebenfalls im LieferumfangidesiPSZ-1111ienthalten.i◄<br />
Bild 5: Optionales Gehäuse PSZ-1111 für DC/DC-Wandler BICKER DC300WS<br />
Alle Produktvorteile auf einen Blick<br />
Bild 4: Im Lieferumfang des DC/DC-Wandlers BICKER DC300WS ist bereits<br />
ein passendes Thermal Pad für die optimale Wärmeableitung durch<br />
Kontaktkühlung enthalten.<br />
• Leistungsstarkeri300iWi<br />
DC/DC-Wandler<br />
• LüfterloseiKontaktkühlungi<br />
viaiThermaliPad<br />
• Überi10iJahreiPolymer-i<br />
Kondensator-Lifetime<br />
• SehrikompakteiBauform<br />
• UltraweiteriEingangsbereichi<br />
6...36iVDC<br />
• Einstellbare Ausgangsspannungi12iVi/i19iVi/i24iV<br />
• HervorragendeiRegeleigenschaften<br />
• Volle Leistung im Temperaturbereichi-20...+60i°C<br />
• SehrihoheriWirkungsgradi<br />
bisizui98%<br />
• RemoteiOn/Off-Funktion<br />
• OptionaleiKompensationi<br />
der Ausgangsspannung<br />
über Sense-Leitungen<br />
• MadeiiniGermany<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
25
Komponenten<br />
Hochpräzises Handling in der Mikrofluidik<br />
Mehr Präzision, Geschwindigkeit und Durchsatz mit piezokeramischen Komponenten und Bauteilen<br />
Herstellung von Piezo-Aktoren im Reinraum, alle Bilder © PI Ceramic<br />
Autorin:<br />
Sandra Niederschuh<br />
Marketing Managerin Piezo<br />
PI Ceramic GmbH<br />
info@piceramic.de<br />
www.piceramic.de<br />
Piezotechnologiei ermöglichti<br />
zukunftweisendei Lösungeni undi<br />
ProzesseifürimikrofluidischeiAnwendungeniiniAnalyse,iDiagnostikiundi<br />
Therapie.iAufgrundiihrerikompakteni<br />
Abmessungen lassen sich Piezoelementei<br />
aufi kleinstemi Bauraumi<br />
integrieren:ietwaiiniPoint-of-Carei<br />
(POC)-Geräten,iiniInstrumentenizuri<br />
WirkstoffabgabeisowieiinideriEinzelzellsortierung.<br />
Durch den geringen<br />
Energiebedarfiundieinenimöglicheni<br />
Batteriebetrieb ist die Technologie<br />
zudemiidealifürimobileiLösungeni<br />
geeignet.iEiniBlickiaufiwesentlichei<br />
Einsatzfelder belegt das umfassende<br />
technologische Potenzial – auch für<br />
zukünftigeiEntwicklungen.i<br />
Aktive Mikrofluidik<br />
InideriAktiveniMikrofluidikigilties,i<br />
wesentlichi kleinerei Voluminai zui<br />
bewegenialsietwaiiniklassischeni<br />
chemischen oder pharmazeutischen<br />
Industrieanlagen. Folglich<br />
lassenisichiherkömmlicheiAntriebsprinzipien<br />
für Pumpen, Mischer<br />
undiVentileinichti1:1iaufikleinerei<br />
Dimensionen übertragen. Mehr<br />
noch:iDurchideniEinsatzialterna-<br />
tiveriAntriebeiaufiBasisideriPiezo-<br />
technologieilassenisichiinideriMikro-<br />
fluidikineueiMaßstäbeiiniHinblickiaufi<br />
Präzision,iDynamik,iEffzienz,iParallelitätiundiMobilitätierschließen.i<br />
Integration piezokeramischer<br />
Komponenten<br />
DieiIntegrationipiezokeramischeri<br />
Komponenteni revolutionierti dasi<br />
HandlingivoniFlüssigkeitsvoluminai<br />
bisiinideniPikoliterbereich.iPiezokeramikenibietenieineihoheiEmpfndlichkeitiundipräziseiSteuerungimiti<br />
schnelleniReaktionszeiten.iDarüberi<br />
hinausibewirkenisieieineiGranularität,idieikleinereiProbenvolumina,i<br />
genauereianalytischeiErgebnissei<br />
und Echtzeitüberwachungen erlaubt.<br />
Aktor- und Sensoreffekte<br />
in der Piezoelektronik<br />
Ini mikrofluidischeni Systemeni<br />
ermöglicheni Piezokomponenteni<br />
Aufgabeni wiei Mischen,i Drucken,i<br />
SortiereniundiDosieren.iDasiPrinzip:i<br />
Piezokeramikeniverformenisichibeii<br />
AnsteuerungimitielektrischeriSpannung.i<br />
Typischei relativei LängenänderungenibeiiidiesemiAktorieffekti<br />
liegeniinideriGrößenordnungivoni<br />
0,1i%.iDamitikönneniPiezoaktoreni<br />
kontrolliertei Verformungeni erreicheni<br />
undi präzisei mechanischei<br />
Kräfteiausüben,ibeispielsweiseiumi<br />
FlüssigikeitsbewegungeniiniMikrokanälenizuiinduzierenioderikleinstei<br />
Volumina zu dosieren.<br />
Diei piezoelektrischei Kopplungi<br />
isti bidirektional,i soi dassi aufi deri<br />
MetallelektrodeielektrischeiLadungssignale<br />
entstehen, sobald mechanischeriDruckiaufidasipiezokeramischei<br />
Materiali einwirkt.i Dieseri<br />
Sensoreffektiistiempfndlichigenug,i<br />
umigeringsteiDruckänderungenivoni<br />
UltraschallsignaleniinideriLuftioderi<br />
iniFlüssigkeitenizuidetektieren.<br />
Aktive mikrofluidische<br />
Anwendungen<br />
SchoniheuteikommtidieiPiezotechnologieiiniunterschiedlicheniaktiveni<br />
mikrofluidischeniAnwendungenideri<br />
MedizintechnikierfolgreichizumiEinsatz.iDazuizählenibeispielsweiseidiei<br />
dosierteiApplikationivoniSchmerzmittelnimitipiezoelektrischeniVentileni<br />
ausi implantierteni Reservoirsi<br />
direktiinideniSpinalkanalisowieidiei<br />
prozesssichere Probeneinleitung und<br />
-aufbereitungidurchiIn-vitro-diagnostischeiPoint-of-Care-Analysegeräte.i<br />
Weitere Einsatzfelder sind die<br />
SelektioniundiApplikationivoniEinzelzellenioderivoniSphäroideniaufi<br />
Mikroarraysi ini Hochdurchsatzexperimenten.<br />
Auch implantierbare<br />
Vorteile der<br />
Piezotechnologie<br />
für die Mikrofluidik<br />
• Extremei<br />
Bewegungsdynamik<br />
• Hohe Lebensdauer<br />
• HoheiPräzision<br />
• KompakteriAufbau<br />
• BidirektionaleriEffekt<br />
• EnergieeffzienteriBetrieb<br />
• KeiniEinflussivoni<br />
Magnetfeldern<br />
26 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Funktionsprinzip eines piezoelektrischen Membranverneblers<br />
MikropumpeninutzeniPiezoelemente,i<br />
ebensoidieiakustofluidischeiManipulationikompletteriZell-Cluster,iumi<br />
defnierteiGewebestruktureniherzustellen.iAusgewählteiAnwendungsfelder<br />
zeigen im Folgenden, wie<br />
Piezoelementei undi Piezokomponentenierfolgreichiinimikrofluidischei<br />
Systemeiintegriertiwerdenikönnen.<br />
Sichere Prozesse mittels<br />
Leistungsschall-Transducer<br />
InidenischmaleniKanälenimikrofluidischeriSystemeitreteniüberwiegendi<br />
laminarei Strömungeni ohnei<br />
Turbulenzeni auf.i Deshalb f indeti<br />
im Rahmen des normalen DurchstromsikaumieineidefnierteiDurchmischungi<br />
voni Substanzeni oderi<br />
einei gleichmäßigei Dispergierungi<br />
voni Partikelni ini eineri Flüssigkeiti<br />
statt. In Lab-on-a-Chip-Anwendungenigiltiesidaher,idieimikrofluidischeniChipsimitipassivenioderi<br />
aktiveniMischfunktionenizuiverse-<br />
hen.iEineiaktiveiLösungizuriprozes-<br />
ssicheren Dispergierung besteht in<br />
deriEinleitungivoniUltraschalliausi<br />
einem miniaturisierten Leistungsschall-Transducer,<br />
der mit seiner<br />
SonotrodeiaufieineiReaktionskammer<br />
des Chips im Resonanz- oder<br />
Burstbetriebieinwirkt.<br />
Beii deri Aufbereitungi mikrofluidischer<br />
Blutproben wird durch eine<br />
ErhöhungideriUltraschallleistungiimi<br />
KanalieineiZelllyse,ialsoieiniAufbrechenideriBlutzellenidurchiKavitationi<br />
erzeugt.iAnschließendilassenisichi<br />
ZellbestandteileiwieidieiDNAianalysieren,iindemisieianiultraschalldispergierteimagnetischeiPartikeli<br />
(Microbeads)igekoppeltiwerden.<br />
Membranvernebler –<br />
effizient und portabel<br />
In der Therapie respiratorischer<br />
Erkrankungeni wiei diei Chronischi<br />
obstruktiveiLungenkrankheiti(COPD)i<br />
oder Asthma bronchiale werden<br />
Medikamentei alsi lungengängigei<br />
Aerosole inhaliert. Für die Aerosolerzeugungi<br />
habeni sichi aktivei<br />
piezoelektrischeiMembranvernebleri<br />
durchgesetzt,idaisieiiniHinblickiaufi<br />
diei Effzienzi miti eineri PortabilitätiundimitikurzeniAnsprechzeiteni<br />
überzeugen.iDeriAufbauidesifunktionalen<br />
Elements besteht aus einem<br />
piezokeramischeniRing,ideridurchi<br />
seine Bewegung im Innendurchmesser<br />
eine dünne Edelstahlmembran<br />
zum Schwingen bringt. Die Membran<br />
hat einige Tausend laserbearbeitete,ileichtikonischeiLöcherimiti<br />
Durchmessern im Bereich wenigeriMikrometer.iGearbeitetiwirdiimi<br />
Burstbetrieb.iDieiverwendeteniMaterialien,<br />
Lochgeometrien und TropfengrößenisindiaufidieiSpezifkationeniderijeweiligeniMedikamente,i<br />
beispielsweisei dereni Viskosität,i<br />
abgestimmt. Intelligente Ansteuerungen<br />
reagieren auf den AtemrhythmusideriPatienteniundimaximierenidamitideniWirkungsgrad.i<br />
Jet-Dispensen<br />
durch piezokeramische<br />
Rohrkapillare<br />
Dieipräziseiundikontaminationsfreie<br />
Erzeugung einzelner Flüssigkeitstropfenimitiwiederholgenaueni<br />
Voluminai ini deri Größenordnungi<br />
voniPikoliterniistiinivieleniFelderni<br />
deriMedizintechnikigefragt.iDiesei<br />
Mikrotropfeniwerdeniunterianderemi<br />
beii deri Entwicklungi neueri Medikamentei<br />
mittelsi HochdurchsatzverfahrenioderibeiideriHerstellungi<br />
patientenindividuelleriArzneimitteli<br />
undisensitiveriAnalyse-Assaysimiti<br />
defnierteniReagenzmengenibenötigt.<br />
Technologisch bietet sich dafür<br />
dasiJet-DispensenimitipiezokeramischeniRohrkapillarenian.iBeiidiesemiVerfahreniwirdieinipiezokeramischeriRohraktoriaufieineiStandardglaskapillarei<br />
geklebt.i Durchi<br />
dieielektronischeiAnsteuerungideri<br />
AktorelektrodenimitiPulsbreiteniimi<br />
Bereichivoni50iμsientstehtieinidynamischesiKontraktionssignalibeiidefniertemiZeitverlauf.<br />
SoiwirdiinideriFlüssigkeitieinei<br />
Druckwelleiausgelöst,idieieineni<br />
TropfeniimiVolumenivonimehrerenihundertiPikoliterniablöst.iDieserifliegtianschließendiüberieinigei<br />
Miniaturisierter 35 kHz-Leistungsultraschall-Transducer zur prozesssicheren<br />
Mischung, Dispergierung und Zelllyse in mikrofluidischen Systemen<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
27
Komponenten<br />
erreichen, da im Fluss eine permanenteiTrennungiohneiexplizitei<br />
Stellsignale erfolgt.<br />
Potenziale für<br />
zukünftige Entwicklungen<br />
DieiPiezotechnologieiistihervorragendidazuigeeignet,ispezifschei<br />
Erfordernissei deri Aktiveni Mikrofluidiki<br />
ini vielfältigeni medizintechnischen<br />
Anwendungen zu erfüllen.<br />
Das Potenzial der PiezotechnologieizuriWeiterentwicklungideri<br />
MikrofluidikiistiinivieleniBereicheni<br />
nochinichtiausgeschöpft.iAnwendungen<br />
wie die EinzelzellhandhabungimitiAkustik-Pinzettenisowiei<br />
diei biologischei Gewebesynthesei<br />
miti Ultraschalli sindi Beispielei füri<br />
Entwicklungen,idieinochiganziami<br />
Anfang stehen. ◄<br />
Messung der Leistungsaufnahme des Transducers im Anwendungsfall<br />
MillimeteriaufidieidefnierteiZielposition.iDaidieiFlüssigkeitinurimiti<br />
deniInnenflächenideriKapillareiini<br />
Berührungikommt,ilässtisichidasi<br />
Systemi sehri guti reinigeni undi<br />
erlaubti einei kontaminationsfreiei<br />
Prozessierung.<br />
Hohe Sortierraten<br />
ohne Stellsignale<br />
Ini vieleni medizinischeni Forschungsfeldern<br />
und Therapiemethoden,<br />
etwa in der StammzellenforschungioderideriBlutkrebstherapie,igilties,ieinzelneiZellenivoneinanderizuitrennen.iDafürikoppeltimaniDurchflusszytometerizuri<br />
permanenteniZellvermessungiimi<br />
mikrofluidischeni Kanali miti eineri<br />
anschließendeni Sortierfunktion.i<br />
Für diese Sortierung bieten sich<br />
unteri anderemi zweii piezoelektrischeiMethodenian.iSoikönneni<br />
beispielsweiseiPartikelioderiZellenimitihochdynamischen,ipiezoelektrischierzeugteniDruckimpulsen<br />
sortiert werden. Für therapeutischeiSortieraufgabenigibtiesiSysteme,<br />
die dieses Verfahren mit piezoelektrischeniAktoreniini24iKanälen<br />
parallel ausführen und damit<br />
Sortierratenivoni180iMillioneniZelleniproiStundeierreichen.iUnterscheidenisichiZellenioderiTräger-<br />
partikeli bezüglichi ihreri Größe,i<br />
Dichtei oderi Kompressionsfähigkeit,ikönnenisieidurchidieiakustophoretische<br />
Sortierung prozessiert<br />
werden.<br />
FüridasiVerfahreniistikeineiZytometriei<br />
undi Einzelzellmarkierungi<br />
notwendig, da die Trennung der<br />
ObjekteinuriaufideriBasisiihreriphysikalischeniEigenschaftenierfolgt.i<br />
DieiZellenisprecheniunterschiedlichiaufistehendeiakustischeiWelleni<br />
undidereniKnoteniundiAntiiknoteni<br />
an,i diei durchi piezoelektrischei<br />
Wandler im resonanten Betrieb<br />
erzeugt werden. Auf diese Weise<br />
lassen sich sehr hohe Sortierraten<br />
WeitereiInformationen findeniSieiimiWhitepaper:i<br />
“Piezotechnologiei<br />
füridieiMikrofluidik”<br />
Keramikisolierte Piezoaktoren zeichnen sich durch hohe Steifigkeit,<br />
Mikrosekunden-Reaktion und Subnanometer-Auflösung aus.<br />
In keramischen Rohraktoren kommt es bei Ansteuerung der Elektroden zu<br />
einer Verringerung des Innendurchmessers.<br />
28 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Hochleistungs-Reed-Relais im kompakten<br />
Rastermaß schalten bis zu 80 W<br />
PickeringiElectronics,iiführenderi<br />
HerstellerivoniReed-Relais,ihatiseini<br />
neuestes Hochleistungs-Reed-<br />
Relaisimitieineribeeindruckendeni<br />
Nennleistungivoni80iWiundieinemi<br />
kompakteniRastermaßivoni0,25iZolli<br />
vorgestellt.i Dasi SIP-Reed-Relaisi<br />
(Single-in-Line-Package)i erlaubti<br />
eineniSchaltstromivonibisizui2iAi<br />
beii60iWioderi1iAiSchaltstromibeii<br />
80iWiundieinemiDauerstromivoni<br />
bisizui3iA.iDarüberihinausiverfügti<br />
esiüberieineiHochspannungsfähigkeitimitieineriSchaltspannungivoni<br />
1000 VDC bei 10 W Schaltleistung<br />
undieineriSpannungsfestigkeitivoni<br />
bisizui3ikV.<br />
Pickering Electronics<br />
www.pickeringrelay.com<br />
Hohe Leistung<br />
bei niedrigen Pegeln<br />
DasikleinsteiMiniatur-SIP-Reed-<br />
RelaisivoniPickeringimitieineriNennleistungivonibisizui80iWattikombiniertidieiFähigkeit,ihöhereiLeistungenieffektiviundimitiaußergewöhnlicher<br />
Performance bei niedrigen<br />
Pegeln zu schalten und ist damit<br />
die ideale Wahl, wenn sowohl hohe<br />
Leistungi alsi auchi Schaltfähigkeiti<br />
bei niedrigen Pegeln erforderlich<br />
ist.i Zui deni Anwendungeni gehöreni<br />
Mixed-Signal-Halbleitertester,i<br />
Photovoltaik-i undi EV-Ladegerätei<br />
(Elektroifahrzeuge),i Bergbaugasanalyse,iMedizinelektronik,iIn-Circuit-Tester<br />
und Hochspannungsinstrumente.i<br />
Ini vieleni Fälleni bieteti<br />
die Serie 144 eine umweltfreundlichereiAlternativeizuiquecksilberbenetzten<br />
Reed-Relais und zu<br />
elektromechanischeniRelais.iIhrei<br />
geringe Leistungsaufnahme und<br />
hohei Isolationsspannungi könneni<br />
sich als erheblicher Vorteil erweisen.<br />
Umweltfreundliche<br />
Alternative zu Reed-Relais<br />
KeviniMallett,iTechnicaliSpecialistibeiiPickeringiElectronics:i„Miti<br />
ihreni beeindruckendi hoheni Leistungsparametern<br />
bietet die Serie<br />
144 eine umweltfreundlichere AlternativeizuiReed-Relaisimitiquecksilberbenetzteni<br />
Kontakten.i Auchi<br />
wennitrockeneiReed-KontakteimöglicherweiseikeiniprellfreiesiiSchalteni<br />
ermöglichen,iträgtiihriumweltfreundlichereriAufbauizuriNachhaltigkeiti<br />
bei. Die Serie 144 ist auch ein sinnvolleriErsatzifürielektromechanischei<br />
Miniaturrelais (EMRs). Die niedrige<br />
Leistungsaufnahme und die hervorragendei<br />
Isolationi verbesserni<br />
diei Effzienzi undi Zuverlässigkeiti<br />
fürivieleiAnwendungenierheblichi–i<br />
und im Vergleich zu EMRs bieten<br />
Reed-Relais schnellere Schaltgeschwindigkeiteniundieineilängerei<br />
mechanische Lebensdauer, was<br />
ihreiAttraktivitätiweiteristeigert.“<br />
Vielseitig einsetzbar<br />
AufgrundieinerimaximaleniSchaltspannungivoni1000iVDCiundibisi<br />
zu 10 W Schaltleistung und der<br />
Optioni eineri 2-i oderi 3-kV-DC-<br />
Spannungsfestigkeit,i eigneni sichi<br />
diese Relais für ein breites Anwendungsspektrum.iDiei3-kV-Optioneni<br />
habeni eineni größereni Abstandi<br />
zwischen dem Schaltelement und<br />
den Spulen anschlüssen, um der<br />
höhereniSpannungiRechnungizui<br />
tragen. Es sind Ausführungen in<br />
1A,i2Aioderi1BiKonfgurationimiti<br />
5-V-,i12-V-ioderi24-V-Spulenspannung<br />
sowie einer optionalen Schutzdiodeierhältlich.iAufiAnfrageisindi<br />
auchiweitereiBauformenierhältlich,i<br />
darunter auch unterschiedliche Pin-<br />
Konfgurationen.i Pickeringi bieteti<br />
auchimaßgeschneiderteiLasttestsi<br />
Komponenten<br />
Das kleinste Miniatur-SIP-Reed-Relais von Pickering mit einer Nennleistung von bis zu 80 W bietet<br />
eine Alternative zu Reed-Relais mit Quecksilberkontakten oder elektromechanischen Relais.<br />
an, um sicherzustellen, dass die<br />
BauteileigenauideniSpezifkationeni<br />
und Anforderungen entsprechen.<br />
Reed-Schaltern im Vakuum<br />
MitiReed-SchalterniimiVakuum,i<br />
beiidenenidieiKontakteiinieineriGlasröhreiversiegeltisind,ibietetideriAufbauivoniReed-RelaisiVorteileigegenüber<br />
EMRs. Dieses Design bieteti<br />
eineni Schutzi gegeni Umweltfaktoreni<br />
wiei Staub,i Feuchtigkeiti<br />
und andere Verunreinigungen. Im<br />
Gegensatz dazu haben EMRs eine<br />
offeneiStruktur,isodassiihreiinnereniKomponentenifreiliegen.iDiesi<br />
kanniimiLaufeideriZeitizuiOxidationiführen,iinsbesondereiiniUmgebungenimitihoheriLuftfeuchtigkeiti<br />
oder Luftschadstoffen, wodurch<br />
dieiKleinsignal-Leistungierheblichi<br />
beeinträchtigti wird.i Reed-Relaisi<br />
hingegen behalten ihre LeistungsfähigkeitiundiZuverlässigkeitiüberi<br />
einenilängereniZeitraum,iwasisiei<br />
zuribevorzugteniWahlifüriAnwendungen<br />
macht, bei denen HaltbarkeitiundiLanglebigkeitivonientscheidender<br />
Bedeutung ist.<br />
Extrem zuverlässig<br />
Pickering-Reed-RelaisisindiaufgrundianspruchsvolleriFertigungs-i<br />
undi Qualitätskontrollprozessei<br />
äußerstizuverlässig.iSieiverfügeni<br />
überigesputterteiRuthenium-Kontaktei<br />
ini Instrumentenqualitäti undi<br />
nicht über die bei günstigeren Reed-<br />
Relaisi üblichereni galvanisierteni<br />
Rhodium-Kontakte.iZusammenimiti<br />
deriPickeringiSoftCenter-Technologie<br />
zur Minimierung interner mechanischer<br />
Belastungen des Reed-<br />
Schaltersiergibtidiesieineilängereri<br />
Lebensdauer und einen stabileren<br />
Kontaktwiderstand.i Einei Spulenkonstruktioni<br />
ohnei Wickelkerni ermöglichtieinikleineresiGehäuseialsi<br />
beiidiesemiGerätetypiüblich,iwährend<br />
die magnetische Mu-Metall-<br />
Abschirmung Probleme beseitigt,<br />
die sonst aufgrund magnetischer<br />
Wechselwirkungeniauftreteniwürden,<br />
wenn Relais dicht angeordnet<br />
sind. ◄<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
29
Komponenten<br />
Präzise Verbindungen<br />
Die Schlüsselrolle von Steckverbindern bei der Entwicklung zukünftiger medizinischer Roboter<br />
ElektrischeiSteckverbinderispielen<br />
eine entscheidende Rolle in<br />
medizinischen Robotern, da sie die<br />
ÜbertragungivoniStrom,iSignaleni<br />
undiDatenizwischeniverschiedeneni<br />
Komponenteni ermöglichen.i Siei<br />
gewährleisteninahtloseiKommunikationiundiKoordination,isodassideri<br />
RoboterikomplexeiAufgabenipräziseiundieffzientiausführenikann.i<br />
Hier betrachtet Isaac Noble, EuropeaniProductiManageribeimiSteckverbinderspezialisteniPEI-Genesisi<br />
dieiBedeutungivoniSteckverbinderni<br />
für medizinische Roboter.<br />
Autor:<br />
Isaac Noble<br />
Produktmanager Europa<br />
PEI-Genesis<br />
www.peigenesis.com<br />
Nach Angaben der International<br />
Federation of Robotics [1] stieg die<br />
Gesamtzahl der für den professionelleniEinsatziverkaufteniServiceroboteriimiJahri2022iumi48iProzenti<br />
aufi158.000iEinheiteniweltweit.iWasi<br />
dieihäufgsteniAnwendungsgebietei<br />
betrifft, so nahm Medizin dabei hinteriLogistikiundidemiGastgewerbei<br />
den dritten Platz ein.<br />
Medizinische Roboter<br />
sindiRobotersysteme,idieifürideni<br />
EinsatziiniverschiedenstenimedizinischeniAnwendungenientwickelti<br />
wurden,ivoniChirurgieiundiRehabilitationibisihinizuiDiagnostikiundi<br />
Telemedizin. Diese Roboter unterstützen<br />
medizinisches Fachpersonal,isteigernidieiGenauigkeitimedizinischeri<br />
Verfahren,i verbesserni<br />
Patientenergebnisse und bieten<br />
innovativeiLösungenifüriProblemei<br />
im Bereich der medizinischen Versorgung.<br />
Je nach ihrem Verwendungszweckikönnenimedizinischei<br />
Roboter unterschiedliche Formen,<br />
FunktioneniundiAutonomieebeneni<br />
aufweisen.<br />
Das Da Vinci<br />
Chirurgiesystem<br />
Im Jahr 2000 genehmigte die<br />
FDA die Verwendung des Da Vinci-<br />
Chirurgiesystemsiinideriallgemeineni<br />
laparoskopischeni Chirurgie,i<br />
gefolgtivoniZulassungenifürianderei<br />
Bereiche,ieinschließlichiStrahlentherapieiundirekonstruktiveiChirurgie.iMitideriEntwicklungivonigenerativeri<br />
KIi undi maschinellemi LernenikönnteniautonomeiRoboteriini<br />
deriZukunftiferngesteuerteiOperationen<br />
durchführen oder das Wiederauftretenibzw.iFortschreitenivoni<br />
Erkrankungivorhersagen.i<br />
Konnektivität<br />
ist dabei entscheidend, um sicherzustellen,<br />
dass medizinische Roboter<br />
genau arbeiten und neue medizintechischeiEntwicklungeniErfolgi<br />
haben. Aufgrund der hohen Anforderungen<br />
an medizinische RoboterimüssenidariniverwendeteielektrischeiSteckverbinderisehrispezifscheniStandardsientsprechen,idiei<br />
nachfolgend zusammengefasst sind.<br />
LEMO B-Serie der Push-Pull Steckverbinder<br />
Mechanische Haltbarkeit<br />
Robotersystemeisindirepetitiveni<br />
Bewegungen, wiederholten Vibrationen<br />
und mechanischen Belastungen<br />
ausgesetzt. Die in solchen<br />
SystemeniverwendeteniSteckverbinder<br />
müssen daher robust genug<br />
sein, um einem ununterbrochenen<br />
Einsatz fehlerfrei standzuhalten und<br />
gleichzeitiginahtloseiKonnektivitäti<br />
und unterbrechungsfreie StromübertragungibeiikritischeniEingriffenizuigewährleisten.i<br />
GleichermaßenitrageniSteckverbinderizuriIntegrationivoniRedundanz<br />
und Ausfallsicherungen bei,<br />
umidasiRisikoivoniSystemausfälleniwährendichirurgischeriEingriffei<br />
oder diagnostischer Prozesse zu<br />
minimieren.i Redundantei SteckverbinderiundiSicherungssystemei<br />
sorgenifüriKontinuität,iwenniunerwartete<br />
Probleme auftreten, und<br />
sieierhöhenidamitiGesamtsicherheit<br />
medizinischer Roboter.<br />
Größen- und Gewichtsbeschränkungen<br />
Platz und Gewicht sind in medizinischen<br />
Anwendungen oft begrenzt,<br />
soidassiSteckverbinderikompaktiundi<br />
leicht sein müssen, um in RobotersystemeniVerwendungizu<br />
finden.i<br />
KleinereiundisehrirobusteiSteckverbinderistützenisichiaufiausgeklügelteiKonstruktioniundiverbesserteiFunktionalität.iEinikompaktesi<br />
DesigniistivoniBedeutung,iumidiei<br />
Integrationizuivereinfacheniundiumi<br />
zuivermeiden,idassiSteckverbinderi<br />
dieiBewegungenidesiRobotersiwährendieinesiEingriffsibeeinträchtigen.<br />
Steckverbinderi leisteni darüberi<br />
hinaus einen wichtigen Beitrag<br />
30 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Roboterarm<br />
zuri modulareni Konstruktioni voni<br />
Robotern,idieiUpgradesiundiWartungsarbeiteni<br />
vereinfacht.i Siei<br />
erleichternidieiPlug-and-Play-IntegrationineueriModuleiundiförderni<br />
Flexibilitäti undi Anpassungsfähigkeiti<br />
aufi demi sichi schnelli weiterentwickelndeniGebietiderimedizinischeniRobotik.<br />
Elektrische Leistung<br />
Steckverbinderi müsseni konstanteielektrischeiLeistungiliefern,i<br />
Energieverlusteivermeideniundidiei<br />
Wärmeentwicklungireduzieren.iSiei<br />
Rundminiatur-Steckverbinder<br />
sollteniaußerdemiSignalverlustiundi<br />
Nebensprechen minimieren, um<br />
eineipräziseiDatenübertragungizui<br />
gewährleisten.i<br />
DaimedizinischeiRoboterihäufgi<br />
verschiedeneielektronischeiGerätei<br />
verwenden,imüsseniSteckverbinderi<br />
elektromagnetischei Interferenzeni(EMI)iminimieren,iwährendi<br />
sieigleichzeitigidieiKompatibilitätimiti<br />
anderenimedizinischeniGeräteniini<br />
deriNäheigewährleisten.iDiesivoni<br />
entscheidender Bedeutung, um<br />
Kommunikationsstörungenizuiverhinderni<br />
undi diei Genauigkeiti diagnostischer<br />
und chirurgischer Verfahren<br />
zu wahren.<br />
Sterilisation<br />
Dai siei häufgi ini chirurgischeni<br />
Umgebungeni verwendeti werden,i<br />
müsseniSteckverbinderisoiausgelegtisein,idassisieihäufgeniSterilisationsprozessenistandhaltenikönnen.iKompatibilitätimitiAutoklaven,i<br />
chemischeriDesinfektionioderianderen<br />
Sterilisationsmethoden ist entscheidend<br />
wichtig, um bei medizinischen<br />
Eingriffen eine sterilen<br />
Umgebungibeizubehalten.<br />
SteckverbinderimüsseniausiMaterialien<br />
bestehen, die Sterilisationstechnikenigegenüberibeständigisind.i<br />
Edelstahl ist aufgrund seiner ausgezeichneteniKorrosionsbeständigkeit,iHaltbarkeitiundiWiderstandfähigkeitigegenihoheiTemperatureni<br />
eine beliebte Wahl. Darüber hinaus<br />
sindimedizinischeiKunststoffeiwiei<br />
Polyetheretherketoni (PEEK)i undi<br />
Polyphenylsulfoni (PPSU)i füri ihrei<br />
BeständigkeitigegeniChemikalien,i<br />
HitzeiundiFeuchtigkeitibekannt.<br />
Steckverbinder<br />
werden immer wichtiger<br />
Steckverbinderisindidieiunbesungenen<br />
Helden der medizinischen<br />
Robotik,idieiinnerhalbidieserifortschrittlicheniSystemeialsiLebens-<br />
aderi füri Kommunikation,i StromversorgungiundiDatenübertragungi<br />
fungieren.i Miti deri Weiterentwicklung<br />
medizinischer Roboter werdeni<br />
Steckverbinderi einei immeri<br />
wichtigereiRolleispielen,iumiPräzision,iZuverlässigkeitiundiSicherheit<br />
bei Anwendungen im Gesundheitswesenizuigewährleisten.iFortlaufendeiInnovationeniinideriSteckverbindertechnologieiwerdenizweifellosizumikontinuierlicheniWachstum<br />
und Erfolg der medizinischen<br />
Robotiki beitragen,i wasi letztlichi<br />
sowohl medizinischem Fachpersonal<br />
alsiauchiPatientenizuguteikommt.<br />
Link<br />
[1]ihttps://www.businesswire.com/<br />
news/home/20231012435420/en/<br />
Staff-Shortage-Boosts-Service-<br />
Robots-Sales-Up-48---IFR-reports<br />
Souriau JBX Push-Pull Steckverbinder<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
31
Komponenten<br />
Nano-Servoantriebe der nächsten Generation<br />
Die effizienten und leistungsstarken Nano-Servoantriebe sind mit innovativer Wärmemanagementtechnologie,<br />
EtherCAT und CANopen ausgestattet.<br />
Umi deni Anforderungeni imoderneri Motioncontrol-Anwendungen<br />
gerecht zu werden, müsseniServoantriebeiimmerikleineriwerden.iDiei<br />
Leistungsanforderungen steigen im Gegensatz<br />
dazu aber gleichzeitig. Moderne MaschineniundiGeräteierfordernileistungsstarke,i„embedded“iAntriebe,idieiaufiengstemiRaumifunktionierenimüssen.iZuidiesemiZweckikönnenivielei<br />
Miniatur-iServoantriebeiaufideniMotoriselbstioderi<br />
iniRobotergelenkeimontiertiundiintegriertiwerden.<br />
Servoantriebe für Roboter<br />
Kompakte,i leistungsstarkei undi integriertei<br />
Servoantriebeispielenieineibesondersiwichtigei<br />
RolleibeiiRobotern,idieiinivieleniBrancheniimmeri<br />
mehriinideniMittelpunktirücken.iImiGesundheitsweseniermöglichenisieineue,imoderneichirurgische<br />
und diagnostische Verfahren.<br />
Auch in der Halbleiterfertigung spielen sie<br />
eineiwichtigeiRolle,idaisieikleine,iempfndlichei<br />
Teilei undi komplexei Baugruppeni miti hoheri<br />
PräzisioniundiSauberkeitihandhabenikönnen.i<br />
Undi ini deri Welti deri Logistiki könneni mobilei<br />
iRoboteriautonomidurchiLagerhäuseriundiVertriebszentreninavigieren,iwasidieiAbläufeirationalisiertiundidieiAuftragsabwicklungibeschleunigt.i<br />
Autor:<br />
Dean Crumlish<br />
Produktmanager und<br />
Senior Applications Engineer<br />
Copley Controls<br />
https://copleycontrols.com/<br />
Übersetzung von Volker Löffler<br />
Geschäftsführer<br />
Actronic-Solutions GmbH<br />
www.actronic-solutions.de<br />
© IM Imagery/AdobeStock<br />
Weitere wichtige Branchen für embedded<br />
Servoantriebei sindi diei Luft-i undi Raumfahrt,i<br />
die Labor automatisierung und biomedizinische<br />
Geräte,iinidenenihäufgifahrerloseiTransportsystemei(AGV),iautonomeimobileiRoboteri(AMR)i<br />
undiandereikomplexeiSystemeizumiEinsatzikommen,idieiObjekteihandhabeniunditransportieren,iinideriUmgebunginavigiereniundiverschiedene<br />
Aufgaben erfüllen müssen.<br />
Anforderungen<br />
TrotzialleriInnovationeniinideriWeltideriAutomatisierungi<br />
müsseni diei kompakteni Servoantriebe,i<br />
diei hinteri dieseni hochentwickelteni<br />
Systemenistehen,ieineiReiheivoniAnforderungeniiniBezugiaufiBewegungssteuerung,iGrößei<br />
undiLeistungierfüllen,idarunter:<br />
• Hohei Positioniergenauigkeiti undi Wiederholbarkeit.<br />
• Hervorragendei dynamischei Leistung,i<br />
einschließlichi gleichimäßigeri Bewegungsprofle,i<br />
schnelleri Reaktionszeiteni undi präziser<br />
Drehzahl- und Dreh momentsteuerung.<br />
• UnterstützungivoniEchtzeit-Kommunikationsprotokollen,iwieiz.iB.iEtherCAT,iumieineizuverlässigeiKommunikationizwischenideniAntriebeni<br />
undidemiSteuerungssystemizuigewährleisten.<br />
• KompakteiGrößeifüridieiMontageiamiMotori<br />
selbstioderiimiRobotergelenk.<br />
• genügend Leistung für den Antrieb des<br />
Roboterarms, des FTS oder des AMR mit<br />
höchsteriZuverlässigkeitiundiEffzienzi–ibeii<br />
beschränkteriBaugröße<br />
All diese Anforderungen zu erfüllen, ist jedoch<br />
leichterigesagtialsigetan.iDieiEntwicklungileistungsstarker,iminiaturisierteriServoantriebe,idiei<br />
innerhalbidesibeengteniBauraumsivoniRoboter-<br />
gelenken,iFTS-Fahrgestelleniundiandereniein-<br />
gebetteten Motioncontrol-Anwendungen arbeiten<br />
können,istelltieineiReiheivoniHerausforderungeni<br />
dari-inichtizuletztidasiWärmeimanagement.<br />
Wie man kühl bleibt<br />
Dai Servoantriebei immeri kleineri werden,i<br />
schrumpftiauchidieifüridieiWärmeableitungiverfügbareiFläche,iwasidasiWärmemanagementi<br />
zunehmendi schwierigeri macht.i Glücklicherweisei<br />
gibti esi einei Reihei voni Konstruktionsprinzipien,idieizusammenidieiEffzienziselbsti<br />
derikleinsteniembeddediAntriebeimaximiereni<br />
können.iDieieingebetteteniNano-Servoantriebei<br />
(Bildi1)ivoniCopleyiControlsisindieiniBeispielifüri<br />
diese Prinzipien und bieten eine branchenführendeiLeistungsdichteiundiEffzienzi(>99i%),idiei<br />
dasiWärmemanagementiundidieiBeherrschungi<br />
elektromagnetischeriStörungeni(EMI)ierleichterni<br />
undidieiMinimierungideriBaugrößeiunterstützen.<br />
Leiterplattenmaterialien<br />
Diei erstei undi offensichtlichstei Lösungi zuri<br />
Wärmeiableitungi bestehti ini eineri Verbesserungi<br />
deri Leiterplattenmaterialieni deri Servoantriebe.i<br />
Deri Nano-Servoverstärkeri bestehti<br />
ausivieriübereinanderigestapelteniPlatinenimiti<br />
einem einseitigen Powerboard mit einem SubstratiausieineriKupferlegierungi(TClad).iIniherkömmlicheniPowerboardsiwirditraditionellieini<br />
Aluminiumsubstrativerwendet,iaberidieiUmstellungiaufidie<br />
firmeneigeneiKupferlegierungiTCladi<br />
führte zu einer dreifachen Verbesserung der<br />
Wärmeleitfähigkeit.<br />
EineiweitereiLösungibestehtiinideriVerwendungikundenspezifscheriKomponenten,iumidiei<br />
Wärmeableitungizuiverbessern.iDeriNanoiverfügtizumiBeispieliüberispeziellientwickelteiPinsi<br />
fürideniAnschlussianideniMotor.iDieikundenspezifscheniPinsisindinichtinurikleinerialsieini<br />
Standardstecker,isonderniauchisoikonzipiert,idassi<br />
sieidieiWärmeiausidemiVerstärkeriwegleiten.<br />
Bild 1: Miniatur-Servoregler mit hoher Effizienz<br />
von Copley Controls<br />
32 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Bild 2: PWM-Ausgangsverlustleistung<br />
für den NES-090-70<br />
Bild 3: PWM-Ausgangsverlustleistung<br />
für den NES-180-10<br />
Bild 4: Vlogic- und Encoderausgang +5V-Verlust<br />
für alle NES-Modelle<br />
Dynamische Gate-Drive-Abstimmung<br />
Die Ausgangsstufe besteht aus zwei<br />
Schlüsselikomponenteni – dem integrierten<br />
Gate-Drive-Schaltkreisi(IC)iundidemiMetall-<br />
Oxid-Feldeffekttransistori (MOSFET);i beidei<br />
sindiinideriRegeliStandardkomponenten,idiei<br />
vonialleniwichtigeniAkteureniinideriWeltideri<br />
Motorantriebeiverwendetiwerden.iUmidieiWärmemanagementfähigkeitenidesiNano-Servoreglersizuimaximieren,imussteniwährendidesi<br />
Auswahlprozessesi kritischei Designentscheidungenigetroffeniwerden:<br />
• Der Gate-Treiber-IC. Hier wurden Halbbrückentreiberi<br />
miti hoheri Ausgangsstromfähigkeiti<br />
gewählt,i dai deri Ausgangsstromi<br />
dieiGrößeidesinutzbareniAusgangsstufen-i<br />
MOSFETs begrenzt<br />
• Der MOSFET der Ausgangsstufe. Diese<br />
KomponentenimüssenieinikleinesiGehäuse,i<br />
einenigeringeniWärmewiderstand,ieinenihoheni<br />
Strom und einen niedrigen Drain-Source-<br />
Einschaltwiderstand (RDS(on)) aufweisen.<br />
WasidasiWärmemanagementianbelangt,isoi<br />
spielt sich die Magie zwischen diesen beiden<br />
Komponenteniab.iDieidynamischeiGate-Drive-<br />
Abstimmung steuert das Timing zwischen dem<br />
Ein- und Ausschalten des Leistungsbauteils, um<br />
eine geringe Verlustleistung zu erreichen und<br />
gleichzeitigidieiAnforderungenianidieielektromagnetischeiVerträglichkeiti(EMV)izuierfüllen.<br />
Strommessung<br />
UmidieiWärmeabgabeiweiterizuireduzieren,i<br />
verfügtideriNano-ServoregleriüberieinigeiclevereiMethodenizuriStrommessung.iDieserineuartigei<br />
Ansatzi zuri Strommessungi verwendeti<br />
extreminiederohmigeiStrommesswiderstände,i<br />
dieieineipräziseiStrommessungibeiiminimaleri<br />
Verlustleistungiermöglichen.<br />
Wärmeentwicklung minimieren<br />
LetztlichimüsseniauchidieikleinsteniundileistungsstärksteniServoantriebeieineiReiheiandereriStrategienianwenden,iumidieiWärmeentwicklungizuiminimieren.iImiFalleidesiNano-ServoreglersigehörenidazuidieiGesamtkonstruktioniundi<br />
dasiLayoutideriLeistungskomponenteniaufideri<br />
Platine. Aber auch die Firmware des Antriebs<br />
bietet Optionen, um die Verlustleistung weiter zu<br />
reduzieren,ifallsierforderlich.iSoikannimaniz.iB.i<br />
mitideriFunktioni„BusiClamping“idieiSchaltverlusteiumibisizui33i%ireduzieren.<br />
SchlussendlichiistidasiWärmemanagementi<br />
füriminiaturisierteiundileistungsstarkeiServoverstärkerinichtiaufieinieinzigesiKonstruktionsprinzipizurückzuführen.iVielmehriistiesidieiSummei<br />
vielerikleiner,isorgfältigidurchdachteriDesignentscheidungen.<br />
Die Nano-Serie digitaler Servoantriebe<br />
EiniBeispielifürieineniServoantriebimitienormeriLeistungsdichteiundigelungenemiWärmemanagement<br />
ist die Nano-Serie, die sich aufgrundiihrerikompakteniBaugrößeileichtiiniAGVs,i<br />
AMRs,iRobotergelenkeiundiandereiautomatisierteiGeräteiintegrierenilässt.iDieiNano-Seriei<br />
wurde für Anwendungen mit begrenztem Bauraumi<br />
entwickelt,i diei einei präzisei Geschwindigkeits-i<br />
undi Positionssteuerungi benötigen,i<br />
undistelltidieinächsteiGenerationideriMotioncontrol-Technologie<br />
dar, mit der Anwender eine<br />
beispielloseiGenauigkeitiundiEffzienziiniihreni<br />
Anwendungenierreichenikönnen.<br />
Diei Nano-Seriei hati einei kleinei Baugrößei<br />
voni35ixi30ixi23,4imm,iarbeitetimitieineriEingangsspannungivoni9ibisi180iViDCiundilieferti<br />
eineniDauerstromivonibisizui25iArmsiundieineni<br />
Spitzenistromivoni50iArmsiundibietetidamitieinei<br />
außergewöhnlichei Leistungsdichtei undi Effzienz.i<br />
Diei kompaktei Größei gibti Integratoreni<br />
außerdemidieiFlexibilität,idieiEinheitenidirekti<br />
amiMotorioderiiniRobotergelenkenizuimontieren.<br />
Die optionale anschlussfertige Leiterplatte<br />
und die CME-Inbetriebnahmesoftware erleichtern<br />
die Einrichtung und Abstimmung.<br />
Weitere Merkmale und Spezifikationen<br />
• Safe Torque Off (STO)<br />
gemäßiSili3,iKategoriei3,iPLe<br />
• SechsidigitaleiEingängei<br />
undivieridigitaleiAusgänge<br />
• VieriSpannungs-iundiStromkombinationen<br />
• Eini±10ViAnalogeingangi<br />
miti12-Bit-Auflösung<br />
• UnidirektionaleiBiSS-C-iundiSSI-<br />
Absolutwertgeberi(primär)<br />
• DigitaleriInkrementalgeberi<br />
(primäriundisekundär)<br />
• ToolsizuriFrequenzanalyse<br />
• UnterstützungifüriDual-Feedbacki<br />
Encoder-Rückführung<br />
• 32-Bit-Gleitkommaflteriundimehrerei<br />
advancediFilter<br />
Darüber hinaus unterstützt die Nano-Serie<br />
dieiKommunikationsprotokolleiEtherCATioderi<br />
CANopeniundiermöglichtisoieineniDatenaustausch<br />
in Echtzeit. Die Modelle Nano Module<br />
EtherCAT NES und Nano Module CANopen<br />
NPSisindimitieineriEZiBoard-Optionierhältlich,i<br />
umidieiMontageizuivereinfachen.<br />
Sehr geringe Verlustleistung<br />
Die oben stehenden Diagramme zeigen die<br />
VerlustleistungideriNano-AntriebeiNES-090-70i<br />
undi NES-180-10,i wenni diei PWM-Ausgängei<br />
(Pulsweitenmodulation)ifürideniMotorstromiaktivi<br />
sind. Addiert man die PWM-Verlustleistung zur<br />
Vlogic-iVerlustleistung,ierhältimanidieiGesamtverlustleistungiiniWattifürideniAntrieb.<br />
FürideniNES-090-70i(Bildi2)izeigenidieigestrichelteniLinienieineiVerlustleistungivoni18iWatti<br />
beiieinemiDauerstromivoni28iAdci(19,8iArms)i<br />
undi+HVi=i85iVdc.i<br />
FürideniNES-180-10i(Bildi3)izeigenidieigestrichelteniLinienieineiVerlustleistungivoni5,2iWibeii<br />
einemiDauerstromivoni4,4iAdci(3,1iArms)iundi<br />
+HVi=i180iVdc.<br />
Gesamtverlustleistung<br />
DasiabschließendeiDiagrammi(Bildi4),idasi<br />
für alle NES/NPS-Modelle gilt, zeigt die VerlustleistungideriVlogic-Schaltkreise,idieidieiLogikschaltungenidesiAntriebsiundidieiexterneniEncoderiversorgen.iAddiertimanidieiPWM-VerlustleistungizuriVlogic-Verlustleistung,ierhältimani<br />
dieiGesamtverlustleistungiiniWattifürideniVerstärker.iiDieigestrichelteniLinieniimiDiagrammi<br />
zeigenieineiVerlustleistungivoni3,0iWibeiiiVlogici<br />
=i30iVdc,iwennideriServorelgeriaktiviistiundi<br />
250imAifürieineniEncoderiausgibt.i◄<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
33
Komponenten<br />
Multisensorische Folientastaturen<br />
Der Schlüssel zu sicherer und effizienter Gerätebedienung in der Medizintechnik<br />
InideriMedizintechnikiistidieiAuswahliderieinzelneniKomponenteni<br />
entscheidend für die Sicherheit und<br />
EffzienzimedizinischeriGeräte.iEinei<br />
SchlüsselkomponenteiistidabeiiweiterhinidieiFolientastatur,idieidanki<br />
ihreriFlexibilitätiundiAnpassungsfähigkeitidieiInteraktionizwischeni<br />
Mensch und Maschine erheblich<br />
verbessert.<br />
Autorin:<br />
Julia Beusch,<br />
Marketingleitung<br />
N&H Technology GmbH<br />
www.nh-technology.de<br />
Vielseitige<br />
Anpassungsmöglichkeiten<br />
Folientastaturen bestehen aus<br />
einemi vielschichtigeni Verbundi<br />
mehrereri Folien,i deri präzisei aufi<br />
die jeweiligen Anforderungen und<br />
Spezifkationeniabgestimmtiwerdeni<br />
kann.iDieseiFlexibilitätiermöglichties,i<br />
sich nahezu jeder Form anzupassen.<br />
Der Basisaufbau einer Folien tastatur<br />
umfasstieineiDekorfolie,iobereiundi<br />
untere Schaltfolien, die durch eine<br />
Distanzfolie getrennt sind, und eine<br />
abschließendeiKlebeifolie.iJeinachi<br />
FunktioniundiAusstattungideriTastaturikönneniweitereiFolienihinzugefügt<br />
werden (Bild 1).<br />
Kompakt und leicht<br />
Trotzi ihreri komplexeni Strukturi<br />
sind Folientastaturen nur wenige<br />
Millimeteridickiundizeichnenisichi<br />
durchiihreiKompaktheitiundiLeichtigkeitiaus.iIhreigeschlosseneiundi<br />
glatteiOberflächeibietetieffektiveni<br />
SchutzigegenidasiEindringenivoni<br />
FlüssigkeiteniundiistiaußerordentlichibeständigigegeniReinigungs-i<br />
undiDesinfektionsmittel.i<br />
Antimikrobielle Beschichtung<br />
ZudemigibtiesidieiMöglichkeit,i<br />
antimikrobielleiBeschichtungeniini<br />
dieiDekorfolieizuiintegrieren.iSolchei<br />
Beschichtungenitragenisignifkanti<br />
zuriReduktionideriKeimiverbreitungi<br />
bei und unterstützen die Einhaltung<br />
derihoheniHygienestandards,idiei<br />
gerade in medizinischen Einrichtungen<br />
erforderlich sind. Weiterer<br />
Pluspunktiderigeschlosseneniundi<br />
robusten Bauweise einer Folientastatur,iistiihreihoheiZuverlässigkeiti<br />
undi Langlebigkeit,i auchi beii<br />
intensiveriNutzung.<br />
Integration mit Touchdisplays<br />
EiniweitereriVorteilivoniFolientastatureni<br />
isti ihrei Kompatibilitäti<br />
mitiTouchdisplays,ieineiKombination,idieiinimedizinischeniGeräteni<br />
häufgivorkommt.iDieseiIntegrationi<br />
iermöglichtieineinahtloseiundiflexiblei<br />
Benutzerinteraktion,iindemisieidiei<br />
VorteileideridirekteniTouchscreen-<br />
SteuerungimitidenispezifscheniEingabemöglichkeiteni<br />
eineri Folientastaturi<br />
vereint.i Soi könneni komplexei<br />
Funktioneni leichti zugänglich<br />
gemacht und die BenutzerfreundlichkeitisowieidieiPräzisioni<br />
deriBedienungiverbessertiwerden.<br />
Herausforderungen<br />
bei schlechten<br />
Lichtverhältnissen<br />
DennigeradeidieiGestaltungivoni<br />
Eingabetastaturen für den Einsatz in<br />
anspruchsvolleniUmgebungenimiti<br />
suboptimaleni Lichtverhältnissen,i<br />
wieisieihäufgiinideriMedizintechnikianzutreffenisind,iistieineiHerausforderungifüriProduktidesigner.iDiesi<br />
gilt zum Beispiel besonders für<br />
Gerätei aufi Intensivstationen,i woi<br />
die Beleuchtung nachts oft gedimmt<br />
wird, um eine beruhigende AtmosphäreifüridieiPatientenizuischaffen.iHieriistieineiklareiundiintuitivei<br />
BedienbarkeitideriGeräteiunerlässlich.<br />
Folglich muss das Design der<br />
Eingabeelemente diesen speziellen<br />
Anforderungen gerecht werden, um<br />
dieiFunktionalitätiundiBediensicherheitizuigewährleisten.i<br />
Bild 1: Eine Folientastatur besteht aus einem Folienverbund<br />
34 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Bediensicherheit erhöhen<br />
Multisensorische Eingabehilfen,<br />
dieidemiBenutzerivisuelle,itaktilei<br />
undi akustischei Rückmeldungeni<br />
geben,ikönnenidieiBediensicherheiti<br />
undidieiintuitiveiNutzungideriGerätei<br />
deutlichiverbessern.iDieseiEingabehilfen<br />
erleichtern die schnelle IdentifzierungivoniFunktioneniundireduzieren<br />
Fehler, indem sie dem Benutzer<br />
unmittelbare und eindeutige<br />
RückmeldungenizuriAktionibieten.<br />
Lösung durch beleuchtete<br />
Folientastaturen<br />
Beleuchtete Folientastaturen<br />
erlauben es dem medizinischen Personal,ilebenswichtigeiGeräteiauchi<br />
beiiminimaleriUmgebungsbeleuchtungipräziseizuibedienen,iohneiaufi<br />
zusätzlicheiLichtquellenizurückgreifenizuimüssen.iDieiIntegrationivoni<br />
LEDs und Light Guide Film (LGF)<br />
ermöglichti einei deutlichei StatusanzeigeiundieineigleichmäßigeiHintergrundbeleuchtung,idieidieiFunktionalitätiundiBenutzerfreundlichkeiti<br />
wesentlichiverbessert.i<br />
Verbesserte Interaktion<br />
durch visuelles Feedback<br />
Ein weiterer Vorteil beleuchteteriFolientastatureniistiihripräzisesi<br />
visuellesiFeedback.iIniSituationen,i<br />
dieieineischnelleiundisichereiReaktionierfordern,iunterstützeniklaridifferenzierte<br />
Beleuchtungsoptionen<br />
dasiPersonalieffektiv.iDieiMöglichkeit,iwichtigeiTastenioderiFunktionen<br />
durch unterschiedliche FarbeniundiBeleuchtungsintensitäteni<br />
hervorzuheben,ierhöhtidieiZuverlässigkeiti<br />
deri Gerätebedienung,i<br />
indemi siei diei Wahrscheinlichkeiti<br />
voniBedienfehlernireduziert.<br />
Integration von LEDs<br />
in Folientastaturen<br />
LEDs sind aufgrund ihrer Langlebigkeit,iEnergieeffzienziundiVielseitigkeitisehrigutifüridieiIntegration<br />
in Folientastaturen geeignet.<br />
Siei ermöglicheni es,i spezifschei<br />
BereicheioderiFunktionenihervorzuheben,<br />
den Betriebsstatus anzuzeigen<br />
oder Alarme und Warnungen<br />
visuellizuikommuniziereni(Bildi2).i<br />
Durchi verschiedenei Farbeni undi<br />
BlinkmusterikönnenikomplexeiInformationeni<br />
einfachi undi direkti vermittelt<br />
werden, was die Sicherheit<br />
undi Effzienzi medizinischeri Verfahreni<br />
erhöht.i Diei iflacheni LEDsi<br />
werdenidafüridirektiinidieiSchaltfolie<br />
integriert und bleiben durch<br />
deni Einsatzi spezielleri Klebstoffei<br />
undiAbdichtungeniselbstiiniUmgebungenimitistarkeniVibrationenivolli<br />
funktionsfähig.ii<br />
LGF-Technologie<br />
für eine gleichmäßige<br />
Hinterleuchtung<br />
Die LGF-Technologie stellt eine<br />
weitereiLösungifüridieiBeleuchtungi<br />
voni Folientastatureni dari (Bildi 3).i<br />
Sie nutzt eine spezielle, lichtbrechendei<br />
Folie,i diei dasi Lichti voni<br />
anideniiRänderniplatzierteniLEDsi<br />
gleichmäßigi überi diei gesamtei<br />
Oberflächei verteilt.i Diesi ermöglichtieineiflächigeiBeleuchtungideri<br />
Tastatur, die nicht nur die LesbarkeitivoniBeschriftungeniundiSymboleniverbessert,isonderniauchieini<br />
modernesiundiästhetischesiDesigni<br />
ermöglicht.i<br />
Die LGF-Technologie eignet sich<br />
besondersifüridieiiErstellungivoni<br />
beleuchteten Tasten mit Verschwindeeffekt,ibeiidenenidieiBeschriftunginuribeiiAktivierungisichtbari<br />
ist,iwasieineiklareiundiunmissverständlicheiRückmeldungigewährleistet<br />
(Bild 4).<br />
Farbcodierungen<br />
und kontrastreiche Designs<br />
EinivisuellesiFeedbackiwirdiaberi<br />
nicht nur durch Beleuchtung, sondern<br />
auch durch die Gestaltung<br />
deriTastaturiselbstiverstärkt.iDurchi<br />
deniEinsatzivoniFarbcodierungeni<br />
undikontrastreicheniDesignsikönneni<br />
wichtigei Tasteni oderi Funktioneni<br />
schnelli visuelli erfassti werden,iwasidieiBedienungiintuitiveri<br />
macht. Folien tastaturen bieten in<br />
dieser Hinsicht nahezu unbegrenzte<br />
Designmöglichkeiten.<br />
Multisensorisches Feedback<br />
Einei Kombinationi voni Metallschnappscheiben<br />
in beleuchteten<br />
Folientastaturen schafft ein multisensorischesiFeedback,idasidieiBenutzererfahrung<br />
wesentlich bereichert.<br />
Metallschnappscheibeni ergänzeni<br />
dasivisuelleiFeedbackidurchieinei<br />
fühl-i undi hörbarei Rückmeldung.i<br />
Inianspruchsvollenimedizinischeni<br />
Umgebungen,i woi Lärmpegeli diei<br />
Konzentrationi beeinträchtigeni<br />
können,isignalisiertieinideutlichesi<br />
„iKlicken“ijedeikorrekteiTastenaktivierung.iEsiunterstütztidieiGenauigkeiti<br />
deri Bedienungi undi förderti<br />
dieiAufmerksamkeitidesiBedieners.i<br />
Bild 2: LEDs heben spezifische Funktionen hervor<br />
Bild 3: Die LGF-Technologie ermöglicht eine flächige Beleuchtung<br />
Bild 4: Beim Verschwindeeffekt ist die Beschriftung nur bei<br />
Hinterleuchtung sichtbar<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
35
Komponenten<br />
Benutzererlebnis<br />
weiter optimieren<br />
DurchiindividuelleiAnpassungeni<br />
wiei diei Veränderungi deri Betätigungskraft,i<br />
diei Feinabstimmungi<br />
deriTakthöheiundidieiAuswahlispezifscheriMaterialienifüridieiMetallschnappscheibenikannidasiBenutzererlebnis<br />
weiter optimiert werden.<br />
Ergänzendei Elemente,i wiei gummierteiOberflächenioderiPrägungeni<br />
einzelneriTasteniverbesserniebenfalls<br />
das Bediengefühl. Neben den<br />
klassischeniDome-iundiRahmenprägungenisindiauchiTextur-ioderi<br />
Symbolprägungeniaufidenieinzelnen<br />
Tasten, wie Rillen, Wellen oder<br />
Punkt,i einei gutei Optioni zuri Verbesserung<br />
eines haptischen Feedbacksi(Bildi5).<br />
Schutz vor Störungen<br />
Zuletzti isti natürlichi auchi deri<br />
Schutzivorielektrischeniundielektromagnetischeni<br />
Störungen,i insbesondere<br />
in technisch anspruchsvolleniUmgebungeniwieiOperationssälen,izuibeachten.iEineizusätzlichei<br />
Beschichtung der Folientastaturen<br />
mitialuminium-ioderikupferbeschichtetemiPolyesterisorgtifürieineieffektiveielektromagnetischeiVerträglichkeitsabschirmung.i<br />
Diesei schützti<br />
dasimedizinischeiGerätinichtinuri<br />
voriunerwünschteniSignalen,isonderniminimiertiauchidieiBeeinträchtigungenidurchielektromagnetischei<br />
Interferenzen,iwasidieizuverlässigei<br />
Funktionalitätiiniallenimedizinischeni<br />
Anwendungen sicherstellt.<br />
Bild 5: Verschiedene Tastendesigns verbessern die haptische Rückmeldung<br />
Die Schnittstelle<br />
von Innovation<br />
und Wirtschaftlichkeit<br />
Folientastaturenientwickelnisichi<br />
durchidieseiKombinationiausivisuellem,i<br />
taktilemi undi akustischemi<br />
FeedbackizuiintuitiveniundizuverlässigeniSchnittstelleniinideriMedizintechnik.i<br />
Diese multisensorische Integration<br />
steigert nicht nur die Bedienfreundlichkeiti<br />
durchi klarei Rückmeldungen,isondernierhöhtiauchi<br />
dieiEffzienziundiSicherheitiinikritischen<br />
medizinischen Anwendungen.<br />
Die wirtschaftlichen Vorteile<br />
voniFolienitastaturen,ieinschließlichi<br />
der, im Vergleich zu anderen individuelleni<br />
Tastaturen,i geringereni<br />
EinmalikosteniundiminimaleriWartungsanforderungen,<br />
unterstreichen<br />
ihreiKosteneffzienz.iDamitipositionieren<br />
sich Folientastaturen an der<br />
Schnittstellei voni technologischeri<br />
InnovationiundiwirtschaftlicheriEffzienziundibleibenieiniunverzichtbarer<br />
Bestandteil der modernen<br />
Medizintechnik.<br />
Wer schreibt:<br />
Seiti überi 20i Jahreni entwickelti<br />
undi fertigti diei N&Hi Technologyi<br />
GmbHi kundenspezifschei BaugruppeniundiKomponentenifüridiei<br />
unterschiedlichsten Branchen und<br />
Anwendungen.i Miti demi anfänglicheniSchwerpunktiaufielektromechanischen<br />
Eingabeeinheiten, liefertidasimittelständischeiUnternehmenimittlerweileialleiKomponenteni<br />
für HMI Bedieneinheiten und bietet<br />
den entsprechenden technischen<br />
Support an.◄<br />
www.beam-verlag.de<br />
MIT EINEM KLICK<br />
SCHNELL INFORMIERT!<br />
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36 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Miniatur-Antriebselektronik für präzise<br />
Robotikanwendungen in der Medizintechnik<br />
Komponenten<br />
© Hintergrund 123rf.com<br />
MACCON GmbH & Co. KG<br />
www.maccon.de<br />
Bereits heute werden Robotersystemeiinizahlreichenichirurgischeni<br />
Anwendungen eingesetzt und dieseriTrendiwirdisichiiniZukunftiweiteriverstärken.iChirurgischeiEingriffei<br />
erforderni höchstei Präzisioni undi<br />
kontrollierteiBewegungen,iwodurchi<br />
besondere Herausforderungen an<br />
die Robotertechnologie entstehen.<br />
Insbesondere müssen die AntriebssystemeideriRoboterieineiaußerordentlicheiGenauigkeitiundiZuverlässigkeitiaufweisen,iumidiesenihoheni<br />
Anforderungen gerecht zu werden.<br />
Der Servo-Controller IEL<br />
wurde speziell für diese<br />
anspruchsvolleniAnwendungeniini<br />
deriMedizintechnikientwickelt.iDeri<br />
kreisförmigeiControllerizeichnetisichi<br />
durch eine Innenbohrung aus, die<br />
speziellifüridieiDurchiführungivoni<br />
KabelniundiVersorgungsischläucheni<br />
innerhalbi voni Robotergelenkeni<br />
ikonzipiertiist.<br />
Leistungsstark und kompakt<br />
DeriIEL-Servo-Controlleribestichti<br />
durch seine hohe Performance und<br />
kompaktei Bauweise.i Miti einemi<br />
Außendurchmesserivoninuriø64immi<br />
undieineriInnenbohrungivoniø20immi<br />
ermöglichtieridieiproblemloseiDurchführungivonielektrischeniKabelniundi<br />
Versorgungsschläuchen.iDieseikompakteiGrößeiwirdidurchidieiinnovativei<br />
Doppeldecker-iBauweisei<br />
erreicht,ibeiiderizweiikreisförmigei<br />
Platinen übereinander angeordnetisind,iwodurchidieiGrundflächei<br />
effektiviverdoppeltiundiausreichendi<br />
PlatzifürialleielekitronischeniBauteile<br />
geschaffen wird.<br />
Technisch ist der IEL als dreiphasigeri<br />
BLDC-Servocontrolleri<br />
konzipiert,iderifüriSpannungenivoni<br />
10ibisi60iVdciausgelegtiist.iErilieferti<br />
eineni Nennphasenstromi voni<br />
5,3iA eff iundikannikurzzeitigisogari<br />
eineni Spitzenphasenstromi voni<br />
10,4 A eff erreichen.<br />
Der Controller ist speziell für die<br />
SteuerungivoniMotor-Getriebe-Einheiteni<br />
konstruierti undi unterstützti<br />
eineni Dual-Servo-Loop-Betrieb.i<br />
Diesi ermöglichti ihm,i sowohli diei<br />
inkrementellei Rückführungi desi<br />
Motor-Drehgebers als auch die<br />
absoluteiRückführungi(BiSSioderi<br />
SSI)idesiWinkelmesssystemsivomi<br />
Getriebeabtriebizuiverarbeiten.<br />
Optimierung<br />
der Bewegungssteuerung<br />
Diei durchdachtei Konstruktioni<br />
diesesi Servo-Controllersi trägti<br />
zur Optimierung der BewegungssteuerungiundiZuverlässigkeitifüri<br />
präzisei Robotikanwendungeni ini<br />
deriMedizintechnikibei.<br />
Diesei innovativei AntriebselektronikisetztineueiMaßstäbeiinideri<br />
Robotikanwendungi undi ermöglicht<br />
chirurgischen Robotern, ihre<br />
anspruchsvolleni Aufgabeni miti<br />
unvergleichlicheri Genauigkeiti zui<br />
meistern.iDeriIEL-Servo-Controlleri<br />
ist somit ideal für die hohen Anforderungen<br />
der modernen chirurgischeniRobotikigeeignet.<br />
Deri Herstelleri desi Servo-i<br />
ControllersiistidieiFa.iCopleyiControlsiausideniUSA.iMACCONiisti<br />
Hauptivertriebspartneri füri deni<br />
deutschsprachigen Raum. ◄<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
37
Komponenten<br />
Die Zukunft der Konnektivität<br />
Habia konzentriert sich auf branchenübergreifende Industrielösungen in Zusammenarbeit mit seinen Kunden.<br />
Habia,ideriglobaleiAnbieterivoni<br />
kundenspezifscheniHochleistungskabeln,iKabelbäumeniundiDienstleistungen,ihatiseiniProduktangeboti<br />
undiseineiMarktabdeckungidurchi<br />
deniZusammenschlussivoniHEW-<br />
KABELiundiHabiaiCableierweitert.i<br />
ImiJahri<strong>2024</strong>iwerdenidieiKonnektivitätslösungeni<br />
voni Habiai unteri<br />
anderemialsiSchlüsselkomponenten<br />
für lebensrettende Therapien<br />
in der Medizin, fossilfreie Stromerzeugung,<br />
moderne Verteidigungsund<br />
Sicherheitstechnologien sowie<br />
emissionsfreie Autos und Flugzeuge<br />
dienen.<br />
Starke Allianz<br />
HEW-KABELiundiHabiaiCable,i<br />
die bisher in unterschiedlichen<br />
Anwendungsbereichenitätigiwaren,i<br />
habeni sichi kürzlichi zui eineri<br />
starkeni Allianzi zusammengeschlossen.i<br />
Währendi sichi HEW-<br />
KABELi aufi industriellei Anwendungen,<br />
wie die Automobilindustrie,<br />
Medizintechniki undi Robotiki konzentrierte,<br />
bediente Habia Cable<br />
hauptsächlichi Kundeni ini deni<br />
Bereichen Verteidigung, Marine,<br />
iKernienergieiundiTelekommunikation.i<br />
Habia<br />
www.habia.com<br />
DurchideniZusammenschlussiproftierenidieiKundeninunivonieinemi<br />
breitereniAngebotianiKonnektivitätslösungenifürimehriAnwendungeni<br />
sowiei voni erweiterteni FähigkeiteniundiKompetenzen.<br />
Alleinstellungsmerkmale<br />
in Technik und Produktion<br />
Mit seinen weltweiten technischen<br />
Verkaufs-iundiIngenieurteamsiundi<br />
fünfispezialisierteniProduktionsstätteniistiHabiaiinideriLage,ikundenspezifscheiVerbindungslösungeni<br />
fürieineiVielzahlivoniAnforderungeni<br />
anzubieten. „Wenn wir frühzeitig in<br />
den Designprozess für ein bestimmtes<br />
Verbindungsproblem einbezogeniwerden,ikönneniwiridemiKundeni<br />
helfen,i diei bestei Lösungi ini<br />
Bezugi aufi Leistungi undi Kosteni<br />
zu finden“,ifügtiCarliModighihinzu.i<br />
Spezialkabel<br />
für medizinische Geräte<br />
Im medizinischen Bereich entwickeltiHabiaiSpezialkabelifürimedizinischeiGeräteiundiInstrumente.iZui<br />
deniAnwendungenigehöreniminimali<br />
invasiveioderirobotergestützteiOperationstechniken,iHochfrequenzchirurgie,iEndoskopie,iCT,iMRTiundi<br />
Röntgen,iSpO 2 -Sensoren,iDefbrillatoren,iDentaltechnikisowieiEKG-i<br />
undiEEG-Geräte.iHabiaikanninuni<br />
auchi komplettei VerkabelungslösungenifürimedizinischeiGerätei<br />
anbieten. ◄<br />
Kraft-Momenten-Sensor<br />
mit EtherCAT P für Robotik<br />
Deriinnovativei6-AchseniKraft-i<br />
Momentensensor mit Robotic<br />
FlangeiISOi9409-1iwurdeispeziellizuriLösungivonikomplexeni<br />
Anforderungeni ini Robotiki undi<br />
Medizintechnikientwickelt.<br />
Derileistungsstarkeiintegriertei<br />
EtherCATiPiMessverstärkerimiti<br />
einemi4-adrigeniKabelisorgtifüri<br />
eineiultraschnelleiDatenkommunikationiundibildetimitidemiSen-<br />
sor somit ein platzsparendes und<br />
leichtgewichtigesi Messsystem.i<br />
DankidiesemineueniSensorsystem<br />
wird zudem erheblich an<br />
ZeitiundiKraftispart,idaikeineiaufwändigeniAnschluss-iundiVerkabelungsarbeiten<br />
mehr entstehen.<br />
ME-Meßsysteme GmbH<br />
info@me-systeme.de<br />
www.me-systeme.de<br />
38 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
High Voltage, high precision<br />
Hochspannungsstecker<br />
in der Medizintechnologie<br />
GES High Voltage GmbH<br />
www.ges-highvoltage.com/de/<br />
10ikViundiaufwärts:iHochspannungsstecker,iwieidieiSeriei100ivoni<br />
GESiHighiVoltage,isindiunverzichtbareiKomponenteniinideriMedizintechnik.iRöntgengeräte,iComputertomographie,<br />
Strahlentherapie und<br />
Elektrochirurgiei–iallidieseiTechnologien<br />
haben die medizinische DiagnostikiundiTherapieirevolutioniert.i<br />
Ein ebenso bedeutender Fortschritt<br />
istideriEinsatzivoniMassenspektrometerni<br />
ini Diagnostiki undi Forschung.<br />
Was haben diese Verfahren<br />
gemeinsam? Sie alle erfordern<br />
deni Einsatzi voni iHochspannung.i<br />
Hier ist GES High Voltage der richtige<br />
Partner.<br />
Unverzichtbare<br />
Komponenten<br />
für die Medizintechnik<br />
GESiHighiVoltageiSteckverbinderi<br />
stehenifürikompromissloseiQualität,iPräzisioniundilangfristigeiZuverlässigkeit.iSieigewährleistenikonstanteiundistörungsfreieiLeistungsübertragungen,<br />
was sie für medizinischeiAnwendungeniunverzichtbari<br />
macht. Der Einsatz der Hochspannungssteckerierleichtertizudemidiei<br />
LogistikiundiWartungideriempfndlichenimedizintechnischeniGerätei<br />
erheblich. Durch die Minimierung<br />
voni Ausfallzeiteni undi diei MaximierungideriGerätesicherheititragenidieiHV-SteckerivoniGESiHighi<br />
VoltageimaßgeblichizuriSteigerungi<br />
deri Zuverlässigkeiti medizintechnischer<br />
Ausrüstungen bei.<br />
GES Spezialgebiet:<br />
Hochspannung<br />
Diei Hochspannungstechniki isti<br />
eineianspruchsvolleiDisziplin,idiei<br />
keinei Fehlertoleranzi zulässt.i Siei<br />
verlangtitiefgehendesiFachwisseni<br />
undiErfahrungiimiUmgangimitideni<br />
besondereniphysikalischeniEigenschaftenivoniKomponenteniunteri<br />
Hochspannungspotential.<br />
Ein Heimspiel für die speziell<br />
entwickelteni Steckverbinderi voni<br />
GESiHighiVoltage.iDieseiSteckeri<br />
sindientscheidendifüridieizuverlässige<br />
und sichere Übertragung hoher<br />
Spannungen,iseiiesidirektiiniGeräteniwieiMassenspektrometernioderi<br />
auch in den Hochspannungsgeneratoren<br />
für diese. ◄<br />
MEDIZINISCHE<br />
MEHRFACHSTECK-<br />
DOSEN VON BAASKE:<br />
DIE SICHERE<br />
STROM-<br />
VERSORGUNG<br />
Baaske Medical GmbH & Co. KG<br />
Bacmeisterstr. 3 | 32312 Lübbecke<br />
Tel: +49 5741 236027-0 | vertrieb@baaske-medical.de<br />
www.baaske-medical.de<br />
Mehrfachsteckdosen für medizinische Anwendungen:<br />
Reduzieren Sie Gefahren für Patient und Personal mit<br />
medizinischen Mehrfachsteckdosen nach DIN EN60601.<br />
Wir haben uns auf Ihre individuellen Anforderungen<br />
spezialisiert und bieten Ihnen Mehrfachsteckdosen von<br />
1 bis zu 8 Steckdoseneinsätzen inklusiver medizinischer<br />
Vollprüfung nach der EN/IEC 60601-1 an.
Komponenten<br />
Quanten-Magnetfeldsensor soll Prothesen, Exoskelette<br />
und Avatare mit Nervensignalen steuern<br />
Q.ANT zeigte Neuentwicklung auf der Hannover Messe<br />
TechnologienianideriSchnittstelleivoniMenschi<br />
und Maschine haben das Potenzial, ganze Industriebereicheizuirevolutionieren.iDasiStuttgarteri<br />
Quantentechnologie-UnternehmeniQ.ANTihati<br />
mit seinem Magnetfeldsensor nun einen entscheidenden<br />
Schritt in diese Richtung getan<br />
und leitet damit einen Paradigmenwechsel ein.<br />
MitidemineueniSensorilassenisichifeinsteielektrischeiStrömeiüberidereniMagnetfeldieinfacheri<br />
undipräziserimessenialsibisher.iDamitiistisoiauchi<br />
erstmalsiderinativeiundiintuitiveiZugangizuiBiosignalenimöglich.iSoikanniderialltagstauglichei<br />
Miniatursensor beispielsweise Prothesen über<br />
MuskelsignaleisteuerniundidieiSensorikiinideri<br />
MedizintechnikiaufieinineuesiNiveauiheben.i<br />
Q.ant GmbH<br />
info@qant.de<br />
https://qant.de<br />
Einsatz in der Automobilund<br />
der Elektronikindustrie<br />
QuantensensorikigiltinebeniQuantenicomputingi<br />
alsiKatalysatoriindustrielleniFortschritts.iQ.ANTi<br />
ist in beiden Bereichen führend und treibt seine<br />
Entwicklungsaktivitäteni bisi zuri industrielleni<br />
Anwendungsreifei voran.i Eini Beispieli isti deri<br />
Magnetfeldsensor.i„DieiQuantensensorikiistieini<br />
Game-Changer für die Industrie. Für unseren<br />
Sensori kommeni zahlreichei AnwendungsbereicheiiniBetracht,iseiiesiinideriMedizintechnik,i<br />
deriElektronik-ioderideriAutomobilindustrie.iMiti<br />
ihmilassenisichifeinsteielektrischeiStrömeiundi<br />
daraus resultierende Magnetfelder messen. Wir<br />
schaffen hier etwas ganz Neues und das wird<br />
inivieleniBranchenizuieinemiUmdenkeniführen.i<br />
Diei Anwendungeni reicheni voni deri QualitätssicherungivoniFestplattenibisizumiIdentifziereni<br />
voniFehlströmeniiniLeistungschipsioderiBatterien,iselbstiMaschineniundiGeräteidürftenisichi<br />
irgendwannidurchiGedankenisteuernilassenikönnen.“isagtiDr.iMichaeliFörtsch,iCEOivoniQ.ANT.<br />
Klein, präzise, alltagstauglich<br />
DabeiiistideriMagnetfeldsensorivoniQ.ANTi<br />
mitiseineriextremihoheniSensitivitätitrotzikompakteriGrößeieinesiBrillenetuisieinzigartig.iEri<br />
ermöglichtidieiMessungikleinsteriMagnetfelderi<br />
im Picoteslabereich, was einem Millionstel des<br />
Erdmagnetfelds entspricht – und das unter Alltagsbedingungen.iAndereitechnischeiLösungeni<br />
erreichenieinenivergleichbareniEmpfndlichkeitsbereich<br />
nur in besonderen Laborumgebungen<br />
undi durchi Abkühlungi deri Sensoreni aufi deni<br />
absoluteniNullpunkti(-273i°C)ioderidurchiAufheizeniaufi150i°C.iDeriMagnetfeldsensorivoni<br />
Q.ANTiistidagegeniempfndlichigenug,iumisogari<br />
menschlicheiMuskelsignaleiiniNervenbahnenizui<br />
detektieren.iDeniNachweisierbrachteiQ.ANTiaufi<br />
deriHannoveriMesse:iDasiUnternehmenizeigtei<br />
an einem Aufbau mit einer Handprothese, wie<br />
der Magnetfeldsensor die Signale der menschlicheniMuskulaturierkenntiundisieianidieiProtheseiüberträgt,idieisichidaraufhinibinneniMillisekundenizuriFaustischließt.<br />
Anwendungsbeispiel<br />
Medizintechnik und Prothetik<br />
DieiKombinationiausiSensitivität,iiminimaleri<br />
GrößeiundiBetriebibeiiRaumtemperaturiohnei<br />
direkteni Körperkontakti macheni deni Sensori<br />
bereits heute alltagsreif. In der ProthesensteuerungifunktionierenimagnetischeiSignalei<br />
präziseriundizuverlässigerialsielektrische,idiei<br />
beispielsweiseidurchiSchweißioderiHaareiaufideri<br />
Hautigestörtiwerdenikönnen.i„DieineueiTechnologieihebtidieiprothetischeiVersorgungivoniMenschen<br />
mit Arm- oder Beinamputation auf eine<br />
neueiEbeneiundiverbessertidamitidereniLebensqualität.iAußerdemitragenisieizuieineribesseren,i<br />
gesellschaftlicheniIntegrationivoniMenschenimiti<br />
fehlendeniGliedmaßenibei,“isagtiDieteriJüptner,i<br />
PräsidentidesiBundesiverbandsifüriMenscheni<br />
mit Arm- oder Bein amputation. Darüber hinaus<br />
lässtisichideriSensoriinideriRehabilitationizuri<br />
MuskeltrainingssteuerungioderiinideriDiagnostiki<br />
voniMuskelidysfunktionenieinsetzen.iSoikönnteni<br />
sichidamitineuronaleiiStörungenierkennenioderi<br />
dieiDiagnostikibeiiQuerschnittslähmungeniverbessernilassen.iAuchiExoskeletteilassenisichi<br />
intuitivi steuerni undi trageni zuri Arbeitssicherheitibei.iFüridieiTelemediziniwäreisogaridenkbar,i<br />
ini Zukunfti damiti Avatarei imi Metaversei<br />
zu steuern. ◄<br />
Michael Förtsch, CEO und Gründer von Q.ANT,<br />
ist überzeugt, dass der Magnetfeldsensor<br />
die Mensch-Maschine-Schnittstelle neu<br />
definieren und zahlreiche neue Anwendungen<br />
hervorbringen wird.<br />
40 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
EMV-Schnittstellenlösungen<br />
Seitimehrialsi40iJahrenientwickelt,iproduzierti<br />
undivertreibtiConeciihochwertigeiSteckverbinder,<br />
Verbindungs- und Anschlussleitungen sowie<br />
Gehäusetechnik.iSeiti1985iistiConecieinerideri<br />
führendeni Anbieteri voni Steckverbinderni miti<br />
integrierten Filtern.<br />
Einwandfreie Funktion sicherstellen<br />
StöreinflüsseiinikomplexeniMaschineniundi<br />
Anlageni könneni deni reibungsloseni Betriebi<br />
beeinträchtigen.iAngesichtsiderizunehmendeni<br />
Datenübertragung und Betriebsfrequenzen wird<br />
esi immeri wichtiger,i diei einwandfreiei Funktioni<br />
elektrischeri Gerätei undi Anlageni sicherzustellen.iDaheriistiesiessenziell,iFilteridirekti<br />
amiGehäuseieingangizuiverwenden,iumieineni<br />
störungsfreieniBetriebizuigewährleisten.iHierfüribietetiConeciispezielleiD-SUB-Steckverbinder<br />
mit Filtertechnologie an.<br />
C-Filter<br />
Standard-Filteranschlüsse sind normalerweiseialsiTiefpassflterikonfguriert,idaiTiefpassflteriniederifrequenteiSignaleidurchlassen,iaberi<br />
Signale mit Frequenzen, die die Grenzfrequenz<br />
überschreiteni dämpfen.i Hierfüri bieteti Coneci<br />
standardmäßigi deni sogenannteni C-Filteri an.i<br />
BeiidiesemieinstufgeniTiefpassflteriistijederi<br />
KontaktidesiSteckverbindersimitieinemiKondensatorizumiGehäuseiverbunden.iJeinachiAnforderung<br />
gibt es weitere Varianten, wie den zweistufgeniLCiundidenidreistufgeiPI-Filter,idieiini<br />
verschiedeneni Konfgurationeni ebenfallsi imi<br />
Standardprogrammiverfügbarisind.i<br />
CONEC Elektronische Bauelemente GmbH<br />
www.conec.com<br />
DeriUnterschiedideriverschiedeneniFilterausführungen<br />
besteht in der Performance. Bei einem<br />
weiteniAbstandivoniNutzsignal-iundiStörifrequenzi<br />
reichtioftmalsieinieinstufgeriC-FilterizuriLösungi<br />
des EMV-Problems.<br />
Mehrstufige Filterkonfigurationen<br />
WirdideriAbstandivoniNutz-iundiStörsignalfrequenzi<br />
kleiner,i kommeni mehrstufgei Filterkonfgurationeni<br />
zumi Einsatz.i Diei AnschlussmaßeideriConeciFiltersteckverbinderisindiini<br />
deriRegelikompatibelimitiungeflterteniSteckverbindern.i<br />
Somiti bestehti auchi diei Möglichkeit,i<br />
Systemei nachträglichi ohnei großeni AufwandiumigeflterteiSchnittstellenizuierweitern.i<br />
Anwendung f indeni diesei Filtersystemei ofti<br />
inideriMedizintechnikioderieineristöranfälligeni<br />
Umgebung.<br />
Steckverbindern<br />
mit integrierter Filtertechnologie<br />
Coneci bieteti einei großei Vielfalti ani<br />
D-SUB-SteckverbindernimitiintegrierteriFiltertechnologie.iDieseiSteckverbinderisindiiniverschiedeneniAusführungenierhältlich,idarunteri<br />
deriStandardiD-SUB-FilterialsiC-,iLC-iundiPI-<br />
Filter.iDieiKapazitätswerteifüridieseiFilteribetrageni370ipF,i830ipFiundi1300ipF.iZusätzlichigibti<br />
esidieiMöglichkeitidesiD-SUB-FilteriCombination,ideriausschließlichialsiC-Filteriverfügbariist.<br />
Schutzklasse IP67<br />
Für Anwendungen, die eine besonders robuste<br />
mechanische Schnittstelle erfordern, bietet<br />
ConeciauchiIP67iD-SUB-Filtersteckverbinderi<br />
an.iDieseibietenizuverlässigeniEMV-iundiIP67-<br />
Schutz.iDieiintegrierteniFilteridieseriSteckverbinderisindimitiKapazitätswertenivoni180ipF,i<br />
370ipF,i830ipFiundi1300ipFierhältlich.<br />
WeitereiKapazitätswerteiundispezielleiKundenapplikationenikönneniaufiAnfrageierstelltiundi<br />
angeboten werden.<br />
Vorteile:<br />
• FilterungidirektianideriSchnittstelle<br />
• KeiniPCBiRedesigninötig<br />
• Filter-Adapter zur Nachrüstung<br />
bestehenderiSysteme<br />
• BisizuidreistufgeiTiefpassflter<br />
• SelektiveiFilterung<br />
• Mischkapazitäten<br />
• Niedrigmagnetische Versionen<br />
• Platzersparnis auf der Leiterplatte<br />
Anwendungsfelder:<br />
• Medizintechnik<br />
• Telekommunikation<br />
• Prüf-iundiDiagnosegeräte<br />
• Spannungsversorgungen<br />
• Industrielle Schnittstellen<br />
• Militäri◄<br />
Kabelfertigung, Bestückung,<br />
Gerätebau, Gravuren, …<br />
ISO 9001 & EN ISO 13485<br />
Eichenweg 1a | CH-4410 Liestal<br />
Tel. +41 (0)61 902 04 00<br />
info@h2d-electronic.ch<br />
www.h2d-electronic.ch<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
41
Komponenten<br />
Chips, Wärme und Kühlung mit Lüftern<br />
Die Technologie hinter der KI-gestützten Bildanalyse in der Medizintechnik<br />
SEPA EUROPE GmbH<br />
www.sepa-europe.com<br />
Früheri verließi mani sichi hauptsächlichiaufimenschlicheiiExperten,i<br />
umimedizinischeiBilderiwieiRöntgenaufnahmen,<br />
MRT-Scans, CT-Scans<br />
usw.izuiinterpretieren.iDiesikonntei<br />
zeitaufwendigiseiniundiwarianfällig<br />
für menschliche Fehler sowie für<br />
Variationen in der Interpretation je<br />
nach Erfahrung und Fachwissen des<br />
Arztes.iDieiKI-gestützteiBildianalysei<br />
inideriMedizindiagnostikihatisichiini<br />
den letzten Jahren erheblich weiterentwickeltiundibietetieineiVielzahlivoniVorteileniimiVergleichizui<br />
früheren Methoden.<br />
Oszillatoren für präzise Zeitmessungen<br />
Oszillatoren sind die Grundlage<br />
fürimoderneiZeitmessungstechnologien.<br />
Durch die Nutzung der stabileniSchwingungenivoniQuarzkristallenibildenisieieineizuverlässige<br />
Grundlage für Anwendungen,<br />
dieieineihoheiPräzisionierfordern.i<br />
DieiKomponentenisynchronisiereni<br />
nicht nur industrielle Prozesse.<br />
Diei inhärentei Stabilitäti voni<br />
Quarzschwingungeni isti füri diei<br />
Kalibrierungi undi SynchronisierungieineriVielzahlikritischeriProzesseivonientscheidenderiBedeutung<br />
und stellt sicher, dass industrielleiAbläufeimitihoheriGenauigkeitiablaufen.iQuarzoszillatoreni<br />
gibt es auch in temperatur- und<br />
spannungsgesteuerten Varianten.<br />
In den letzten Jahren werden zur<br />
Netzwerksynchronisationiundideri<br />
Datenverarbeitungiimmerihäufger<br />
siliziumbasierte Oszillatoren<br />
(MEMS) eingesetzt, die sich durch<br />
einikompaktesiundileistungsstarkesiDesigniauszeichnen.<br />
DieiEndrichiGmbHiverfügtiüberi<br />
einibreitesiSpektrumianiTiming-<br />
Komponentenivonideriklassischeni<br />
Quarzlösungi(Oszillator)ideriHersteller<br />
Citizen, SMI, Chequers oder<br />
TaiSaw bis hin zu MEMS-basierteniLösungenivoniSiTimeiinikleinsteniGehäusegrößeniundimitialleni<br />
Industriestandard-Zertifkaten.<br />
Anwendungen sind die Automobilindustrie,<br />
Luft- und Raumfahrt,<br />
Medizintechnik,iMesstechnik,iIndustrie<br />
und Smart Home.<br />
Endrich Bauelemente<br />
Vertriebs GmbH<br />
www.endrich.com/de<br />
Spezielle Prozessoren<br />
FüridieiKI-gestützteiBildianalysei<br />
ini deri Medizindiagnostiki werdeni<br />
oftispezielleiProzessoreniverwendet,idieiaufidieiAnforderungenivoni<br />
Deep-Learning-Algorithmen optimiert<br />
sind. Diese Chips sind darauf<br />
ausgelegt,igroßeiMengenivoniDateni<br />
schnellizuiverarbeiteniundikomplexei<br />
Berechnungen durchzuführen. Sie<br />
erzeugeniaberioftivieliWärme,iwasi<br />
eineieffzienteiKühlungierforderlichi<br />
macht, um Überhitzung und Leistungsabfallizuivermeiden.iHierikanni<br />
deriChipkühleriHZ30BiAbhilfeischaffen.iErisetztiMaßstäbeimitiseinemi<br />
geringeniGewicht,iseineriflacheni<br />
Bauweise und der einfachen Montage,iohneiKompromisseibeiideri<br />
Kühlleistungieinzugehen.<br />
Geringe Bauhöhe<br />
Deri Aktivkühleri HZ30Bi isti<br />
eineiinnovativeiLösung,idennideri<br />
leistungsfähigei RaAxial-Lüfteri<br />
MF17B05i wurdei bündigi ini eineni<br />
Pinblock-Kühlkörperiversenktiundi<br />
nichtiaufideriOberflächeiaufgesetzt.i<br />
DieseiKonstruktionsweiseiermöglichtieineibemerkenswertigeringei<br />
Bauhöheivoninuri8imm.iSo findeti<br />
deriChipkühleriselbstiinidenikompaktesteniGeräteniproblemlosiPlatz.i<br />
AuchidieiKühlleistungisprichtifürisich,i<br />
dennidieiPinsisindiversetztiangeordnet<br />
und werden somit besonders<br />
effektiviangeströmt.iDeriWärmewiderstandivoninuri4,7iK/Wizeigtidasi<br />
eindrucksvoll.<br />
Extrem leicht<br />
DeriAktivkühleriüberzeugtiauchi<br />
durch sein Gewicht. Mit nur 11 g ist<br />
er federleicht und eignet sich ideal<br />
füriSysteme,iinidenenijedesiGrammi<br />
zählt.iAußerdemiistierisehrileise.i<br />
Das macht ihn besonders empfehlenswerti<br />
füri Umgebungen,i ini<br />
denenieineigeräuscharmeiArbeitsweiseivonientscheidenderiBedeutung<br />
ist. ◄<br />
42 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Kundenspezifische Connectivity-Lösungen<br />
Innovationen jenseits der Norm<br />
Standardproduktei ausi demi<br />
binder- Portfolio sind den meisteni<br />
Applikationeni gewachseni –i<br />
aberi nichti allen.i Ini solcheni FällenikommtidieiLösungskompetenzi<br />
desiNeckarsulmeriHerstellersizumi<br />
Tragen:iiniFormiexklusiver,iperfekti<br />
auf die Anwendung zugeschnitteneriSteckverbinder.iKundeniproftierenivonideriaußergewöhnlicheni<br />
Fertigungstiefe bei binder ebenso<br />
wieivonisechsiJahrzehnteniErfahrungiiniKonstruktioniundiEngineering.iBeispieleikundenspezifscheri<br />
Entwicklungen f indeni sichi etwai<br />
inideriMedizingeräte-ioderiinideri<br />
iAnlagentechnik.<br />
Spezialisierte<br />
Verbindungslösungen<br />
nach Kundenwunsch<br />
binder, ein führender Anbieteri<br />
industrielleri Rundsteckverbinder,ientwickeltiundifertigtispezialisierteiVerbindungslösungeninachi<br />
Kundenwunsch.iImiFokusisteheni<br />
Anwendungsfälle,i dereni besondere<br />
Anforderungen das übliche<br />
Maßi übersteigen,i sodassi keinesi<br />
deribinder-Katalogprodukteifürideni<br />
Einsatziinfrageikommt.iSieilasseni<br />
sichimitikundenspezifscheniLösungenidesiNeckarsulmeriSpezialisteni<br />
zuverlässigiumsetzen.ibinderiverfügtiüberiumfassendesiKnow-howi<br />
inideriKonstruktioniundiimiDesigni<br />
voniSteckverbinderni–iundientwickeltiebensoilangeigemeinsamimiti<br />
Kundeni undi nachi dereni Vorstellungeni<br />
individuellei Verbindungslösungen.<br />
Fertigungstiefe<br />
und Qualitätskompetenz<br />
ZumiVorteilideriKundenibieteti<br />
binderidieiEntwicklung,ideniWerkzeugbau<br />
sowie Fertigung, Montage<br />
und Automation aus einer<br />
Hand an. Über seine Verbundunternehmeni<br />
verfügti deri Herstelleri<br />
überi zusätzlichesi Know-howi<br />
bei Stanz-, Dreh- und Gussteilen<br />
sowieibeiiGalvanik,iLeiterplattendesigniundiBestückung.iDarüberi<br />
hinausiwerdenidieimaßgeschneiderteniProdukteiimiunternehmenseigeneniLaboriqualifziert.<br />
Mithilfei voni Auswirkungsanalyseni<br />
(FMEA,i Fehlermöglichkeits-i<br />
undiEinflussanalyse)iwerdenikritischeiHerausforderungenivoniKonstruktioniundiProduktionifrühzeitigi<br />
aufgedeckt.iMusteraufbauteniundi<br />
Voruntersuchungen im binder-Labor<br />
unterstützen die Optimierung und<br />
QualitätssicherungiderikundenspezifscheniProdukteiebensoiwieidiei<br />
Begleitung und Abnahme der NullserienfertigungidurchidieiQualitätsprojektleiter.iZertifzierungeninachi<br />
ISOi9001:2015,iISOi14001:2015iundi<br />
ENiISOi13485:2016i+iAC:2018i+i<br />
A11:2021iunterstreichenidieiKompetenzeni<br />
voni binderi imi hinsichtlichi<br />
desi Qualitäts-i undi Umweltmanagements.<br />
Anwendungen –<br />
Medizin und mehr<br />
Diei Zielmärktei kundenspezifscheri<br />
binder-Produktei sindi<br />
soi vielifältigi wiei diei Kundeni desi<br />
iUnternehmens.i Anwendungsbeispiele<br />
findenisichietwaiinideri<br />
Sanitärtechnik,i ini deri medizinischeniGerätetechnik,iinideriindustriellen<br />
Automatisierung sowie in<br />
deriMess-iundiRegeltechnik.iEinei<br />
typischeiAnforderungideriMedizintechnikiistiesibeispielsweise,idassi<br />
sichiSteckverbinderinichtigleicheni<br />
dürfen. Eine Schnittstelle muss<br />
einzigartigi sein,i umi Fehlsteckeni<br />
zui verhindern.i Außerdemi kanni<br />
bereitsiwährendideriKonstruktioni<br />
die Resistenz gegen bestimmte<br />
FlüssigkeitenibeiideriMaterialauswahlideriKomponenteniberücksichtigt<br />
werden.<br />
Zui deni potenzielleni MedizintechnikapplikationenizähleniBeatmungs-iundiDialysegeräte,iInstrumenteizuriUltraschall-iundiElektrotherapie<br />
sowie Infusionspumpen<br />
undiKontrastmittelinjektoren.i<br />
Beispiele<br />
aus der Medizintechnik<br />
Für Anwendungen in der Patientenüberwachung<br />
hat binder ein<br />
modularesi 12-poligesi Steckverbindersystemi<br />
ausi Flanschsteckeri<br />
undiachtiFlanschdosenientwickelti<br />
(Seriei 970).i Dabeii wari ZuverlässigkeitidasiherausragendeiDesignkriterium.i<br />
Währendi diei Doseni ini<br />
dasiGehäuseidesiPatientenmonitors<br />
integriert wurden, waren die<br />
Steckeri Bestandteili deri steckbareni<br />
Parametermodule.i Diei konzentrischeiAnordnungideriKontaktei<br />
sorgteidafür,idassisichidieiSteckverbindungi<br />
beimi Steckeni selbsttätigizentrierteiundikeiniEntferneni<br />
deriSchutzkappeinotwendigiwar.<br />
Fazit<br />
Wertig,izuverlässigiundihochgradigiindividuell:iBeiideriUmsetzungi<br />
kundenspezifscheriEntwicklungsprojektei<br />
agiereni allei involvierteni<br />
binder-iUnternehmensabteilungeni<br />
flexibeliundiausgesprochenikundenorientiert.<br />
In der Summe ist binder<br />
dankiseinerivielfältigeniErfahrungeni<br />
unditechnologischeniMöglichkeiteni<br />
inideriLage,istarkiindividualisiertei<br />
Steckverbinderi füri unterschiedlichei<br />
Zielmärktei gemäßi Kundenvorgabenizuientwickelniundiherzustelleni–imitihoheriLieferzuverlässigkeitisowieiaufihöchstemiQualitätsniveau.<br />
Anwendungsgebiete:<br />
• Automatisierung<br />
• Instrumentierung<br />
• Mess-iundiRegeltechnik<br />
• Sanitärtechnik<br />
• Medizintechnik<br />
Eigenschaften:<br />
• individuellinachiKundenwunsch<br />
• mit hoher Fertigungstiefe<br />
• imibinder-Laboriqualifziert<br />
• nachihöchsteniQualitätsstandards<br />
• mitihoheriLieferzuverlässigkeiti<br />
Franz Binder GmbH & Co.<br />
Elektrische Bauelemente KG<br />
info@binder-connector.de<br />
www.binder-connector.de<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
43
Komponenten<br />
Gehäuse in der Medizintechnik<br />
Anforderungen und Innovation im Wandel der Zeit<br />
Sie sind in einem besonders<br />
herausforderndem Einsatzgebiet<br />
maßgeblichisowohlifürideniSchutzi<br />
empfndlicheri Elektroniki alsi auchi<br />
füri diei Sicherheiti voni Anwenderni<br />
verantwortlich:i medizintechnischei<br />
Gehäuse.iMitidemiständigeniFortschrittiinideriMedizintechnikiwachsen<br />
auch die Anforderungen an diese<br />
Gehäuse.i Wiei habeni sichi diesei<br />
AnforderungeniüberidieiZeitiverändert?iUndiwieiwerdenisichiGehäusei<br />
inidiesemiBereichiweiterentwickeln?i<br />
Besondere<br />
Herausforderungen<br />
Vom Labor über den OP bis hin<br />
zumi Kranken-i undi Behandlungszimmer<br />
– in fast allen Bereichen<br />
ini deri Medizintechnik,i woi elektrischei<br />
undi elektronischei Gerätei<br />
zumiEinsatzikommen, findenispeziellei<br />
Gehäusei Anwendung.i Beispielei<br />
hierfüri sindi Analysegerätei<br />
undiMesstechnik,iAntriebssystemei<br />
für Hospitalbetten, Touch-Panels im<br />
OPiundinichtizuletztiLesegeräteifüri<br />
Versichertenkarten.iDieiGehäusei<br />
dieseriGeräteimüssenibesondersi<br />
herausforderndeniUmgebungsbedingungen<br />
Stand halten.<br />
Soi igehöreni einei besondersi<br />
gründlichei Reinigung,i Desinfektion,iAutoklavierungiundieineihohei<br />
mechanische Belastung zum AlltagiiniKliniken.iDochinichtinurideri<br />
SchutzideriempfndlicheniElektroniki<br />
gehörti zui deni Aufgabeni voni<br />
Gehäuseni ini deri Medizintechnik,i<br />
auchi diei Abschirmungi vori Röntgenstrahlung<br />
oder Hochspannung<br />
istieineiwichtigeiFunktion.i<br />
Von funktionellem System<br />
bis zum Lifestyle-Produkt<br />
MedizinischeiGeräteimussteniini<br />
der Vergangenheit überwiegend<br />
einei zentralei Eigenschafti haben:i<br />
Sie sollten dem jeweiligen Anwendungsbereich<br />
entsprechend ihre<br />
Aufgabe erfüllen. Dementsprechend<br />
funktionelliwareniihreiäußereiGestaltungiundiBedienbarkeitiausgelegt.i<br />
Doch die Anforderungen an medizin-<br />
technischeiGeräteisteigeni–ibeson-<br />
ders in Puncto Handling. So dürfen<br />
organischesiDesign,iTouchdisplayi<br />
undi Lichteffektei zuri Statussignalisierung<br />
heute nicht mehr fehlen.<br />
Besonders im Consumer-Bereich<br />
wiei beispielsweisei beii BlutdruckmessgeräteniundiWearablesispielti<br />
dieiintuitiveiBedienungieineiwachsende<br />
Rolle. Doch auch im professionellen<br />
Bereich werden diese Features<br />
immer gefragter.<br />
Individuelle Lösungen<br />
für hohe Anforderungen<br />
Die Anforderungen an medizintechnischeiGehäuseisindisoivielfältigi<br />
wie ihre Einsatzgebiete. Die NachfrageinachiElementen,idieidirektiini<br />
dasiGehäuseiintegriertisind,isteigt.i<br />
Darunter sind Sensoren, RFID-Chips<br />
füriTraceability,iAntennen,iSolarzellenizuriautonomeniSpanungsversorgung,<br />
Schalter und Taster.<br />
Durchi Themeni wiei Künstlichei<br />
Intelligenzi (KI)i undi Interneti ofi<br />
Things (IoT) gewinnt auch die drahtlose<br />
Datenübertragung in Verbindungimitiimmerileistungsfähigereri<br />
Hardware zunehmend an Bedeutung.iDasiGehäuseisolligleichzeitigi<br />
„funken“iundikühlenikönneni–izweii<br />
Themen,idieisichibeiihygienischeri<br />
Integration der Antenne in ein traditionellesiEMV-i(Metall-)Gehäusei<br />
eigentlich widersprechen.<br />
Aufwändige kundenindividuelle<br />
Lösungen<br />
Diei Anwendungsfällei werdeni<br />
immeri komplexer,i diei Anforderungen<br />
liegen teilweise diametral<br />
auseinander. Darüber hinaus<br />
wächstideriBergianigerätespezifscheniNormeniundiVorschriften.i<br />
Dies führt dazu, dass Hersteller<br />
die Anforderungen medizintechnischeriApplikationeninichtimehri<br />
miti modifzierteni Produkteni ausi<br />
ihrem Standardsortiment abdeckeni<br />
können.i Ini deri Folgei sindi<br />
immer mehr medizintechnische<br />
GehäuseiaufwändigereikundenindividuelleiLösungen.iDarausiergebenisichivölligineueiAnforderungeni<br />
an Hersteller.<br />
Trend geht zu<br />
Miniaturisierung und HMI<br />
Einer der Haupt-Trends in der<br />
Medizintechniki isti Miniaturisierung.iHerstellerikönnenidieiAnforderungenifüridieimaximaleiVerkleinerungi<br />
voni Medizintechniki<br />
mitieineristärkerenidirekteniIntegrationiintelligenteriFunktioneniini<br />
dieiGehäusekomponentenierfüllen.<br />
Wie tief der Integrationsgrad<br />
letztendlich geht und an welcher<br />
Stelle das Interface zwischen<br />
demi Gehäusei undi deri eigentlicheniElektronikiliegt,ientscheidetideriKunde.i<br />
NebenieinemihöhereniIntegrationsgrad<br />
werden sich medizintechnischei<br />
Gehäusei ini Zukunfti<br />
durchianspruchsvolleresiDesign,i<br />
verstärktemiEinsatzivoniLichtialsi<br />
Gestaltungs-i undi FunktionselementisowieiderivermehrteniIntegrationivoniHMIimitiTouch-ioderi<br />
Sprachsteuerung auszeichnen. ◄<br />
Autor:<br />
Dipl-Ing. Mathias Bünte<br />
Business Development Manager<br />
BOPLA Gehäuse Systeme GmbH<br />
www.bopla.de<br />
Sicherer Schutz, Alltagstauglichkeit, Langlebigkeit – die Anforderungen an die Qualität medizinischer Gehäuse sind hoch.<br />
44 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
Verbesserte IR-Transceiver-Module<br />
Rutronikiführtiabisofortidieiverbesserteni<br />
IR-Transceiver-Modulei<br />
voni Vishay.i Diei TFBS4xx-i undi<br />
TFDU4xx-Serieniverfügeniüberideni<br />
neuesten In-House-IC sowie Oberflächeniemitter-Chip-Technologieivoni<br />
Vishayi undi ermöglicheni dadurchi<br />
eineiumi20i%ilängereiVerbindungsdistanzivonibisizui1im.iZusätzlichi<br />
punkteni siei durchi einei besserei<br />
ESD-Widerstandsfähigkeitibisi2ikVi<br />
undiunterstützeniDatenratenivonibisi<br />
zui115,2ikbit/s.<br />
Die Module eignen sich durch<br />
ihreni geringeni Stromverbrauchi<br />
besondersifüridieidrahtloseiKommunikationiundiDatenübertragung,iz.B.i<br />
iniStromzählern,iindustrielleniAutomatisierungssteuerungen,<br />
MobiltelefoneniundimedizinischeniGeräten.i<br />
SieisindiRoHS-konform,ihalogenfreiiundi„Vishay-green“iunteriwww.<br />
rutronik24.comierhältlich.<br />
DasiUpgradeideriSerieniTFBS4xxi<br />
undiTFDU4xxibestehtijeweilsiausi<br />
einemiFotodetektor,ieineriVorverstärkerschaltungiundieinemiIR-Filteri<br />
inieinemieinzigeniGehäuse,idasiini<br />
unterschiedlicheniGrößenialsiTop-<br />
View-ioderiSide-View-Gehäuseifüri<br />
dieiOberflächenmontageiangeboteniwird.iDieiverbesserteniLösungeniermöglichenieineniPlug&Play-<br />
ErsatzifürivorhandeneiBauelementei<br />
der Serie.<br />
MitidieseniIR-Transceiver-ModuleniproftiereniKundenivoniderilangfristigeni<br />
Verfügbarkeiti deri IRDC-<br />
Produkte.iDieiDrop-in-Technikisparti<br />
zusätzlichiKosten,idaieinineuesiLeiterplatten-Design<br />
obsolet ist.<br />
Die Module überzeugen durch<br />
einenisehrigeringeniiStromverbrauchi<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
miti einemi Ruhestromi voni unteri<br />
70iµAiundiverlängernisoidieiLebensdaueri<br />
voni Batterieni ini tragbareni<br />
Geräten.i Siei arbeiteni ini einemi<br />
Betriebsspannungsbereichivoni2,4i<br />
bisi5,5iVibeiieineriBetriebstempera-<br />
turivoni-25ibisizui+85i°C.iDieiBau-<br />
elemente entsprechen der neusten<br />
IrDA-SpezifkationifüridieiphysikalischeiSchicht,isindiabwärtskompatibel<br />
und werden in einer Vielzahl<br />
voniGehäusegrößeniangeboten.<br />
Benefits im Überblick:<br />
• unterstützt Datenraten<br />
bisizui115,2ikbit/s<br />
• Verbindungsdistanz<br />
bis zu 1 m<br />
• Ruhestromiunteri70iµA<br />
• konformimitidenineusteni<br />
IrDA-Spezifkationeni<br />
füridieiphysikalischeiSchicht<br />
• Betriebstemperatur<br />
voni-25ibisi+85i°C<br />
• Betriebsspannung<br />
voni2,4ibisi5,5iV<br />
• ESD-Robustheitibisi2ikV<br />
i Anwendungsbeispiele:i Smarti<br />
Metering, industrielle Automatisierungssteuerungen,<br />
Mobil telefone,<br />
medizinischeiGeräte,iEV-Chargingi<br />
Rutronik Elektronische<br />
Bauelemente GmbH<br />
www.rutronik.com<br />
45
Komponenten<br />
Sichere Stromversorgung<br />
mit medizinischen Mehrfachsteckdosen<br />
TÜV-geprüfte solide Aluminium-Mehrfachsteckdose MED5 ZPA<br />
Füri Mehrfachsteckdosen,i diei<br />
innerhalb der Patientenumgebung<br />
eingesetzt werden, gibt die EN/<br />
IECi60601ivor,idassibestehendei<br />
elektrischei Systemei nichti ohnei<br />
erneute Prüfung nach EN/IEC<br />
60601-1-2iverändertiwerdenidürfen.i<br />
Aus diesem Grund müssen medizinischeiSteckdosenleistenigegeni<br />
dasiversehentlicheiHerauszieheni<br />
oderi Hinzufügeni voni Steckerni<br />
ge sichert sein. Der Abzugsschutz<br />
deriSteckdosenleistenidarfidaheri<br />
nurimitiWerkzeugigeöffnetiwerden.i<br />
Medizinischei Steckdosenleisteni<br />
sind überall dort erforderlich, wo<br />
bestimmte Sicherheitsanforderungen<br />
an das Stromnetz und die<br />
Verteilung des Stroms gestellt werden.<br />
Die medizinischen MehrfachsteckdosenivoniBaaskeisindiideali<br />
geeignet für den Betrieb in allen<br />
RäumenideriAnwendungsgruppei2i<br />
nach VDE Teil 710.<br />
Spezielle Anforderungen<br />
Medizinischei Mehrfachsteckdosen<br />
sind überall dort erforderlich,<br />
wo bestimmte Anforderungen der<br />
Sicherheit an das Stromnetz und<br />
die Verteilung des Stroms gestellt<br />
werden. Die medizinischen MehrfachsteckdosenleistenivoniBaaskei<br />
sind ideal geeignet für den Betrieb in<br />
RäumenideriAnwendungsgruppei2.<br />
Baaske Medical GmbH & Co. KG<br />
vertrieb@baaske-medical.de<br />
www.baaske-medical.de<br />
Modulare solide Aluminium-Mehrfachsteckdose, bestehend aus acht Steckdoseneinsätzen<br />
Unterschiedliche Varianten<br />
Entsprechendi deri vielfältigeni<br />
Anforderungen, die an eine Mehrfachsteckdoseigestelltiwerden,iibieteti<br />
BaaskeieineiReiheiunterschiedlicheri<br />
Variantenian:iSeiiesinunieinibesondersistabilesiGehäuse,iDesinfzierbarkeitioderieineibesondersigroßei<br />
AnzahlivoniSteckplätzeni(voni1ibisi<br />
zui8iSteckdoseneinsätzen).i<br />
Premium-Aluminium-Mehrfachsteckdose MED4-Q400AN E<br />
MEDX ZPA _4-Fach: Rückstellbarer thermischer Schutzschalter oder<br />
schaltbarer thermischer Drucktasten-Schutzschalter als wählbare Module<br />
Die medizinische Vollprüfung<br />
nachi deri EN/IECi 60601-1i isti<br />
inklusive.iDieseiKriterieniwerdeni<br />
also nicht nur durch Normen oder<br />
Richtlinienidefniert,isondernirichtenisichiauchinachidenisehriindividuellen<br />
Anforderungen des jeweiligeniiKunden-Systems.<br />
Die Vorteile auf einen Blick:<br />
• TÜV geprüft für den Einsatz<br />
mitiAnästhesiegeräten<br />
• JederiSteckdoseneinsatzi<br />
ist doppelt abgesichert<br />
• ZusätzlicheriPotentialausgleichi<br />
(ZPA)<br />
• Abzugssicherung und Sperrdeckeligegeniunbeabsichtigtei<br />
Veränderungidesielektrischeni<br />
Systems<br />
• 5iJahreiGarantiei◄<br />
46 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
First Mate Last Break:<br />
Elektrische Sicherheit und Zuverlässigkeit<br />
für Medizingeräte<br />
Komponenten<br />
Die neuen First Mate Last Break-Steckverbinder von Fischer Connectors sind in zwei Größen (Größe 104 mit einem<br />
Stecker mit 15 mm Durchmesser und Größe 1031 mit einem Stecker mit 13 mm Durchmesser) und drei gemischten<br />
Nieder spannungs konfigurationen (eine mit 12 Kontakten, zwei mit 14 Kontakten) erhältlich.<br />
Der längere FMLB-Kontakt für die Erdung ist in Rot dargestellt.<br />
Der Spagat<br />
Herstelleri voni medizinischeni<br />
Geräteni müsseni deni Spagati<br />
zwischeni höchsteni Sicherheitsstandardsi<br />
undi bestmöglicheri<br />
iBenutzerfreundlichkeitileisten.iWährendi<br />
medizinischei Gerätei meisti<br />
durchieiniGehäuseigeschütztiundi<br />
notwendigeiSchalter,iKnöpfeiundi<br />
Anzeigeni guti zugänglichi ani deri<br />
Vorderseiteiplatziertisind,ikannidiei<br />
InfrastrukturiSicherheitsrisikoiundi<br />
Nervenprobeizugleichisein.iSteckverbinderi<br />
undi diei zugehörigeni<br />
Anschlusspunktei sindi ivulnerablei<br />
iStelleniimiSystem.i<br />
Fischer Connectors GmbH<br />
mail@fischerconnectors.de<br />
www.fischerconnectors.de<br />
Insbesondere wenn Strom geleitet<br />
wird,iistiVorsichtigeboten.iSchließlich<br />
müssen nicht nur Anwender und<br />
Patienten, sondern auch die empfndlicheiTechnikiimiGerätiselbsti<br />
geschützt werden. Hierfür schafft<br />
dieiNormiIECi60601-1ifürimedizinischeielektrischeiGeräteieineniklaren<br />
Rahmen. Spezielle „First Mate<br />
Lasti Break“-Steckverbinderi erfüllen<br />
die Vorgaben dieser Norm und<br />
vereinenielektrischeiSicherheitiundi<br />
mechanischei Zuverlässigkeiti miti<br />
Benutzerfreundlichkeit.ii<br />
First Mate Last Break<br />
Aber was bedeutet „First Mate<br />
LastiBreak“i(FMLB)iundiwasisteckti<br />
dahinter?i„FirstiMateiLastiBreak“i<br />
beziehtisichiaufieineniinnovativeni<br />
Mechanismus,ibeiidemieinilängereri<br />
KontaktiimiSteckerizuerstigepaarti<br />
(First Mate) und zuletzt unterbrocheniwirdi(LastiBreak).iDiesei<br />
spezielleiKonfgurationigewährleistet,idassidasielektrischeiSystemi<br />
permanent geerdet ist. Ohne permanenteiErdungikönneniunvorhersehbare<br />
schwebende Signale die<br />
Signalintegritätischmälerniundizui<br />
Übersprechen,ikapazitiveriKopplungi<br />
und EMI-Problemen führen. Auch<br />
riskanteielektrischeiSicherheitsbedingungenikönnenidieiFolgeisein.i<br />
DiesivermeidetidieiFirstiMateiLasti<br />
Break-TechnologieiundigewährleistetisomitizuverlässigeniSchutzivori<br />
elektrostatischeriEntladungi(ESD).i<br />
Außerdemiwirdisichergestellt,idassi<br />
jegliche Streuspannung auf eine<br />
sichere Erde geleitet wird. So werdeniSchädenifürideniBedieneriundi<br />
dieispannungsempfndlicheniGerätei<br />
vermieden.i<br />
Hybrid-Steckverbinder<br />
InideriMedizintechnikikommeni<br />
häufgiHybrid-Steckverbinderizumi<br />
Einsatz, die nicht nur Daten, Signale<br />
undiStromiübertragenikönnen,isonderniauchiFlüssigkeiteniundiGase.i<br />
Dabeii werden,i jei nachi Konfguration,<br />
Daten-, Strom- und sogar<br />
Gas-i oderi Flüssigkeitsitransferi ini<br />
einemieinzigenihochdichteniSteckverbinderi<br />
kombiniert.i Diesi sparti<br />
nichtinuriPlatz,isonderniträgtiauchi<br />
dazui bei,i diei Größei voni medizinischeniGeräteniundidasiGesamtgewichtizuireduzieren.iAußerdemi<br />
vereinfachtidieiKombinationimehrerer<br />
Verbindungen in einem einzigeniSteckverbinderidasiSteckeni<br />
erheblich. Insbesondere bei Notfällen,ibeispielsweiseiimiRettungseinsatzioderiaufiIntensivstationen,i<br />
zähltijedeiSekunde.iDeshalbigilties,i<br />
diei Gefahri voni Fehlianschlüsseni<br />
zuiminimieren:idurchileichtesiSteckeni<br />
sowiei einei entsprechendei<br />
Kodierung.ii<br />
Sichere Verriegelung<br />
Eini entscheidenderi Faktori füri<br />
deni sichereni Betriebi voni medizintechnischeni<br />
Geräteni isti diei<br />
sicherei Verriegelungi voni Verbindungen.<br />
Je nach Anwendungsfall<br />
kommeniunterschiedlicheiSystemei<br />
zumi Einsatz:i Push-Pull,i Tamperproof,iQuick-ReleaseiundiFrictioni<br />
Fit.iFirstiMateiLastiBreak-Konfgurationenikönneniiniallenigängigeni<br />
Verriegelungsisystemeniumgesetzti<br />
werden:i Push-Pull,i Tamperproof,i<br />
Quick-ReleaseiundiFrictioniFit.iDiesi<br />
erleichtertiesiKonstrukteuren,ideni<br />
unterschiedlichen Anwendungsszenarien<br />
und Nutzerbedürfnisseni<br />
gerechti zui werden.i Schließlichikanniauchieiniundidasselbei<br />
GerätizweiiverschiedeneiArtenivoni<br />
Verriegelungsimechanismeniverwenden,ijeinachdem,iobieiniSteckerifüri<br />
deniAnschlussieinesiHandstücksi<br />
oderieineriSteuerkonsoleizumiEinsatzikommti–ifürialleigiltijedoch,i<br />
dass sie sicher sein müssen. First<br />
MateiLastiBreakihatidabeiiauchikeinerleiiEinflussiaufidieiRobustheit.i<br />
Hohe Schutzklasse<br />
Wie alle anderen medizinischen<br />
SteckverbinderisindiauchiFirstiMatei<br />
Lasti Break-Steckverbinderi nachi<br />
IP68iabgedichtet,iwideristehenideri<br />
SterilisationiiniAutoklaveniundiKorrosion<br />
(1.000 Stunden Salznebel,<br />
5i%iSalzlösung,i35i°C).iMiti10.000i<br />
SteckzyklenisindidieiSteckverbinder<br />
besonders langlebig. ◄<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
47
Komponenten<br />
Heizfolien aus Kapton<br />
Neue Horizonte für Analytik, Forschung und pharmazeutische Anwendungen<br />
In der Medizinbranche spielen fortschrittliche<br />
Materialien und Technologien eine entscheidendeiRolleibeiideriVerbesserungivoniBehandlungs-iundiMessverfahrenioderideriGenauigkeiti<br />
medizinischeriGeräte.i<br />
EineivielversprechendeiInnovationiinidiesemi<br />
BereichisindidieibeiiTelemeteriElectronicierhält-<br />
licheniHeizfolieniausiKapton,ieinemiPolyimid-<br />
derivat,i dasi füri seinei herausragendeni thermischen,imechanischeniundielektrischeniEigenschafteni<br />
bekannti ist.i Heizfolieni ausi Kaptoni<br />
besteheniausidünneniSchichtenidesiPolymermaterialsiKapton,idasidurchieineiKombinationi<br />
voniPolyimidharzenihergestelltiwird.i<br />
Kaptoni zeichneti sichi durchi seinei außergewöhnlichei<br />
Beständigkeiti gegenüberi Hitze,i<br />
Chemikalieni undi mechanischemi Stressi aus.i<br />
Diese Folien werden durch ein spezielles Verfahrenihergestellt,idasiesiermöglicht,isieiiniverschiedeneniFormeniundiGrößenizuiproduzieren,<br />
je nach den Anforderungen der Anwendung.<br />
HeizfolieniausiKaptonihabenivieleiVorteileiinideri<br />
Medizinbranche.iKapton-Heizfolieniermöglicheni<br />
eineipräziseiTemperaturkontrolleiwährendianalytischeriundipharmazeutischeriProzesse,iwasi<br />
zuireproduzierbareniErgebnisseniundieineriverbesserteniExperimentaleffzienziführt.i<br />
Diei Vielseitigkeiti voni Kapton-Heizfolieni er-<br />
möglichtiihreiAnpassungianiverschiedeneiLabor-<br />
Geräteiundi-Anwendungen,iwasiihreiFlexibilitätiundiAnwendbarkeitiinieinemibreiteniSpektrumivoniLaborumgebungenierhöht.iDarüberi<br />
hinausisindiKapton-Heizfolienibekanntifüriihrei<br />
LanglebigkeitiundiZuverlässigkeit,iwasisieizui<br />
einerikosteneffzienteniLösungifürideniEinsatzi<br />
iniLaborenimacht,iwoikontinuierlicheiundizuverlässigeiLeistungientscheidendiist.i◄<br />
Innovative Wärmeleitfolien<br />
Telemeter Electronic GmbH<br />
info@telemeter.de<br />
www.telemeter.info<br />
Telemeter Electronic bietet hochwertige<br />
iWärmeleitifolien,iwelcheieineiverbesserteiWärmeiableitung<br />
in den jeweiligen Anwendungen garantieren.iDieiWärmeleitfolieniermöglichenieffzienti<br />
dieiÜbertragungivoniWärmeivonieineriQuellei<br />
zuieinemiZiel,iumieineipräziseiTemperaturkontrolleizuierzielen.iAußerdemiüberzeugenisieimiti<br />
einerihoheniWärmeleitifähigkeitivoni14iW/mKi<br />
undi16iW/mKinachiASTMiD5470.<br />
IhreiFlexibilitätiundigeringeiSteifgkeitiführeni<br />
dazu,idassisieisichileichtiverschiedeneniFormeniundiOberflächenianpassen.<br />
DieiFolieniwerdeniiniDickenivoni0,2ibisi2immi<br />
hergestellt,iumidenivielfältigeniAnforderungeni<br />
unterschiedlichster Anwendungen gerecht zu<br />
werden.iDurchidieiVerstärkungimitiKohlefaserni<br />
bietenisieieineiverbesserteiWärmeleitifähigkeiti<br />
undieineiieffzienteiWärmeiableitung.iSieisindifüri<br />
deniLangzeiteinsatzibeiiTemperaturenivonibisi<br />
zui200i°Ciausgelegt,iohneiEinbußeniinideriLeistungsfähigkeitizuierleiden.iDieiAnwendungsmöglichkeiteni<br />
deri hochwertigeni WärmeleitfolienigeheniweitiüberiherkömmlicheiEinsatzbereicheihinaus.iObiinideriElektronikindustrie,i<br />
der Automobilbranche, erneuerbaren Energien,<br />
deriMedizintechnikioderidenianspruchsvolleni<br />
MIL-Bereicheni–idieiFolienivoniTelemeteriElectronicisindistetsidieioptimaleiLösungiwennieinei<br />
gesteigerteiLeistungisowieimaximaleiZuverlässigkeitigefordertisind.i◄<br />
48 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
I/O-Module sind das Rückgrat smarter Netze<br />
Kommunikation<br />
IniZeitenivoniKI,iIndustriei4.0,iBigi<br />
Data, Deep Learning und anderen<br />
algorithmusbasierten Technologien<br />
klingtiesifastianachronistisch,iwenni<br />
voniI/O-Modulen,ialsoiKlassikerni<br />
der Hardware, die Rede ist. Doch<br />
dieseiEinschätzungiistinichtiganzi<br />
richtig.iImiGegenteil:iDieiRelevanzi<br />
undidieiVorzügeivoniI/O-Architekturen<br />
liegen auch heute noch auf<br />
der Hand und sind – auch wenn<br />
diei Begrifflichkeiti ani Attraktivitäti<br />
verlierti–inichtizuileugnen.i<br />
Daher setzt auch der deutsche<br />
Distributor Acceed mit seinem PortfolioideriprofessionelleniNetzwerktechnikiweiterhiniaufidieiweltweitieingesetzte<br />
Hardware des erfahrenen<br />
Herstellers TOPSCCC (gegründet<br />
1987)iundiseineriMarkeiExpertDAQ.<br />
Acceed GmbH<br />
www.acceed.com<br />
Grundlage Daten-Input<br />
Autonome Fahrzeuge und<br />
iRoboteri mögeni diei Aufmerksamkeiti<br />
aufi sichi ziehen,i aberi wenni<br />
der notwendige Daten-Input fehlt,<br />
isti auchi dasi „smarteste“i Systemi<br />
aus Rechen leistung und Software<br />
hilflos.iFüridieiErfassungideriWirklichkeitiiniFormivoniDatenisindiini<br />
deriRegeliSensoren,iZählerioderi<br />
ähnlicheiKomponentenizuständig.i<br />
Dieseiverfügenijedochimeistinichti<br />
überieineiintegrierteiFunktionifüri<br />
die Weiterleitung, Datenumwandlung<br />
oder Integration in ein Netzwerki<br />
oderi ini einei anderei Verarbeitungsstruktur.iDaherizählenivori<br />
allemidieikleineniI/O-Module,ispezialisierteiRelaisiundiDatenkonverter,izuidenizentraleniKomponenteni<br />
iniArchitekturenidesiindustrielleni<br />
Internet of Things und der Smart-<br />
Industry-Anwendungen.i<br />
Die Vermittler<br />
I/O-Module fungieren im WesentlichenialsiVermittler.iAnideniEingängeniwerdenidieiSignaleivoniSensoren<br />
oder Messumformern empfangen,ianideniAusgängenidieiAntwortsignaleianidieigesteuerteniGerätei<br />
geschickt.iZuideniHauptfunktioneni<br />
gehöreniKommunikation,iSynchronisierungiundiZeitsteuerung,iFehlererkennungi<br />
undi Datentransfer-<br />
Management. Sie optimieren die<br />
Energieeffzienz,i diei Sicherheit,i<br />
deniKomfortiundidieiBetriebskosten.<br />
i Auchi füri deni Retrofti ältereri<br />
Maschinen, Anlagen und selbst<br />
Gebäudei oderi Außenarealei sindi<br />
I/O-Moduleiunerlässlich.iNuridurchi<br />
sie wird die zentralisierte Überwachung,<br />
Steuerung und Wartung erst<br />
möglich.i I/O-Modulei sind,i wenni<br />
nichtidasiHerz,isoidochidasiRückgratifüriKonnektivitätiundiInteroperabilitätiinijederiindustrielleniAutomatisierungsanwendung.<br />
ExpertDAQ<br />
Miti deni Geräteni deri Markei<br />
ExpertDAQi bieteti Acceedi diei<br />
gesamtei Produktpalettei voni<br />
I/O-Modulen für die professionelle<br />
Steuerung und Automatisierung,idigitaliundianalog,iRS-485i<br />
undiModbus,iRelais,iZähler,iTimer,i<br />
ebensoiwieiKonverterizuiRS-232,i<br />
USBiundiTCP/IP.i<br />
LoRa-Gateways<br />
DieineusteniLoRa-Gatewaysibieteni<br />
diei Möglichkeit,i IoT-Remote-<br />
Modulei überi größerei Entfernungeni<br />
miti einemi lokaleni Netzwerki<br />
oderieinemiHost-Computerizuiverknüpfen.iDieiDatenübertragungiüberi<br />
LoRa-Gatewaysiistihauptsächlichi<br />
füridieiISM-Frequenzbänderi(Industrial,iScientifc,iMedical)ibeii862ibisi<br />
936iMHzivorgesehen.iDieiGatewaysi<br />
sindiebenfallsifüriindustrielleiUmgebungen<br />
geeignet und stehen als spezialisierte<br />
Modelle für unterschiedlicheiKonvertierungsaufgabenizuri<br />
Verfügung:iEthernet/ModbusiTCP,i<br />
USB,iserielli(RS-232/485)iundiDigital-I/O-Controller.iAlleiKomponenteniwerdenidenierhöhteniAnforderungen<br />
im Industrieumfeld gerecht,<br />
etwaierweiterteniUmgebungstemperatureni<br />
oderi hoheri physischeri<br />
Beanspruchung.<br />
Kurze Lieferzeiten<br />
Acceed betont, dass mit dem<br />
Ausbaui desi ExpertDAQ-PortfoliosiauchidieikundenseitigeiAnforderunginachisehrikurzeniLieferzeiten<br />
umgesetzt wird. Die meisten der<br />
wichtigeniKomponentenisindisoforti<br />
oderischnellilieferbar.iAuchikundenspezifscheiKonfgurationenikönneni<br />
inklusiveiTestimitihoheniStückzahlen<br />
geliefert werden. ◄<br />
Der Lüfter<br />
für besondere<br />
Herausforderungen<br />
Der Kraftprotz !<br />
• 12 V DC<br />
• 80 x 80 x 38 mm<br />
• 1.600 Pa mit<br />
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Wir liefern Lösungen…<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
49
Produktion<br />
Mehr Durchsatz und Qualität<br />
bei hochpräzisen Laserprozessen<br />
Aerotech mit neuer Steuerungsfunktion für AGV-Laser-Scanner<br />
Laserfertigung von Stents in der Medizintechnik: Laserschneide<br />
Laserfertigung von Stents in der Medizintechnik: Rohrlaserbearbeitung<br />
Aerotech GmbH<br />
https://de.aerotech.com<br />
Die Nachfrage nach Laserprozesseni<br />
miti höheremi Durchsatzi<br />
steigtibranchenübergreifend,iwährendiQualitätsstandardsigleichzeitigiverschärftiwerden.iHerkömmlichei<br />
Laserscansystemeigelangenidabeii<br />
schnell an ihre Grenzen.<br />
DieiMotion-Control-Expertenivoni<br />
Aerotech unterstützen ihre Anwender<br />
deshalb jetzt mit einer erweiterten<br />
Controller-Funktion:iDiei„verbessertei<br />
Scanner-Steuerung“i(ESC-EnhancediScanneriControl)ilässtisichiohnei<br />
zusätzlicheniEinrichtungs-ioderiProgrammieraufwand<br />
nutzen und sorgt<br />
im Handumdrehen für weniger Fehler<br />
bei mehr Durchsatz.<br />
Zusätzliche Präzisionsachse<br />
Diei hochdynamischeni 2-Achs-<br />
Laserscanköpfei voni Aerotech,i<br />
gesteuert über die Bewegungssteuerungsplattform<br />
Automation1,<br />
bieten einen einzigartigen Nutzen für<br />
LaserprozessingenieureiundiGerätehersteller,idaisieieineizusätzlichei<br />
PräzisionsachseiinidereniAutomatisierungsprozesse<br />
bringen. Bei der<br />
erweiterteniSteuerungsfunktioniESCi<br />
handelt es sich jetzt um ein optionalesiUpgradeideriHardware,ideri<br />
Firmware und der Steuer elemente,<br />
welchesiKundenimitiverschärfteni<br />
Anforderungen einen erheblichen<br />
Mehrwert bieten soll.<br />
Vorteile<br />
Simon Smith, European Director<br />
bei Aerotech, bringt die Vorteile<br />
aufideniPunkt:i„Bewegungsproflei<br />
lassen sich damit schnell und in<br />
derigewünschteniPräzisionierreichen.i<br />
Taktrateni imi Prozessi werdenierhöhtiundidieiMaschinenleistungistimmtimitideniKostenzieleni<br />
desiUnternehmensifüridasihergestellteiProduktiüberein.“i<br />
MitiderineueniSteuerungsfunktioni<br />
ESC erzielen Anwender nun ohne<br />
kostspieligeiEinrichtungsaufwändei<br />
eineiniedrigereiGesamtzykluszeiti<br />
für ihre zu bearbeitenden Teile bei<br />
höhereri Qualität.i iUnternehmeni<br />
unterschiedlichsteriBranchenikönneniihreiAufträgeisoischnelleriundi<br />
fehlerfreieri abwickelni ohnei dasi<br />
Abwicklungsfensteri jemalsi wie-<br />
deriverlassenizuimüssen.iZeitver-<br />
Automation1 Bewegungssteuerungsplattform in Version 2.7:<br />
jetzt mit verbesserter Scannersteuerung (ESC)<br />
50 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
lusteidurchiSprungverzögerungeni<br />
werdeni eliminierti undi esi könneni<br />
höherei Scan-Beschleunigungeni<br />
undi-Geschwindigkeiteniangewendet<br />
werden.<br />
Die Profiteure<br />
Anwendungen,i diei bereitsi voni<br />
deni neueni Steuerungsfunktioneni<br />
proftieren,isindilautiAerotechiu.a.:<br />
• Tiefloch-Laserbohren:<br />
tiefeiLöcher,ivertikalesiProfl,imehrfacheiBearbeitungiami<br />
gleichen Ort<br />
„Wir wollen unsere<br />
Vorreiterrolle im Motion-<br />
Control-Umfeld weiter festigen.<br />
Die verbesserte Scanner-<br />
Steuerung ist ein Meilenstein<br />
auf diesem Weg.“<br />
Simon Smith<br />
European Director<br />
Aerotech<br />
• Kreisförmiges Konturieren:<br />
geringereriZirkularitätsfehler,i<br />
höhereikonstanteiGeschwindigkeiten<br />
• Eckenkonturierung:<br />
verringerteiSchleppfehler,i<br />
erhöhteiGeschwindigkeiti<br />
ohne Spurfehlergrenzen<br />
• Laserschneiden<br />
und -Mikrobearbeitung:<br />
schnelleres Schneiden,<br />
höhereiQualität,ihöhereri<br />
Durchsatz<br />
• Laserschweißen<br />
von medizinischen Geräten:<br />
mehr Teile pro Stunde mit<br />
höheremiErtrag<br />
Produktimplementierung<br />
und Zeitplan<br />
Eingeführt wird ESC jetzt mit der<br />
aktuelleniVersioni2.7ivoniAutomation1.<br />
Die erweiterte Steuerungsfunktioni<br />
isti danni füri deni Laserscankopfi<br />
(Galvo-Scanner)i AGV-<br />
XPOi erhältlichi sowiei alsi Zusatzoption<br />
für den AGV-HP(O). Laut<br />
Hersteller handelt es sich um eine<br />
Controller-Funktion,idieikeineiHardware-Änderung<br />
und weitere Schulung<br />
erfordert.<br />
Simon Smith betont abschließend:i<br />
„Wiri wolleni unserei VorreiterrolleiimiMotion-Control-Umfeldi<br />
weiterifestigen,ideshalbientwickelni<br />
wirigemeinsamimitiunsereniKundeni<br />
immer wieder neue Ideen, um leistungsstarkeiProzesseimitihöchsteri<br />
Präzisionihervorzubringen.i<br />
DieiverbesserteiScanner-Steuerung<br />
ist ein weiterer Meilenstein<br />
aufidiesemiWeg.“i ◄<br />
Aerotechs AGV-XPO: ein hoch -<br />
dynamischer 2-Achs-Laserscankopf,<br />
der mit erweiterter<br />
Steuerungsfunktion (ESC)<br />
höhere Verarbeitungsgeschwindigkeiten<br />
bei<br />
besserer Genauigkeit erreicht.<br />
Crazy Tools! Katalog <strong>2024</strong>-2027 veröffentlicht<br />
Mikron Switzerland AG<br />
Division Tool<br />
www.mikrontool.com<br />
Mikroni Tooli veröffentlichti diei<br />
dritte Ausgabe ihres digitalen Tool<br />
Booki<strong>2024</strong>i-i2027.iHeuteiumfassti<br />
dieiPaletteideriKatalogwerkzeugei<br />
überi5800ieinzelneiArtikel.iDiesei<br />
sindiinieinemiKatalogizusammengefassti<br />
miti vieleni zusätzlichen,i<br />
nützlichen Informationen für den<br />
Anwender.<br />
UnterteiltiiniAnwendungsgruppeni<br />
wiei Bohren,i Fräseni oderi<br />
EntgrateniistijedeiProduktfamiliei<br />
genau beschrieben mit ihren EigenschafteniundiVorteilen.iDazuikommeniAngabeniwieiiGrößen,iVerfügbarkeit,iSchnittdateniundiBearbeitungsprozesse.<br />
Der Anwenderi<br />
erfährti auch,i welchei Artikeli<br />
abiLageriverfügbarisindiundiwelchei<br />
ergänzendeni Produktei eri<br />
gewinnbringendieinsetzenikann.i<br />
OderiwieidasiidealeiUmfeldiaussieht,iumidasiMaximumiausidieseniWerkzeugeniherauszuholen.i<br />
Das bedeutet, er hat mit diesem<br />
Buch alle notwendigen Informati-<br />
oneniinideriHand,iumieiniCrazy-<br />
Tool auf einer Maschine optimal<br />
einzusetzen.<br />
EinibesonderesiAugenmerkiliegti<br />
auf den Neuheiten, welche gleich<br />
am Anfang besprochen werden und<br />
einem Sonderteil zu MedizintechnikiundiihreniAnwendungen,ifüri<br />
welcheiMikroniTooliunterschiedlichsteiLösungenianbietet.i<br />
AuchidemiThemaikundenspezifschei<br />
Werkzeugei sindi spezielleiKapiteligewidmetimitiAngabenizuiMachbarkeit,iToleranzen,i<br />
Durchmesser- oder Anwendungsbereichen.<br />
Interessiertei Nutzeri könneni<br />
deni neueni Katalogi alsi interaktivesi<br />
PDFi hieri herunterladen:<br />
www.mikrontool.comi ◄<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
51
Produktion<br />
Kontinuierliche Überwachung im Reinraum<br />
Das Schweizer Unternehmen Thommen Medical setzt in seinem neuen Gebäude auf das Rotronic<br />
Monotoring System (RMS), alle Bilder © Process Sensing Technologies.<br />
DasiinideriMedizintechnikitätigeiUnternehmeniThommeniMedicaliAGierweiterteikürzlichi<br />
seineni Produktionsstandorti undi stattetei diesenimitieinemieigeneniReinraumiaus.iUmidorti<br />
Temperatur,iFeuchtigkeitisowieiDruckizuverlässigiundirundiumidieiUhrizuimessen,iwurdeiaufi<br />
dasiiRotroniciMonitoringiSystemi(RMS)izurückgegriffen.<br />
Hauseigener Reinraum<br />
IniGrenchenibefndetisichideriHauptsitzidesi<br />
Familienunternehmens Thommen Medical AG.<br />
Vor über 20 Jahren gegründet, hat sich die Firma<br />
aufidentaleiImplantatsystemeiundizahnärztlichei<br />
Instrumenteispezialisiert.iDesiWeiterenientwickelt,i<br />
verpacktiundivermarktetisieidieseiauchiselbstständig.iImiJahri2022ierweiterteimanideniProduktionsstandortiundiimineueniGebäudeiwurdei<br />
ein hauseigener Reinraum gebaut, damit besondersiheikleiProdukteikeimarmiverpacktiwerdeni<br />
können.iGeradeiimimedizinischeniBereichigibti<br />
es in dieser Hinsicht strenge Vorgaben.<br />
Process Sensing Technologies PST GmbH<br />
www.processsensing.com<br />
Einwandfreie Überwachung<br />
Wichtigiist,idassiTemperatur,iDruckiundiFeuchtigkeitiimiReinraumistetsigleichbleiben.iWeichti<br />
eineridieseriWerteivonideriNormiab,ihatidiesi<br />
zuriFolge,idassideriRaumikontaminiertiistiundi<br />
sichisomitinichtimehrifüridieiVerpackungideri<br />
sterileniProdukteieignet.iDeshalbiistiThommeni<br />
iMedicaliaufieinizuverlässiges,ikontinuierlichesi<br />
Überwachungssystemiangewiesen.iDiesesihati<br />
dasiUnternehmeniimiRotroniciiMonitoringiiSystemi<br />
(RMS) gefunden.<br />
Spezielle Hardware<br />
Ebenso wichtig wie eine stabile Software ist<br />
eineifüriReinräumeigeeigneteiHardware.iEsrai<br />
Bal,iGruppenleiteriniKeimarmverpacken,iführti<br />
aus:i„DeriDatenloggeriimiReinraumimussileichti<br />
zuireinigeniundikorrosionsbeständigisein.iEridarfi<br />
außerdemikeineiPartikeliabgebeniundimussieinei<br />
glattei Oberflächei haben.“i Diesei Eigenschafteni<br />
erfülleni diei Produktei voni Rotronic,i weshalb<br />
man sich unter anderem dafür entschiedenihat.iSoisindisieiGMP-zertifziert,ieiniinternationaleriStandard,iderivoriallemiimiPharma-i<br />
und Medizinbereich gefordert wird.<br />
Alarmsystem für Notfälle<br />
Das RMS wird jedoch nicht nur im Reinraum,<br />
sondern auch in anderen Bereichen des Neubaus<br />
eingesetzt.iSoimisstidasiSystemibeispielsweisei<br />
dieiTemperaturiiniverschiedeneniKühlschränkeni<br />
sowieieinemiWärmeschrankiundiüberwachtidasi<br />
Lageri aufi Temperaturi undi Feuchtigkeit.i „Wiri<br />
sindiimiZugeieigeneriQualitätsikontrollenidaraufi<br />
angewiesen,idieikritischeniBereicheiiniEchtzeiti<br />
zuiüberwacheniundisämtlicheiWerteiebenfallsi<br />
rückverfolgenizuikönnen“,ierklärtiEsraiBalideni<br />
EinsatzidesiRMS.iAufiihremiLaptopikannisiei<br />
sich jederzeit ins Dashboard einloggen und<br />
überprüfen,iobiallesirundiläuft.<br />
FürideniNotfalliistidasiSystemimitieineriAlarmfunktioniausgerüstet.iDiesesisendetiBenachrichtigungenianidieiSmartphonesiderizuständigeni<br />
Personen.iZusätzlichiertöntieiniAlarmtoniundi<br />
die Anzeigeleuchten des Reinraums beginnen<br />
rotizuiblinken.<br />
Leicht erweiterbares System<br />
Stets eine Herausforderung beim Einrichten<br />
voniRMSiistidieianalogeioderidigitaleiImplementierungivoniGeräten,idieinichtivoniRotronici<br />
stammen.iInidiesemiProjektimussteieinifremdesiPartikelmessgerätiinsiSystemiimplementiertiwerden,iwasinachiAbklärungenimitidemi<br />
Hersteller problemlos gelang.<br />
Bei Thommen Medical ist das RMS mittlerweile<br />
seit über einem Jahr in Betrieb und<br />
maniistisehrizufriedenidamit.i„EinigroßeriPluspunktiistiaußerdemidieileichteiErweiterbarkeit.i<br />
SollteniwirieinenierneuteniAusbauiplanen,ikönnenizusätzlicheiGeräteiunkompliziertiinsibestehendeiiSystemiintegriertiwerden“,isoiEsraiBal.<br />
Ein Mini-Datenlogger im Einsatz für einen<br />
Wärmeschrank von Thommen Medical: Für den<br />
optimalen Einsatz wurde der Fühler im Inneren<br />
mittels Flachbandkabel mit dem Datenlogger<br />
verbunden.<br />
52 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
Rotronic Monitoring System (RMS)<br />
DasiRotroniciMonitoringiSystemi(RMS)iisti<br />
einei Softwarei deri GAMPi 5-Kategoriei 4i ini<br />
iKombinationimitiHardwareideriKategoriei1,idiei<br />
Kundenihilft,iihreiGxP-konformeniAnwendungeni<br />
zuiüberiwachen,idieikritischeniQualitätisattributei<br />
zuiuntersucheniundidieiheikleniProzessiparameteri<br />
zu monitoren.<br />
Bei Thommen Medical wird Hardware wie digitaleiundianalogeiFühler,iDatenlogger,iGateways,i<br />
Ethernet Interfaces und Anzeigeleuchte (Alarm)<br />
mitiCloudiSoftwareieingesetztiin:<br />
• Reinraum<br />
• Lager<br />
• Kühlschränken<br />
• Wärmeschranki◄<br />
Die Messwerte, hier Temperatur und Feuchtigkeit, können sowohl an den einzelnen Datenloggern<br />
sowie auf dem Dashboard am Computer jederzeit überprüft werden.<br />
Mikropräzisionsdrucker für höhere Flexibilität<br />
BMF bringt ersten Mikropräzisionsdrucker einer Hybridserie mit dualer Auflösung auf den Markt<br />
Boston Micro Fabrication<br />
www.bmf3d.com<br />
Miti neueni Dual-Resolutioni 3D-Druckerni<br />
bietetiBostoniMicroiFabricationi(BMF)iKunden,idieihochpräzisei3D-Drucklösungeniimi<br />
Mikrobereichibenötigen,ieineihöhereiFlexibilität.iDasiersteiGerätideribranchenweitiersteni<br />
ReiheivoniHybrid-DruckerniimiMikrobereich,i<br />
derineueimicroArchiD1025,idrucktiwahlweisei<br />
mitieineriAuflösungivoni10iµmioderi25iµmioderi<br />
imiHybridmodusimitibeideniAuflösungeni–iini<br />
derigleicheniDruckschichtiebensoiwieiiniverschiedenen<br />
Schichten.<br />
Projektionsmikro-Stereolithografie<br />
ImiJahri2016ihatiBMFiseineniersteni3D-DruckeriaufideniMarktigebracht.iHeuteiunterstützti<br />
dasi Unternehmeni bereitsi überi 2.000i KundeniweltweitibeiideriBeschleunigungivoniIterationszykleniundideriHerstellungipräzisereri<br />
Mikroteile.iDerimicroArchiD1025ibasiertiaufi<br />
deripatentierteniProjektionsmikro-Stereolithografei(PµSL)ivoniBMFiundibringtieineihöherei<br />
Effzienziini3D-Druckprozesse.iAbisofortikönnen<br />
Anwender in Bereichen wie Gesundheitswesen,iElektronik,iBiowissenschaftenioderiPhotonikizweiiverschiedeneiAuflösungeniinieineri<br />
einzigeniDruckschichtikombinieren.<br />
Höhere Flexibilität<br />
und Effizienz<br />
DieiPµSL-Technikiermöglichtieineischnellei<br />
FotopolymerisationivoniFlüssigpolymerschichtenidurchieineniUV-LichtblitzibeiimikroskopischeniAuflösungen.iDeriAuflösungsmodusi<br />
voni25iµmieignetisichifüriTeile,idereniMerkmaleikeineiultrahoheiAuflösungierfordern.iDeri<br />
10iµmiModusioptimiertideniDruckprozessifüri<br />
kleine,ikomplexeiMerkmale.iDarüberihinausi<br />
könnenidieiAnwenderijeinachiTeilegeometriei<br />
einenigesamteniDruckaufbauimiti10iµmioderi<br />
25iµmiveranlassen.iDiesibedeutetihöhereiFlexibilitätiundiEffzienzibeiialleniAnwendungeni<br />
quer durch die Branchen.<br />
„UnsereiInnovationeniwerdenivonideriMotivationigetrieben,ineueiPlattformenizuischaffen,idiei3D-Druck-Anwendungenimitihohemi<br />
Nutzenirealisieren.iUnsereiKundenihabeniunsi<br />
zunehmendigedrängt,imitiunsereriTechnologieiAnwendungenizuiermöglichen,ibeiideneni<br />
höhereiPräzisioniundiengereiToleranzenidiei<br />
Qualitäti undi Leistungi unabhängigi voni deri<br />
Bauteilgrößei steigern“,i sagti Johni Kawola,i<br />
CEOi Globali voni BMF.i „Miti deri Einführungi<br />
desimicroArchiD1025isetzeniwiriunseriEngagement<br />
fort, diese Forderung zu erfüllen. Wir<br />
verbindeni diei Vorteilei deri 25-µm-Plattformi<br />
microArchiS350imitiMöglichkeiteniderihoheni<br />
Auflösungi unseresi 10-Mikrometer-Druckersi<br />
zui eineri leistungsstarken,i flexibleni Lösungi<br />
füriunsereiKunden.“<br />
Verbesserte,<br />
integrierte Automatisierung<br />
Nebeni deri dualeni Auflösungi bieteti deri<br />
microArchiD1025ieineiverbesserte,iintegriertei<br />
Automatisierung und einen einfachen WechselizwischenideniAuflösungsmodi.iDiesierhöhti<br />
dieiBenutzerfreundlichkeitiundispartiZeit,iRessourceniundiletztlichiKosten.i<br />
◄<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
53
Produktion<br />
Welches Potential steckt in der Hybridfertigung?<br />
Kann sie sich in der Medizintechnik als bewährte Praxis etablieren?<br />
Bild 1: Mikron Tool und Partner, Technologieführer der Fertigungstechnik<br />
in der Hochleistungsbearbeitung, entwickeln ein neues Verfahren zur<br />
Herstellung medizintechnischer Implantate.<br />
Innovativer Ansatz<br />
3. Hybridfertigung: Die dritte<br />
MöglichkeitibestehtiinideriHybridfertigung,i<br />
eineri Kombinationi ausi<br />
CNC-Bearbeitung und dem additiveniAuftragenivoniMaterial.i<br />
FüridieiDurchführungidesiHybridfertigungsversuchsi<br />
wurdei demi<br />
Technologie-i undi ApplikationszentrumideriMikroniToolivonidemi<br />
Maschinenbauer DMG MORI eine<br />
LASERTECi30iDUALiSLMifüridiei<br />
additivei Fertigungi zuri Verfügungi<br />
gestellt.iZusammenimitieinemiDreh-i<br />
undiFräszentrumiNTX1000isowiei<br />
einerivertikaleniWerkzeugmaschinei<br />
DMP70iermöglichteidieseidieiSimulationieineriumfassendeniProduktionskettei<br />
füri diei hybridei Serienfertigung.<br />
Dieses neuartige VerfahrenistellteiMikroniToolibeiiihreni<br />
jüngsteniMedicaliDaysidemiFachpublikumivor.i<br />
Forschungs-iundiEntwicklungsleiter<br />
Dr. Alberto Gotti und sein Team<br />
konntenidieiindividuelleniVorteileideri<br />
konventionelleniFertigungsverfahreni-iZerspanungiundi3D-Drucki-i<br />
sinniginutzen,iumiimiHybridverfahrenidieiImplantatkomponenteieffzientiherzustellen.iDasiHybridverfahren<br />
hat in der Tat das Potential,<br />
sich durchzusetzen. Im Vergleich zu<br />
den anderen geprüften FertigungsverfahrenizeichnenisichiVorteileiab.i<br />
UmidieseiFrageigewissenhaftizui<br />
beantworten,ientwickelteiunditestetei<br />
MikroniToolimitidemiSupportinamhafteriTechnologiepartneridreiiverschiedene<br />
Fertigungsmethoden für<br />
eineiGlenoid-Basisplatte,iKomponenteieineriinversen,izementfreieni<br />
Schulterprothesei ausi demi WerkstoffiTi6Al4ViELIi(3.7165).iDieseri<br />
istiaufgrundiseinerihoheniKorrosionsbeständigkeitiundiausgezeichneteriBiokompatibilitätieineivonideri<br />
Medizintechniki bevorzugtei Titanlegierung<br />
und gilt als Referenz für<br />
zahlreiche Implantat-Materialien.<br />
Autoren:<br />
Dr. Alberto Gotti<br />
Forschungs- und<br />
Entwicklungsleiter,<br />
Susanne Böhm<br />
PR & Communication Specialist<br />
Mikron Tool<br />
www.mikrontool.com<br />
www.dmgmori.com<br />
www.motorex.com<br />
Die konkurrierenden<br />
Fertigungsverfahren<br />
Zuri Evaluierungi deri optimaleni<br />
Herangehensweiseifüridiesesikomplexei<br />
Teili wurdeni folgendei ProduktionsverfahreniaufiihreiMachbarkeit,i<br />
Produktivitäti undi Rentabilitäti<br />
imi Serienfertigungskontexti<br />
umfassend geprüft und miteinanderiverglichen:<br />
1. Zerspanende Herstellung:<br />
Wird das medizintechnische Teil<br />
zerspanend gefertigt, erfordert es<br />
zusätzlichieineiinieinemisehriaufwendigen<br />
Verfahren aufgebrachte<br />
BeschichtungiausiTitanioderiknochenähnlicheniMaterialieniwieiz.iB.i<br />
Hydroxylapatiti(HA),iumidieiOsseointegration<br />
des Implantats zu unterstützen.<br />
2. 3D-Druck-Technologie: Beim<br />
3D-Druckientfälltidies,idaidieiAußenflächeibereitsieineioptimaleiStrukturifüridieiKnochenfusioniaufweist.i<br />
Dennochi benötigti auchi hieri dasi<br />
Werkstücki einei Nachbearbeitungi<br />
zumiEntfernenideriStützstruktureni<br />
durch horizontale Drahterodierung<br />
undieiniabschließendesiFinishingi<br />
aufieineriWerkzeugmaschine.i<br />
Bild 2a: Produktionsverlauf: 1. Zerspante Basisplatte | 2. Additiv<br />
aufgebauter Hohlzapfen und Implantatoberfläche zur Osseointegration<br />
3. Profilschlichten und Gewindefräsen auf der WZM DMP70<br />
Bild 2b: Hybride Produktionskette zur Fertigung einer Glenoid-Basisplatte<br />
aus Titan Grad 5 Ti6Al4V ELI. Die Titanlegierung stellt sowohl in der<br />
Zerspanung als auch in der additiven Fertigung eine große Herausforderung<br />
dar.<br />
Bild 2c: Schätzungen aus den USA gehen davon aus, dass sich der<br />
Gesamtbedarf an Schulterprothesen bis 2030 in der Gruppe der unter<br />
55-Jährigen verdreifachen und in der Gruppe der über 55-Jährigen sogar<br />
verachtfachen wird.<br />
54 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
Bild 3a: Eine passgenaue Trägerplatte<br />
garantiert höchste Positionsgenauigkeit beim<br />
Laserschmelzverfahren.<br />
Bild 3b: Die Handhabung des hochreaktiven<br />
Titanpulvers erfordert strenge Sicherheitsmaßnahmen<br />
während des gesamten Produktionsprozesses<br />
und gut geschultes Personal.<br />
Bild 3c: In 10 h 16 min erfolgt der Aufbau des<br />
Hohlzapfens und der Implantatoberfläche im<br />
Laserschmelzverfahren.<br />
Komplexe Geometrie<br />
und Oberflächenstruktur<br />
Die Geometrie der Glenoid-Basisplatteiistikomplex,idasiMaterialiTitani<br />
Gradi5iELIiistizerspanungstechnischi<br />
anspruchsvoll.i Diei demi SchulterblattizugewandteiOberflächeidesi<br />
ImplantatsimussiporöseiStruktureni<br />
aufweisen,iumidemiKnochenmaterialieineiguteiMatrixizumiEinwachsen<br />
zu bieten.<br />
In der Mitte der glenoiden BasisplatteibefndetisichieiniHohlzapfen,i<br />
der mittels Presspassung an der Glenosphäreibefestigtiwird.iEridientialsi<br />
stabileiPrimärverankerungideriProtheseiimiKnocheniundibenötigtieinei<br />
spezifscheiOberflächeizuriOsseointegration.<br />
Je nach ProthesendesignikannidieiVerankerungidurchi<br />
einei Zentralschraube,i diei durchi<br />
deniHohlzapfenigeführtiwird,iverstärktiwerden.<br />
Schnittstellen perfekt<br />
aufeinander abgestimmt<br />
DieiZusammenführungivoniCNC-<br />
ZerspanungiundigenerativeriFertigungi<br />
stelltei diei Spezialisteni voni<br />
Mikroni Tooli undi DMGi MORIi vori<br />
einigeiHerausforderungen.iUmidiei<br />
gewünschteiEndqualitätibeiigleichzeitigihoheriWirtschaftlichkeitisicherzustellen,<br />
war es entscheidend,<br />
einenioptimaleniWorkflowifüridiei<br />
verschiedeneni Fertigungsschrittei<br />
zuientwickelniundidieiProduktivitätiderieinzelneniMaschineniperfekti<br />
aufeinander abzustimmen.<br />
Der Teileprogrammierung mit den<br />
Schnittstellenizwischeniadditiveriundi<br />
spanenderiFertigungikommtidabeii<br />
eineiSchlüsselrolleizu.iDieiKombinationideriCNC-Softwarei„Esprit“i<br />
undideri3D-Drucksoftwarei„Celos“i<br />
ermöglichti einei nahtlosei Integrationivoniadditiveriundispanenderi<br />
Fertigung.<br />
Rohdaten für den 3D-Druck<br />
direkt ins CNC-Programm<br />
MitidieseniSoftwarelösungenikanni<br />
der Anwender die Rohdaten für den<br />
3D-DruckidirektiinidasiCNC-Programmi<br />
übernehmen.i Dabeii kanni<br />
eriElementeiwieiFlächeniveränderni<br />
undiStützkonstruktionenigestalteni<br />
resp.iergänzen.i<br />
Für Bereiche, die nachbearbeitet<br />
werden müssen, legt er die Aufmaßeifest,iumisieispäterioptimali<br />
bearbeiteni zui können.i Diei Dateii<br />
wirdi danni ini dasi Konstruktions-<br />
CAD-Systemi importierti undi ausgegeben.iDasischafftidurchgängigei<br />
Prozesse, minimiert die DurchlaufzeiteniundierhöhtidieiZuverlässigkeit.iEinisichereriProduktionsprozessiistigewährleistet.i<br />
Prozessverlauf:<br />
1. Zerspanungi<br />
2. 3D-DruckiSLMi<br />
3.iFinishingidurchiZerspanungii<br />
Basierend auf den Ergebnissen<br />
deri vorangegangeneni Testreiheni<br />
(Zerspanungiundi3D-Druck)iwurdei<br />
entschieden, im ersten Schritt den<br />
flacheni Grundkörperi desi GlenoidsiinklusiveideriSchraubenlöcheri<br />
und einer zentralen Bohrung mit<br />
GewindeimitiHartmetallwerkzeugeni<br />
(„CrazyTools“)iausidemiVolleniaufi<br />
demiDreh-FräszentrumiNTX1000i<br />
in Serie zu fertigen.<br />
Im zweiten Schritt erfolgte der<br />
Aufbau des Hohlzapfens und der<br />
erforderlicheniImplantatoberflächei<br />
mittelsiLaserschmelzverfahreni(Bilderi3a-c)idirektiaufideriabgeflachteni<br />
Oberflächei desi vorgefertigteni<br />
Grundkörpers.i DieseriAnsatzi<br />
wurdeigewählt,iumideniMaterialeinsatz<br />
und die Fertigungszeit zu<br />
reduzieren.i Eini weitereri Vorteil:i<br />
Diei abschließendei NachbearbeitungiaufidemiBAZiDMP70ikonntei<br />
imiVergleichizurireiniadditiveniFertigungistarkireduziertiwerden.iLediglichidieiProfleimusstenigeschlichtet<br />
und der Hohlzapfen mit einem<br />
Gewindeiverseheniwerden.ii<br />
Anspruchsvolle<br />
Vorbereitungsphase<br />
UmideniProduktionsflussizuioptimieren,iwariesinotwendig,idieivollei<br />
Kapazitätideri„LASERTECi30iDUALi<br />
SLM“i zui nutzen,i diei deni gleichzeitigeni<br />
Aufbaui voni 56i Halbzeugeniermöglichte.iAlsiTrägerstrukturidienteieinispeziellientwickelteri<br />
Bauteilträger,iderimitiderientsprechendeni<br />
Anzahli maßgenaueri<br />
Taschen zur Aufnahme der Glenoid-Grundkörperiverseheniwar.i<br />
Exakte Positionierung<br />
des Grundkörpers<br />
UmieineihöchstmöglicheiPräzisionibeimiMaterialauftragizuigewährleisten,<br />
mussten die Einleger sehr<br />
sorgfältigimitideriTrägerplatteiverschraubt<br />
werden. Dazu wurde ein<br />
zusätzlichesiGewindeiinideniGrundkörperieingebracht,idasimitiHilfeidesi<br />
NTX-1000 hergestellt wurde. Für<br />
eine einheitliche und genaue AusrichtungideriGrundkörperiaufideri<br />
Trägerplattei wurdei beii deri BearbeitungieineizusätzlicheiOrientierungsnut<br />
eingebracht. In die Vertiefungen<br />
der Platte wurde die entsprechendeiGegenformieingefräst.i<br />
SoikonnteidieiWinkelpositionideri<br />
Grundkörperiexaktidefniertiwerden.<br />
50 µm Positioniergenauigkeit<br />
NachdemidieiTrägerplatteiinideri<br />
DruckkammerideriLASERTECi30i<br />
DUALi SLM f ixierti wurde,i wari esi<br />
vonigrößteriWichtigkeit,idieiexaktei<br />
PositionideriGrundkörper,iaufideneni<br />
der Materialauftrag erfolgen soll, zu<br />
bestimmen.iFürieinenipunktgenaueni<br />
Materialauftrag müssen die Laser<br />
präzisei eingestellti werden.i Diesi<br />
erforderti eineni Kalibrierungsprozess,iderifolgendeiSchritteiumfasst:<br />
• Zunächsti wirdi deri Nullpunkti<br />
desiBearbeitungsbereichsiexakti<br />
bestimmt.iDieseriPunktidientialsi<br />
Referenzpunktifürialleiweitereni<br />
Positionierungen und Bearbeitungen.<br />
Bild 4: Die hybridgefertigten medizintechnischen Komponenten benötigen<br />
nur eine minimale Anzahl von Nachbearbeitungsschritten. Die Bearbeitung<br />
der Teile in einer Aufspannung ist kraftschlüssig und äußerst rationell.<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
55
Produktion<br />
Bild 5: Dr. Alberto Gotti, Forschungs- und Entwicklungsleiter bei Mikron Tool,<br />
erklärt die notwendigen Nachbearbeitungsschritte eines hybrid gefertigten<br />
medizintechnischen Werkstückes.<br />
• Anschließendierfolgtidieiautomatische<br />
Referenzierung, indem der<br />
Laserkopfianidieivordefnierteni<br />
Positionen gefahren wird.<br />
• EiniKoordinatenmessgerätiüberprüftidieiIst-PositionenideriWerkstücke,i<br />
erkennti Abweichungeni<br />
undierzeugtientsprechendeiKorrekturdaten,iumieineihochgenauei<br />
Positionierungizuigewährleisten.i<br />
Höchstes Qualitätsniveau<br />
DieiKalibrierungistelltisicher,idassi<br />
diei Laserbearbeitungi aufi höchstemiQualitätsniveauierfolgtiundidiei<br />
gedruckteniTeileidenigewünschteni<br />
Spezifkationeni entsprecheni undi<br />
eineihoheiQualitätiaufweisen.iImi<br />
FallbeispielikonnteidurchidieiKalibrierung<br />
eine PositionsgenauigkeitideriangeordneteniBauteileivoni<br />
50iµmierreichtiwerden.i<br />
Aproposi Teilehandlichkeit:i Diei<br />
TrägerplatteiwirdifüridieiNachbearbeitungidirektiinidasiBearbeitungszentrum<br />
DMP70 eingespannt, auf<br />
dem für alle Implantate die spanende<br />
Endbearbeitung ausgeführt wird.<br />
DeriimiApplikationszentrumivoni<br />
Mikroni Tooli entwickeltei hybridei<br />
Fertigungsprozess wurde so ausgelegt,<br />
dass mit den drei eingesetzteni<br />
Maschineni (Dreh-Fräszentrum,i<br />
3D-SLM,i Fräszentrum)i<br />
eineiAusbringungivoni560iTeileni<br />
proiWocheierreichtiwerdenikann.<br />
Bearbeitungsschritte<br />
im Überblick<br />
Hier noch einmal die Bearbeitungsschritte<br />
und die Anzahl der<br />
benötigteniSchichten:ii<br />
• Arbeitsgang 1: Vorbearbeitung<br />
auf der NTX 1000 im<br />
Zweischichtbetrieb<br />
• Arbeitsgang 2:i3D-Druckiaufi<br />
LASERTECi30iDUALiSLMiimi<br />
Dreischichtbetrieb<br />
• Arbeitsgang 3: Finishing auf<br />
BAZiDMPi70iimiEinschichtbetrieb<br />
Vergleich mit anderen<br />
Fertigungsverfahren<br />
DieiSpezialistenivoniMikroniTooli<br />
und DMG MORI haben diese Fertigungsmethode<br />
mit den anderen<br />
getesteteni Verfahreni verglichen.i<br />
Hierinochmalsiaufgeführt:<br />
• Spanende Bearbeitung mit<br />
anschließenderi Beschichtungi<br />
für die Osseointegration.<br />
• KompletteriAufbauideriGlenoid-<br />
Basisplatteierfolgtiimi3D-SLM-<br />
Verfahreni miti anschließenderi<br />
NachbearbeitungiaufieinemiBAZ.<br />
DasivoniMikroniToolizusammenimiti<br />
DMGiMORIientwickelteihybrideiHerstellungsverfahrenideriSchulterprothese<br />
erweist sich als das wirtschaftlichsteiundiqualitativibesteiErzeugnis.iWerisichikonkretifüridieiStudiei<br />
interessiert,ikannisichidirektianidasi<br />
Entwicklungs-iundiApplikationszentrumivoniMikroniTooliwenden.iDorti<br />
gibt es auch ein Whitepaper, das die<br />
drei Verfahren im Detail darstellt und<br />
deren Vor- und Nachteile aufzeigt.<br />
Fazit<br />
DeriHybridprozessibringtidieiperfekteiAbstimmung.iDerivonideniFertigungsexpertenivoniMikroniTool,i<br />
DMG-MORIi undi Motorexi ausgearbeitete<br />
Serienfertigungsprozess<br />
führtizuieineriperfekteniAbstimmungi<br />
deridreiibeteiligteniMaschinen,imaximiert<br />
deren Auslastung und zeichnet<br />
sich durch einen hohen Materialnutzungsgrad<br />
aus. Das Bauteilhandling<br />
wurde auf ein Minimum<br />
reduziertiundidieiangestrebteniQualitätszieleifüridasimedizintechnischei<br />
Bauteilivorbildlichierreicht.<br />
DieiKosteneinsparungiderihybrideniFertigungibeiieineriLosgrößeivoni<br />
1.000iStückibeträgtiimiVergleichizu<br />
• spanender Fertigung<br />
mitiBeschichtungi4i%;<br />
Bild 7: Dargestellt ist die im Hybridverfahren hergestellte Glenoid-<br />
Basisplatte, die hervorragende Kennwerte in Bezug auf Qualität und<br />
Rentabilität aufweist.<br />
Bild 6: Daniel Schmid, Senior Technical Sales Support bei Motorex und<br />
Marco Cirfeta, Head of Marketing & Sales Europe von Mikron Tool beim<br />
Produktionsrundgang, bei dem die Besucher Einblick in die Produktion<br />
von hochleistungsfähigen Präzisionswerkzeugen erhielten, die in einem<br />
Korrekturbereich bis zu 1 µm gefertigt werden.<br />
• additivemiVerfahreni<br />
mitiNachibearbeitungi9i%.<br />
EsibestehtikeiniZweifel,idassidiei<br />
reiniadditiveiFertigungiiniZukunfti<br />
iniderimetallverarbeitendeniIndustriei<br />
erheblichei Auswirkungeni aufi<br />
eineiReiheivoniProduktionsverfahren<br />
haben wird. Einer der Vorteile<br />
besteht in der hohen geometrischen<br />
Freiheit,idieiesiermöglicht,iBauteilformeniundi-struktureniherzustellen,<br />
die mit zerspanenden VerfahreninurimitigroßemiAufwandioderi<br />
nicht herstellbar sind.<br />
Symbiose<br />
BeiideriSymbioseiausiadditiveri<br />
Fertigungi undi Zerspanungi hängti<br />
deriwirtschaftlicheiErfolgistarkivoni<br />
deni spezifscheni Anforderungeni<br />
desiBauteilsiab.iInidiesemiProjekti<br />
hatiesisichialsiäußerstivorteilihafti<br />
erwiesen,i dassi diei additivi gefertigteiImplantatoberflächeihervorragende<br />
Eigenschaften zur Osseointegration<br />
aufweist. Sie ist nicht nur<br />
langlebiger, sondern sie hat auch<br />
eineierheblichistabilereiStrukturialsi<br />
applizierte Beschichtungen.<br />
ImiVergleichizuriZerspanungiisti<br />
dieiMaßgenauigkeitibeiideriLaserschmelztechnikiniedriger,iweshalbi<br />
Nachbearbeitungsschritteinichtivollkommeniausgeschlosseniwerdeni<br />
können.iDieiCNC-Zerspanungiisti<br />
mitibisizui0,005immideutlichipräziser.i<br />
Zudemi sindi zerspanendei<br />
Verfahren wiederholgenauer und<br />
erzeugenihervorragendeiOberflächengüten.<br />
Nichtsdestotrotz wird das neue<br />
Hybridverfahrenitechnischiwieiwirtschaftlichi<br />
zukünftigi neuei Maßstäbeisetzen.i<br />
◄<br />
56 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Happy Birthday, LCD-Display<br />
Jvckenwood,ieiniführendesiUnternehmen<br />
im Bereich der medizinischeni<br />
Bildgebung,i feiertei 2023i<br />
dasi25-jährigeiJubiläumidesibahnbrechendeni<br />
LCD-Displays,i dasi<br />
ispeziellifüridieiRöntgenbildgebungi<br />
entiwickeltiwurde.i„Dieseriwegweisende<br />
Meilenstein steht für eine<br />
Reisei kontinuierlicheri Innovationi<br />
und einen bedeutenden Sprung<br />
Bedienen und Visualisieren<br />
Jvckenwood feierte 25-jähriges Jubiläum der bahnbrechenden Monitore für die Röntgenbildgebung<br />
nachivorniiniderimedizinischeniBildgebung,idieiinideniletzteni25iJahrenimitibeispielloseriPräzisioniundi<br />
FokussierungidasiFeldineuigestalteti<br />
hat“,ihebtiMarceliHerrmann,iMarketing<br />
Manager Medical Imaging bei<br />
Jvckenwood,i diei Bedeutungi deri<br />
Monitortechnologieihervor.<br />
Vor einem Vierteljahrhundert<br />
hatiJvckenwoodidieimedizinischei<br />
Bildgebungi miti deri Entwicklungi<br />
desiweltweitiersteniLCD-Displays,i<br />
dasispeziellifüridieiRöntgenbildgebungi<br />
entwickelti wurde,i revolutioniert.<br />
Die Monitore setzten einen<br />
neueni Standardi beii Qualitäti undi<br />
Klarheitiundiermöglichteniesimedizinischeni<br />
Fachkräften,i Röntgenbilder<br />
mit noch nie dagewesener<br />
PräzisioniundiSchärfeizuibetrachten<br />
und zu interpretieren. Die hochmoderne<br />
Technologie des LCD-<br />
Displaysi wari vori 25i Jahreni eini<br />
iWunderwerkiundibleibtibisiheutei<br />
eini Zeugnisi füri dasi Engagementi<br />
voniJvckenwoodifüriInnovationen.i<br />
„Inideniletzteni25iJahrenihatidieseri<br />
Durchbruchi deni Pflegestandardi<br />
deutlichi erhöht,i diei ErgebnisseifüridieiPatienteniverbesserti<br />
und das medizinische Personal in<br />
dieiLageiversetzt,ifundiertereiDiagnosen<br />
und Behandlungsentscheidungenizuitreffen“,isoiHerrmann.<br />
JvckenwoodisetztisichiauchiweiterhinifüridieiWeiterentwicklungideri<br />
medizinischen Bildgebungstechnologiei<br />
ein,i verschiebti diei GrenzenidesiMachbareniundiinvestierti<br />
iniInnovationen,idieisichipositivifüri<br />
das medizinische Personal und die<br />
Patienteniauswirken.<br />
JVCKENWOOD Deutschland<br />
GmbH<br />
healthcare.jvc.com<br />
x86-Monitore mit Android 13<br />
Fortec Integrated bietet in<br />
Zusammenarbeiti miti demi<br />
Android-Spezialisten emteria die<br />
Panel-PCsideriPOS-IQ-Serieimiti<br />
demiinnovativeniBetriebssystemi<br />
Androidi13ian.iDieiVorteileideri<br />
leistungsstarkenix86-Architekturi<br />
werdenimitideniflexibleniAnpassungs-iundiFernverwaltungsmöglichkeitenivoniAndroidi13ikombiniert,<br />
wie beispielsweise einer<br />
individuelleniGestaltungideriBenutzeroberfläche,iautomatischeni<br />
OS-AktualisierungeniundiOver-<br />
The-AiriUpdates.iWeitereiVorteilei<br />
sindideriKiosk-ModusizuriBerechtigungsverwaltung,i<br />
eini unkomplizierteriRemote-Zugriffimittelsi<br />
MobileiDeviceiManagementiundi<br />
Screen Mirroring zur Bildschirmüberwachung<br />
entfernteriGeräte.iDeri<br />
Langzeit-Support<br />
undi regelmäßigei<br />
Updatesigewährleisten<br />
Sicherheit und<br />
Zuverlässigkeit.<br />
DieiPOS-IQ-PROi<br />
Panel-PC-Monitore<br />
mitileistungsfähigemi<br />
Intel Pentium N4200 Prozessor<br />
sind für Maschinensteuerungen,<br />
HMIsi undi Medizintechniki konzipiert.iSieisindiiniGrößenivoni<br />
10,1ibisi15,6iZollierhältlichiundi<br />
bieten einen 10-Finger-PCAP-<br />
Touchscreeni füri einei intuitivei<br />
Bedienungisowieieinischlankes,i<br />
robustesi Edelstahlgehäusei miti<br />
frontseitigemi IP65i Schutz.i Diei<br />
passiveiKühlungiermöglichtizuverlässigeniVolllastbetriebiauchibeii<br />
hoheniUmgebungstemperaturen.i<br />
DieiPanel-PCsisindiVESA-kompatibel<br />
und optional mit Wandeinbaurahmenierhältlich.<br />
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meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
57
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Embedded-Module auf Basis von<br />
NXPs i.MX-95-Applikationsprozessoren<br />
Als Platinum Partner von NXP Semiconductors präsentiert TQ zwei neue Embedded-Module<br />
auf Basis des i.MX-95-Applikationsprozessors.<br />
Der Technologiedienstleister<br />
TQ,i eineri deri führendeni Embedded-Computing-Spezialisten,<br />
gibt<br />
diei Entwicklungi voni zweii neueni<br />
Embedded-Modulenibekannt.iBeidei<br />
Moduleiverwendenidieii.MX-95-Applikationsprozessoreni<br />
voni NXPi<br />
Semiconductors. Das erste Modul<br />
–iTQMa95xxSAi–ibasiertiaufidemi<br />
SMARC-2.1-Standard. Aufgrund der<br />
guteniCPU-Funktionalitätenikonntei<br />
einiGroßteilideriSchnittstellenidesi<br />
SMARC-Standards belegt werden.<br />
DasizweiteiModuli–iTQMa95xxLAi–i<br />
sollialsiLGA-ModulimitieineriGrößei<br />
voni44immixi44immirealisiertiwerden.iHierfürihatisichiTQ-Embeddedi<br />
dasiZieligesetzt,ialleiSignalpinsideri<br />
CPUizuriVerfügungizuistellen.i<br />
Module<br />
für höchste Ansprüche<br />
Beide Module sind mit ausreichend<br />
Speicher, einem optionaleniSecurity-ChipisowieideniPF09i<br />
+iPF53iNXP-PMICsiausgestattet.i<br />
UmihöchsteniAnsprüchenigerechti<br />
zuiwerden,ihatiTQidieiModuleimiti<br />
einemiGyroscope-Sensoriausgestattet.<br />
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Durchi diei Vielseitigkeiti deri<br />
i.MX-95-Applikationsprozessoreni<br />
und die sehr gute Verlustleistung<br />
sind die Modul-Designs für den<br />
EinsatziinieineriVielzahlivoniHMI-i<br />
GeräteniundiSteuerungenigeeignet.iAufgrundiderilangjährigeniDesignerfahrungivoniTQisindizweiisehri<br />
zuverlässigei Modulei füri höchstei<br />
Ansprüche entstanden.<br />
Hohe Performance<br />
und Effizienz<br />
MitidemiTQMa95xxSAiundidemi<br />
TQMa95xxLAibietetiTQieinineuesi<br />
SMARC-2.1-ModuliundieinifunktionskompatiblesiLötmoduli(LGA)iaufiBasisi<br />
derii.MX-95-Applikationsiprozessoreni<br />
voniNXPian.iDieseizeichnenisichi<br />
durchi einei sehri gutei Kombinationi<br />
ausiPerformanceiundiEffzienzibeii<br />
kleinsteriBaugrößeiaus,idieiesiEntwicklerniermöglicht,ileistungsstarke,i<br />
kostengünstigeiundienergieieffzientei<br />
ML-Anwendungen zu realisieren.<br />
Dazu nutzen die Module die neue<br />
Generationi deri i.MX-95-Applikationsprozessoren,<br />
die mit bis zu sechs<br />
Cortex-iA55-Kerneniausgestattetisindi<br />
undimitiTaktfrequenzenivonibisizui<br />
2,0 GHz arbeiten.<br />
DynamIQ-Technologie<br />
DeriArmiCortex-A55-ProzessorkerninutztidieiDynamIQ-iTechnologiei<br />
(NachfolgerivoniArmsibig.LITTLE-<br />
Konzept)iundiverfügtiüberidieineue-<br />
steniErweiterungenideriArmv8.2-A-<br />
ArchitekturimitidediziertemiBefehlssatzizuriBeschleunigungivonimaschinellemiLerneni(ML).iZusätzlichiisti<br />
dieiNXPii.MX-95-FamilieimitiderieIQi<br />
NeutroniNeuronaliProcessingiUniti<br />
(NPU)iausgestattet,idieieineiPerformanceivonibisizui2iTOPSiliefert.<br />
Safety und Security<br />
AuchiimiBereichiSafetyi&iiSecurityi<br />
punkteni diei Module:i Soi unter-<br />
stütztideriintegrierteiCortex-M33-<br />
Prozessorikerni (333i MHz)i sicherheitskritischei<br />
Anwendungen,i deri<br />
Cortexi M7i Corei (800i MHz)i zeitkritischeiEchtzeitberechnungeniundi<br />
-steuerungen.iZudemisorgtidieiini<br />
deni i.MX-95-Applikationsprozessoriintegriertei„EdgeLockiSecurei<br />
Enclave“ifürimehriSecurityisowiei<br />
deniSupportivoniVorschrifteniundi<br />
NormenifüridieiCybersicherheit.iDarüberihinausistehtideriSecurity-Chipi<br />
EdgeLockiSE050ioderiSE051ialsi<br />
BestückungsoptionizuriVerfügung.<br />
Ausreichend Speicher<br />
Beide Module sind mit einem<br />
32i Biti breiteni LPDDR5-Speicheri<br />
ausgestattet,ideriaufibisizui16iGBi<br />
ausbaubar ist. Als Festspeicher<br />
kommtieineniQuad-SPI-NOR-Flashspeicheri<br />
miti eineri Kapazitäti voni<br />
bisizui256iMBiundieinieMMCimiti<br />
bisizui256iGBizumiEinsatz.iWeitereiSystemkomponenteniwieieinei<br />
externeiundidamitistromsparendei<br />
Real-Time-Clocki(RTC),ieiniUser-<br />
EEPROM-Speicher, ein Temperatursensori<br />
sowiei eini Gyroscope-<br />
Sensor zur Lagebestimmung runden<br />
das Moduldesign ab.<br />
Dual-, Quad<br />
oder Hexa-Core-Variante<br />
JeinachiAnforderungenikannizwi-<br />
scheniDual-,iQuadioderiHexa-Core-<br />
Varianteni miti undi ohnei NPUi alsi<br />
Funktions-iundiPin-kompatibleiCPUi<br />
desi i.MX-95-Applikationsprozessorsigewähltiwerden.iBeideiModuldesigns<br />
sind untereinander Software-kompatibeli<br />
undi werdeni füri<br />
deniharteniIndustrieeinsatzientwickelt.iAlsiBetriebssystemiwirdiLinuxi<br />
–iinklusiveivieleriApplikationsbeispielei–igenutzt.iOpenGLiESi3.2,i<br />
Vulkani1.2iundiOpenCLi3.0ivereinfachenibeiigrafscheniAnwendungen<br />
die optimale Nutzung der Arm<br />
MaliiGPU.iImiBereichiVideo-Encoding<br />
und -Decoding unterstützt die<br />
CPUi4K/60piH.264/H.265.<br />
Schnittstellen<br />
wiei USBi 3.0i undi USBi 2.0i miti<br />
PHY,i 2xi Gigabit-Etherneti +i 1xi<br />
10Gigabit-Etherenti (miti TSN),i 2xi<br />
PCIeiGeni3ix1iInterfaces,iCAN-FDi<br />
undiFlexiIOsiermöglichenideniEinsatz<br />
der Module in Anwendungen<br />
mit sehr hohem Bandbreitenbedarf.<br />
Hoch skalierbare<br />
Applikationsprozessoren<br />
„Alsi langjährigeri Partneri voni<br />
NXP freuen wir uns sehr, zwei neue<br />
ModuleiaufiBasisiderii.MX-95-Applikationsprozessorenianbietenizui<br />
können.i Wiei diei i.MX-8-iFamiliei<br />
sindiauchidieii.MXi95iSoCsihochi<br />
skalierbarei Applikationsprozessoren.i<br />
Zusätzlichi zeichneti sichi<br />
diei i.MX-95-Familiei durchi High-<br />
Speed-Schnittstellen wie PCIe<br />
und 10Gigabit-Ethernet mit TSN-<br />
Support,i eineri bessereni Grafk-<br />
Performancei undi eineri höhereni<br />
SkalierbarkeitideriRechenleistungi<br />
(Duali/iQuadi/iHexaliCortexiA55)i<br />
aus“,ierklärtiKonradiZöpf,iDeputyi<br />
58 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
DirectoriTQiEmbeddediundiProducti<br />
ManagementiARMi/iLayeriscapeibeii<br />
TQ.i„DamitisindidieineueniModulei<br />
dieiidealeiPlattformifürivielfältigei<br />
AnwendungsmöglichkeiteniwieiGateways,iSteuerungeniinideriGebäude-i<br />
undiIndustrieautomatisierung,iZeiterfassungssysteme,imedizinischei<br />
GeräteiinideriDiagnostikioderiAufzugsteuerungen.“<br />
Großer Funktionsumfang<br />
Abgestimmt auf die zahlreicheni<br />
Einsatzmöglichkeiteni deri<br />
TQMa95xx-ModuleibietetiTQiparallel<br />
zum LGA-Modul auch ein<br />
passendes Motherboard an. Das<br />
MBa95xxLAimitideniMaßeni170immi<br />
xi170immidientideriEvaluierungiundi<br />
bietetieinenigroßeniFunktionsumfang.iSoiverfügtiesiüberivielfältigei<br />
Schnittstellen wie zweimal Gigabit-Ethernet,<br />
einmal 10Gbit-Ethernet<br />
(realisiert als SFP-Slot), zweimaliUSBi3.0,izweimaliCAN-FDi(galvanischigetrennt)iundieiniSD-Karten-Interfaceisowieijeweilsivieridigitale<br />
24 V In-/Outputs zur Steuerung<br />
externeri Peripherie-Geräte.i Darüber<br />
hinaus hat das Motherboard<br />
analogeiEingängeivoniNXPidurchi<br />
dasiNAFE13388iAnalogiFront-end.i<br />
Mit ihm lassen sich bis zu acht programmierbare,<br />
analoge Inputs nutzen.iDieiAnbindungivoniTouchdisplaysimitieineriAuflösungivonibisi<br />
zui4KiistiüberieineiMIPI-DSI-ioderi<br />
alternativieineiLVDS-Schnittstellei<br />
möglich.iErgänzendidazuistehtieinei<br />
DisplayPort-SchnittstelleizuriAnbindungivoniMonitorenizuriVerfügung.<br />
Platinum-Partner<br />
„TQiistieinilangjährigeriundizuverlässigeriNXP-PartnerifüriEmbeddedi<br />
Board Solutions. Aufgrund des großeniEngagementsivoniTQihatiNXPi<br />
dasiUnternehmenialsineueniPlatinum-Partneri<br />
nominiert.i TQi verfügti<br />
überi eini exzellentesi KnowhowiunditrägtimitiseineriKompetenzi<br />
undi Erfahrungi maßgeblichi<br />
zuriEntwicklungivonizuverlässigeni<br />
NXP-iProdukteni bei.i Nebeni deni<br />
TQ-Embedided-Modulen,ibasierendi<br />
aufidenii.MX-ApplikationsprozessoreniundideniLayerscape-Kommunikations-CPUsisowieiSecurity-Chips,i<br />
fndeniKundeniauchiLösungsbausteine<br />
wie Wi-Fi und programmierbare<br />
analoge Front ends auf Basis<br />
der NXP-Technologie auf den Mainboard-Produkten.iVoniderilangjährigeniZusammenarbeitiundiLösungskompetenzivoniTQiundiNXPiproftiereniKundenivoriallemibeiideri<br />
Umsetzungi ihreri eigeneni Lösungeni<br />
undi spareni somiti wertvollei<br />
Entwicklungszeit“,i erklärti Roberti<br />
Thompson, Director Secure ConnectediEdgeiEcosystemibeiiNXPi<br />
Semiconductors. ◄<br />
Hochmoderne Medical-Panel-PCs für den Einsatz in OP-Räumen<br />
Die neuesten Modelle der Medical-Panel-PCs von ICO Innovative Computer GmbH wurden speziell<br />
für den Einsatz in OP-Räumen entwickelt und sind bereits weltweit im Einsatz.<br />
ICO Innovative Computer GmbH<br />
www.ico.de<br />
Die Medical All-In-One PC-Serie bietet<br />
herausragendei Leistungi undi innovativei<br />
Funktionen,i diei deni Anforderungeni moderner<br />
medizinischer Verfahren gerecht werden.<br />
Die Medical-PC-Serie ist speziell für den EinsatziiniOP-Räumenikonzipiert,idarunteriz.iB.i<br />
endoskopischeiundirobotischeiChirurgie.iMiti<br />
einemi eleganteni Gehäusei ausi antibakteriellemi<br />
Aluminiumi unterstützti siei versiegeltei<br />
Wasser-iundiStaubdichtigkeitimitiIP65-FrontschutzisowieiI/O-CoverifüriKabelmanagementi<br />
mitiIP54iSchutz.iZweiiDisplay-Port-Ausgängei<br />
undieineiVideoeingangsfunktioniermöglicheni<br />
den Anschluss medizinischer ErfassungsgeräteifüriverschiedeneiEingriffe.iDasilüfterlosei<br />
Design und die spezielle Power-Adapter-Installationigewährleistenieineisaubereiundieinfachei<br />
InstallationifürimaximaleiBetriebssicherheit.<br />
Beeindruckende Merkmale<br />
Die beiden Medical-Panel-PCs sind mit beeindruckendeniMerkmaleniausgestattet,idarunterieini12.iGenerationiCoreii5-Prozessor,izweii<br />
SSDsifüriRAID,ieiniintegriertesi250-W-Netzteili<br />
undieiniPCIeix4-SlotifüriVideoiFrameiGrabber.i<br />
DasilüfterloseiDesigniträgtizuriGeräuschreduktionibeiiundiermöglichtieinenizuverlässigeni<br />
Einsatz in sensiblen OP-Raumumgebungen.<br />
OptionaleiErweiterungeniwieiRFID/NFC,i4ikVi<br />
Isolation,iDICOM-UnterstützungiundiHardwarei<br />
TPMi2.0ibietenieineiindividuelleiAnpassungi<br />
an die Bedürfnisse der Anwender.<br />
Einsatzbereiche<br />
Diese neuen Medical-Panel-PCs der Medico-<br />
SerieisindiidealifürideniEinsatziiniOP-Räumeni<br />
geeignet.iDieiGeräteieignenisichiinsbesondereifüriendoskopischeiundirobotischeiChirurgieisowieifüriandereiminimalinvasiveiVerfahren.iDieihoheiLeistungsfähigkeit,idieimedizinischeniZertifzierungeninachiDINiEN60601-<br />
1-1iundidieivielfältigeniErweiterungsoptioneni<br />
machenisieizuieinerizuverlässigeniWahlifüri<br />
medizinisches Fachpersonal.<br />
DieibeideniModelleiMedicoi22Ti(21,5‘‘iDisplay)iundiMedicoi24Ti(23,8‘‘iDisplay)ibieteni<br />
nebeniihreribeeindruckendeniLeistungiauchi<br />
ein modernes und ansprechendes Design.<br />
MitiWindowsi11-Kompatibilität,iIP65-Schutzi<br />
vorneiundieinemirobusteniAluminiumgehäusei<br />
erfüllenisieidieihöchsteniStandardsifürimedizinische<br />
Ausrüstung. ◄<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
59
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Industrielle Computerplattform<br />
der nächsten Generation<br />
Portwell stellt neue Lösungen für Industriecomputer mit der Intel Serie Atom x7000RE vor.<br />
European Portwell<br />
Technology B.V.<br />
info@portwell.eu<br />
www.portwell.eu<br />
Portwell, ein weltweit führender<br />
Anbieteri voni Lösungeni füri Industriecomputer,<br />
hat eine umfangreicheiSerieiäußerstifortschrittlicheri<br />
Mainboards, Computermodule und<br />
Embedded-Systemeimitidenineusten<br />
Intel Atom Prozessoren der<br />
Serieix7000REiangekündigt.iDieseribeeindruckendeiRolloutiunterstreichtidasiEngagementivoniPortwell,i<br />
robustei undi leistungsstarkei<br />
Computerplattformen zu liefern, die<br />
esideniKundeniiniverschiedeneni<br />
Industriezweigenierlauben,iInnovationivoranzubringeniundiihreniVorsprung<br />
im Wettbewerb zu behaup-<br />
ten.iMitidieserirevolutionäreniIntel-<br />
ArchitekturibietetidieineueiPortwell-<br />
Produktfamiliei bisheri unerreichtei<br />
Rechenleistung, nahtlose IntegrationiundiunbedingteiZuverlässigkeiti<br />
füridieianspruchsvollsteniAnwendungen<br />
in der heutigen Industrie.<br />
Neue Prozessoren<br />
für Industrie, Kommunikation<br />
und Edge Computing<br />
Die Prozessoren der Intel Serie<br />
Atomix7000REisindieiniüberzeugendes<br />
Angebot für AnwendungeniiniIndustrie,iKommunikationi<br />
und Edge Computing. Diese ProzessorenibaueniaufidenirevolutionäreniFeaturesiderivorherigeni<br />
Generation auf und bieten eine<br />
nochibessereiSkalierbarkeitideri<br />
Leistung mit bis zu acht Gracemont-KernenibeiiniedrigemiEnergieverbrauch,iverbesserteniCPU-i<br />
undiGPU-FähigkeiteniundiKI-Inference-BeschleunigungimitiUnterstützungivoniAVX2iundiVNNI.i<br />
DieiInteliSerieiAtomix7000REi<br />
ist mit ihrem erweiterten Temperaturbereich,iderivorhersagbareni<br />
Leistung,i deni EchtzeitfähigkeitenidankiInteliTCCiundiTSNiundi<br />
deriintegrierteniGPUifüriKI-iundi<br />
Medienverarbeitungiiniindustriellen<br />
Anwendungen bestens geeignet.<br />
Diese Serie ist eine robuste<br />
undivielseitigeiPlattformizuriInnovationi<br />
ini deni verschiedensteni<br />
Bereichen der Industrie. Damit<br />
könneni diei Kundeni anspruchsvollei<br />
Aufgabeni miti überlegeneri<br />
Leistung,iZuverlässigkeitiundiEffzienzibewältigen.<br />
Vielseitige Lösungen<br />
PortwellibietetivielseitigeiLösungeni<br />
miti modernsteri Techniki undi<br />
bewährtemiDesign.<br />
Nano-ITX Embedded Board<br />
für die Industrie<br />
DasiPortwelliNANO-6064-ASLi<br />
bieteti nochi höherei Leistungi undi<br />
Zuverlässigkeiti füri industriellei<br />
60 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Medical-PCs/SBC/Zubehör<br />
Anwendungen. Seine umfangreichen<br />
Konnektivitätsoptioneniunterstützeni<br />
M.2, microSD, SATA III, TPM, drei<br />
DisplaysieinschließlichiHDMI,iDisplayPortiundiLVDSisowieirobustesi<br />
DesignimitiESD-Schutz,i6KiKontakti<br />
undi15KiLufti–iidealifüriraueiUmgebungsbedingungen.<br />
Mit dem erweiterteniTemperaturbereichivoni-40ibisi<br />
85i°CiglänztidasiNANO-6064-ASLi<br />
ini sicherheitsrelevanteni Anwendungen,<br />
wie der Steuerung medizinischeriSysteme,iPlanungsstationen,iImaging-iundiAnalyseisysteme,i<br />
industrielle Automatisierung und<br />
Robotik,i undi gewährleisteti eineni<br />
optimaleniBetriebiunteriextremeni<br />
Bedingungen.<br />
COM Express Typ 6 Modul<br />
Dasi PCOM-B646i isti eini COMi<br />
ExpressiRevisioni3.1iTypi6iModul,i<br />
dasimitiseinenisorgfältigikonzipierteniEin-iundiAusgängenidieiBedürfnisseiderimeisteniTyp-6-Anwenderi<br />
abdeckt.iEsiistieiniguteriUpgrade-<br />
PfadifüribestehendeiKunden,idiei<br />
bereitsikompakteiModuleiaufiIntel-<br />
Atom-Basis einsetzen. Ganz im<br />
Trend des Edge Computing, ist das<br />
PCOM-B646ieineiAtom-Plattformi<br />
mitigeringemiEnergieverbrauchiundi<br />
großemiTemperaturbereich,iideali<br />
für den Einsatz im Freien.<br />
DerizusätzlicheiCAN-Busierweitert<br />
sein Anwendungsgebiet auf<br />
Bereichei wiei Automotive,i Medizin<br />
und Maschinensteuerungen,<br />
ini deneni einei CAN-Bus-Unterstützung<br />
gefordert wird. Mit seiner<br />
ausgezeichneten Leistung pro<br />
Watti undi demi großeni TemperaturbereichikannidasiPCOM-B646i<br />
zumi Upgradei vorhandeneri kompakteri<br />
lüfterloseri Box-PCi eingesetzt<br />
werden. So wird es zur idealeniLösungifüriAutomatisierung,i<br />
Gesundheitswesen und Transport,<br />
umidieiInnovationiinideniverschiedensteniIndustriebereichenivoranzutreiben.<br />
COM Express Typ 10 Modul<br />
PCOM-BA03GLiCOMiExpressi<br />
Typi10iModuliliefertihoheiRechenleistung,imaßgeschneidertifüridiei<br />
verschiedensteni Anwendungen.i<br />
Mitibisizui16iGBionboardiLPDDR5i<br />
SDRAMiundi32iGBieMMC-Speicheriistiesigroßzügigiausgestattet.i<br />
DankiseinesigeringeniEnergieverbrauchsivoni6ibisi12iWiundideri<br />
Unterstützungi voni 4-K-Displaysi<br />
bieteti esi eini idealesi Verhältnisi<br />
voniEffzienziundiqualitativihochwertigeri<br />
Visualisierung.i Außerdemi<br />
ermöglichti deri großei Temperaturbereichivoni-40ibisi85i°Ci<br />
beiibestimmteniSKUieinenizuverlässigeniBetriebiiniraueniUmgebungen.<br />
Damit eignet es sich<br />
bestensifürimilitärischeiundiindustrielleiAnwendungen.iDiesesikompakteiunditrotzdemileistungsstarkei<br />
ModuligibtideniUnternehmenirobuste<br />
Rechenleistung an die Hand<br />
und macht es zur idealen Wahl<br />
fürianspruchsvolleiAnwendungsfälleiiniIoT,iRüstungiundiIndustrie.<br />
Robustes lüfterloses<br />
Embedded-System<br />
Das WEBS-21J0-ASL ist für industrielle<br />
Anwendungen ausgelegt,<br />
in denen ein robustes Design für<br />
raueiUmgebungsbedingungeniverlangtiwird.iDerigroßeiTemperaturbereichivoni-20ibisi60i°Ciundidiei<br />
lüfterloseiKonstruktionisorgenifüri<br />
einenizuverlässigeniBetriebiunteri<br />
anspruchsvolleniBedingungen.i<br />
MitiseinerigroßeniAuswahliani<br />
E/A-Schnittstelleni lässti sichi dasi<br />
WEBS-21J0-ASL nahtlos in die<br />
verschiedensteni Umgebungeni<br />
integrieren.iDieserikompakteiundi<br />
dennochisehrileistungsfähigeiBox-<br />
PC ist für einfache Installation und<br />
Wartungiausgelegtiundilässtisichi<br />
so besonders leicht einrichten und<br />
warten. Das WEBS-21J0-ASL ist<br />
füri Werksautomatisierung,i Prozesssteuerung,i<br />
ProduktionsanlageniundiIoT-Gateway-Anwendungen<br />
ausgelegt. Es bietet robuste<br />
Rechenleistung bei langer Lebensdauer<br />
und ist die ideale Wahl für<br />
industrielle Automatisierung und<br />
Edge Computing.<br />
Über 30 Jahre Erfahrung<br />
DieineueiPortwell-Produktiseriei<br />
proftiertivoniüberi30-jährigeriErfahrung<br />
im Embedded Computing für<br />
diei Industrie.i Dasi Unternehmeni<br />
leistetiumfassendeniSupport,ivoni<br />
deri Hilfei beii deri Entwicklungi bisi<br />
zuriProduktioniundiZertifzierung.i<br />
Portwell unterstreicht sein EngagementimitiRoadmapsifüriUpgradesi<br />
derinächsteniGenerationiundineuei<br />
Projekte.iMitiderilangeniErfahrungi<br />
inideriIndustrieiundieinemikundenorientierten<br />
Ansatz unterstützt PortwelliUnternehmenideriverschiedensteni<br />
Bereichei miti zuverlässigen,i<br />
leistungsstarkeni Computerinnovationen.i<br />
◄<br />
Medizinische All-in-One PCs<br />
ICPiDeutschlandibietetivieriKlassen<br />
an All-in-One PCs (AIO PCs),<br />
die sich für den Einsatz in der Medizintechnikieignen.iDieiklassischeni<br />
AIO PCs für den Einsatz als Point<br />
ofiCareiLösung,iAIOiPCsimitiinterneniAkkus,ifüridenimobileniEinsatziaufiSchwesternwägen,iAIOi<br />
PCsimitizusätzlicheniVideoiInputsi<br />
fürideniEinsatziiniOperationssälenisowieiAIOiPCsimitizusätzlicheri<br />
GPUiFunktionalitätifürideniEinsatzi<br />
voniKIiTechnologien.i<br />
EsistehenihierbeiisowohliklassischeiBildschirmdiagonalenivoni<br />
15ibisi24iZollizuriVerfügungialsi<br />
auch Prozessoren unterschiedlicheriLeistungsklassen.iVoniInteli<br />
AtomialsiEinstiegsvarianteihinizui<br />
Core-Ii Prozessoreni deri 12./13.i<br />
Generation. Alle AIO-PCs zeichnenisichidurchivielfältigeiAnpassungsmöglichkeiteniaus.iZuideni<br />
im Industrie PC Bereich üblichen<br />
AufrüstmöglichkeiteniwieiWLAN,i<br />
Bluetooth,i2,5“ioderiM.2iSpeichermedien,<br />
Arbeitsspeicher, Webcam,<br />
TPM Modul und RFID, lassen sich<br />
für den Medizinbereich DICOM<br />
Module,iFulliHDiCaptureiKarten,i<br />
Potentialausgleichsstifte,i 4iKvi<br />
Schnittstellen, Anti-Glare Beschichtung<br />
oder gar Optical Bonding realisieren.<br />
Auch Sicherheitsglas und<br />
beschichtete Touch Screens mit<br />
Reflexionsschutz,iAnti-Bakterielleri<br />
Beschichtung, Anti-Fett-Beschichtung<br />
oder matte Beschichtungen<br />
sindioptionalikonfgurierbar.i<br />
DieiGehäuserückseiteilässtisichi<br />
ebenfallsimitieinemiIP-Schutziversehen,<br />
sofern dies der Anwendungsfalli<br />
erfordert.i ZertifzierungeninachiCE,iFCC,iEN60601i<br />
oderiULisowieiweitereiZertifzierungenikönneniimiBedarfsfalliangeboten<br />
werden. ◄<br />
ICP Deutschland GmbH<br />
www.icp-deutschland.de<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
61
Mess- und Prüftechnik<br />
Rückführbare Vor-Ort-Kalibrierung jetzt auch<br />
für Kraftmessketten und Fügesysteme bis 300 kN<br />
Messtechnikspezialist Kistler erweitert seinen Akkreditierungsumfang erneut um rückführbare<br />
Vor-Ort- und In-situ-Kalibrierungen.<br />
KistleriistijetztiauchifüridieirückführbareiVor-Ort-Kalibrierungivoni<br />
Kraftmesskettenibisi300ikNinachi<br />
ISOi17025iakkreditiert.iDiesierlaubti<br />
demiUnternehmeninötigeiKalibrierungen<br />
auch ohne Ausbau der SensorikidirektivoriOrtibeimiAnwenderi<br />
durchzuführen.iSpezielliiniProduktionsumgebungen,<br />
in denen die SensorikifestiinideriMaschineiintegrierti<br />
ist, minimiert dieses Vorgehen die<br />
Ausfallzeiten.iZudemilässtisichisoi<br />
dieigesamteiMessketteibeiideriKalibrierungi<br />
berücksichtigen.i RückführbareiKalibrierungenistehenifüri<br />
einen hohen Standard und werden<br />
internationaliakzeptiert.<br />
Exaktes Messen<br />
Weri exakti messeni will,i mussi<br />
regelmäßigi kalibrieren:i Nuri soi<br />
ilassenisichiPräzisioniundiStabilitätivoniMessgeräteniüberwachen.i<br />
Doch speziell in der industriellen Fertigung,iwoidieiIntegrationivoniSensorikizuriProzessüberwachungistetigi<br />
an Bedeutung gewinnt, stellen Ausfallzeiten<br />
der betroffenen MaschinenioderiLinieniaufgrundivoniKalibrierungen<br />
eine Herausforderung<br />
dar.iHerstellerikönneniMaschinenstillständei<br />
minimieren,i wenni diei<br />
KalibrierungeniamiBetriebsortidesi<br />
Produktionssystemsivorgenommeni<br />
werdeniundidieiSensorikiimiIdealfallisogariinideriMaschineiverbleibenikanni(In-situ-Kalibrierungen).<br />
Rückführbare<br />
Kalibrierungen<br />
sindiPflichtiinivieleniBereichen.i<br />
Doch die Anforderungen an diese<br />
Kalibrierungenisindihoch.iInsbesondere<br />
die Automobilindustrie hat mit<br />
deriIATF16949ieinenistrengeniStandard<br />
festgelegt. Immer mehr IndustrieniwieidieiKonsumgüterbranche,i<br />
MedizintechnikioderiLuftfahrtifolgeni<br />
mitiähnlicheniVorgaben.iAnerkannti<br />
werdeniausschließlichirückführbarei<br />
Kalibrierungeni–ialsoiKalibrierungen,<br />
die auf ein nationales oder internationales<br />
Normal in einem Staatsinstitutizurückführbarisind.iNurivoni<br />
eineri nationaleni AkkreditierungsstelleiakkreditierteiKalibrierlaborei<br />
könnenidieseiAnforderungierfülleni<br />
– in Deutschland ist das die DeutscheiAkkreditierungsstelleiDAkkS.i<br />
RückführbareiKalibrierungenivoriOrti<br />
bedürfen zudem einer erweiterten<br />
Akkreditierung.iKistlerikannidieseni<br />
hoheniStandardinunifüriKraftmess-<br />
kettenibisizui300ikNibeiieinerierziel-<br />
bareniMessunsicherheitivonibisizui<br />
0,35iProzentinachweisen.i<br />
Energieeffiziente<br />
NC-Fügemodule rückführbar<br />
in situ kalibrieren<br />
DerineuierweiterteiKalibrierserviceivoniKistlerischließtiauchidiei<br />
elektromechanischeni NC-Fügesystemei<br />
desi Unternehmensi ein.i<br />
„ElektroimechanischeiFügesystemei<br />
sind eine gute Stellschraube, um<br />
Energiekosteni zui verringern,i diei<br />
Anlagenauslastung zu steigern und<br />
dieiWirtschaftlichkeitideriProduktioniinsgesamtizuierhöhen.iImmeri<br />
mehriUnternehmeniausideriAutomobil-iundiZuliefererindustrieientscheidenisichideshalbidafür,ielektromechanischeiNC-Fügesystemeiini<br />
deriSerienproduktionieinzusetzen“,i<br />
erklärti Christiani Streili,i Servicei<br />
DevelopmentiManageribeiiKistler.i<br />
„DieigenauidefnierbareniEinpresskräfteiundidieiextremihoheniWiederholgenauigkeiten,idieidurchidiei<br />
integrierteiSensorikisichergestellti<br />
werden, erfordern entsprechend<br />
regelmäßigei undi normkonformei<br />
Kalibrierungen.iMitiderierweiterteni<br />
Akkreditierungikönneniwiridieseni<br />
Serviceinunibesondersizeitsparendi<br />
voriOrtiundiinisituidurchführen.“i ◄<br />
Kistler Group<br />
info@kistler.com<br />
www.kistler.com<br />
Mit Vor-Ort- und In-situ-Kalibrierungen von Fügesystemen und<br />
Kraftmessketten lassen sich Maschinenstillstände minimieren.<br />
62 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Aus Forschung und Technik<br />
Kompakte und drahtlose Energieversorgung<br />
mit extrem niedrigen Stromverbrauch<br />
Die neuartige ultraschallgestützte Technologie bahnt den Weg zu miniaturisierten und minimal-invasiven<br />
neuronalen Implantaten, die der Medizintechnik neue Möglichkeiten eröffnen<br />
Imecs ultraschallbasierter Proof-of-Concept-Chip für die drahtlose Stromversorgung mit einer Größe von nur 0,75<br />
×1,88 mm. Er wird in der Pinzette nochmal extra gezeigt. Er wurde in 65 nm CMOS gefertigt und ist vollständig auf<br />
einer Leiterplatte mit PMUT-Schallkopf integriert.<br />
Imec, ein führender Anbieter<br />
voni Nanoelektroniki undi digitaleni<br />
Technologien,ipräsentierteiaufideri<br />
International Solid-State Circuits<br />
Conference (IEEE ISSCC <strong>2024</strong>)<br />
eini innovatives,i ultraschallbasiertesiProof-of-ConceptifüridieikabelloseiStromversorgungivoniImplantaten.iDieivorgestellteiLösungimiti<br />
eineri Größei voni geradei einmali<br />
8immixi5,3immiermöglichtieineipräzise<br />
Strahlsteuerung (bis zu einem<br />
Winkelivoni53iGrad)iundibenötigti<br />
69iProzentiwenigeriStromi-idamiti<br />
istisieidieikleinsteidrahtloseiUltraschall-Stromversorgungseinheitimiti<br />
demi geringsteni Stromverbrauchi<br />
unteri deni moderneni Systemen.i<br />
DasibahnbrechendeiKonzeptieinesi<br />
adiabatischen Treibers mit globaler<br />
LadungsverteilungibeseitigtidieiProblematikeniherkömmlicheriKabelverbindungen<br />
oder Batterien und ebnet<br />
deniWegifüriminimalinvasive,idrahtlose<br />
(neurale) Implantate.<br />
Kabellose Energieversorgung<br />
ist gefragt<br />
IntrakortikaleineuronaleiAufzeichnungen,i<br />
diei füri dasi iVerständnisi<br />
und die Behandlung neurologischer<br />
Erkrankungenivonientscheidenderi<br />
Bedeutungi sind,i steheni vori demi<br />
Problemi deri Energieversorgung.i<br />
Diei herkömmlichei invasivei Verdrahtungi<br />
birgti dasi Risikoi voni<br />
iKomplikationeniwieiNarbenbildungi<br />
undiInfektionen,iwährendidieiIntegrationivoniBatterieni(wodurchidiei<br />
Notwendigkeiti eineri Kabelverbindungi<br />
entfällt)i Risikeni hinsichtlichi<br />
GrößeiundichemischeriLecksimiti<br />
sich bringt.<br />
Paradigmenwechsel<br />
Der Einsatz adiabatischer<br />
Antriebe mit globaler LadungsumverteilungiistieiniParadigmenwechsel.i<br />
Imi Gegensatzi zui invasiveni<br />
Eingriffeni oderi klobigeni Komponenten<br />
haben imec und die TechnischeiUniversitätiDelftiimiRahmeni<br />
desivomiERC finanzierteniProjektsi<br />
„Intraneti ofi Neurons“i einei Ultraschalltechnologiei<br />
entwickelt,i miti<br />
der neuronale Implantate drahtlos<br />
mitiStromiversorgtiwerdenikönneni<br />
und dabei erfolgreich Entfernungen<br />
vomiiSchädelibisizumiKortexidesi<br />
Gehirns überwinden.<br />
Umidiesizuierreichen,iführtenidiei<br />
Forscher eine einzigartige adiabatischeiAntriebstechnikiein,idieiaufi<br />
demiKonzeptideri„globaleniLadungsumverteilung“i<br />
(„Globali Chargei<br />
Redistribution“,i GCR)i basiert.i Imi<br />
Gegensatzi zui herkömmlicheni<br />
adiabatischen Antriebs methoden<br />
nutzt dieser Ansatz die parasitäreniKapazitätenidesiUltraschallwandler-Arraysiselbstiundirecycelti<br />
Ladungen.iDiesimachtiexterneiKondensatoreni<br />
zuri Umverteilungi deri<br />
LadungeniverzichtbariundiermöglichtieinikompakteresiDesign.iDeri<br />
ini 65i nmi CMOSi gefertigtei Chipi<br />
verfügtiüberieineivollständigiintegriertei116iμm×116iμmimessendei<br />
Treibereinheit, die im Vergleich zu<br />
konventionelleni Class-D-Treiberni<br />
69iProzentiEnergieeinsparungiermöglicht.iDiesesiDesignimachtiihni<br />
zurikleinsteniadiabatischeniUltraschall-Antriebseinheit<br />
mit dem niedrigsteniStromverbrauchiunterideni<br />
moderneniSystemen.i<br />
Füri deni Einsatzi ini vivoi isti diei<br />
StrahlsteuerungibisizuigroßeniWinkelni(>45°)ientscheidend,iumidiei<br />
Leistungsabgabeizuimaximiereniundi<br />
MikrobewegungeniundiFehlausrichtungen<br />
des Gehirns (wie sie z. B. bei<br />
Operationen und der Atmung auftreten)izuikompensieren.iMitideriEinführung<br />
eines Beam Steering ControllersiermöglichtidasiGCR-Systemi<br />
voniimecieineiStrahlsteuerungivoni<br />
bisizui53iGrad.<br />
Drahtlose Schnittstellen<br />
„WährendivieleineuraleiImplantattechnologien<br />
derzeit erhebliche<br />
FortschritteibeiideriSensorikiundi<br />
Stimulation machen, gibt es bei den<br />
drahtlosen Schnittstellen, die eine<br />
derientscheidendeniKomponenteni<br />
deriImplantateisind,inochivieliRaumi<br />
für Verbesserungen - insbesondere<br />
imiHinblickiaufidieiEnergieeffzienziundideniFormfaktor.iUmidiesei<br />
Lückeizuischließeniundidasivollei<br />
Potenzial neuronaler Implantate zu<br />
erschließen,inutzeniwiriunsereieinzigartigen<br />
Technologien für drahtlosei<br />
Kommunikation,i Stromversorgung<br />
und Telemetrie, um minimal-invasiveidrahtloseiSystemeizui<br />
entiwickeln,idieiaufiminiaturisiertei<br />
Implantate zugeschnitten sind und<br />
auchiüberiintrakortikaleineuronalei<br />
ImplantateihinausiAnwendung finden“,i<br />
betonti Yao-Hongi Liu,i wissenschaftlicheriDirektoribeiiimec.i<br />
„Wirisindibestrebt,idieipraktischei<br />
Anwendung unserer Technologie<br />
unterirealeniIn-vivo-Bedingungeni<br />
mit unseren laufenden Fortschritten,<br />
insbesondere in Bereichen wie<br />
deriIntegrationivoniMikrosystemeni<br />
undidesiPackaging,izuidemonstrieren<br />
und freuen uns über die<br />
Zusammenarbeiti miti Medizinerni<br />
oderiForschern.“<br />
Weiterführende<br />
Informationen<br />
DeriArtikeli„AniUltrasound-Powering<br />
TX with a Global Charge-<br />
Redistributioni Adiabatici Drivei<br />
Achievingi 69%i Poweri Reductioni<br />
andi53°iMaximumiBeamiSteeringi<br />
AngleiforiImplantableiApplications“i<br />
gibti eineni detaillierteni Überblicki<br />
über die technologischen Neuerungen,i<br />
einschließlichi deri vorgeschlageneniArchitektur,idesiSchaltungsdesigns<br />
und der Leistungskennzahlen.iDiesesiProjektiIntranetiofiNeuronsiwurdeivomiEuropäischeniForschungsrati(ERC)iimi<br />
Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogrammsi<br />
Horizonti 2020i<br />
deriEuropäischeniUnionigeförderti<br />
(iFördervereinbarungiNr.i101001448).i<br />
Imec<br />
www.imec-int.com<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
63
Komponenten<br />
Höchste Qualitäts- und Sicherheitsstandards:<br />
Die Bedeutung der Medizinnorm für Medizinprodukte<br />
Regelmäßige Überwachung und Audits der Prozesse<br />
SCHURTER GmbH<br />
www.schurter.com<br />
DieiMedizinnormistelltihöchstei<br />
Anforderungen an die Sicherheit<br />
voni Medizinprodukten.i Miti deri<br />
Implementierung der Norm erarbeiten<br />
sich die Hersteller bessere<br />
undizuverlässigereiProzesseiundi<br />
eineiProduktqualitätiaufihöchstemi<br />
Niveau.iMitiderierfolgreicheniZertifzierungideriMedizinnorm,ideririchtigeniAuswahlialleriKomponenteni<br />
und Prozesse lassen sich so HMI-<br />
Lösungeni deri Spitzenklassei füri<br />
Medizinapplikationenientwickeln.<br />
Hohe Anforderungen<br />
Aufgrund hoher Anforderungen in<br />
deriMedizintechnikierfordertidieiEntwicklungiundiIntegrationivoniEingabesystemenioderiHumaniMachinei<br />
Interfaces (HMIs) in diesen MaschineniundiGerätenispezifschesiFachwisseni<br />
sowiei innovativesi Designi<br />
undiProduktionsmethoden.<br />
FüridasiDesignieineriHMI-Lösungi<br />
für die Medizin spielen zahlreiche<br />
AspekteifüridieispezielleiAnwendungslösungi<br />
einei Rolle.i Zuri<br />
ioptimaleniIntegrationideriKomponenteniwieiTouchscreens,iiDisplaysi<br />
undiControlleriistieiniqualifziertesi<br />
Technologie-Portfolio entscheidend.<br />
Darüber hinaus müssen die einzelnen<br />
Prozessschritte zur Herstellung<br />
deri Komplettlösungeni wiei Glasbedruckung,i<br />
Lamination,i iOpticali<br />
BondingiundiElektronikiaufieinanderi<br />
abgestimmt sein.<br />
Im Mittelpunkt<br />
steht der Anwender<br />
WennidieiEntwicklungiundiProduktioninachiDINiENiISOi13485i<br />
erfolgt,i werdeni Medizinproduktei<br />
soikonzipiert,ihergestelltiundigetestet,<br />
dass sie im Fehlerfall oder<br />
beiieinemiTotalausfallikeineniSchaden<br />
für den Anwender, also den Patienten,iverursachen.<br />
HerstellerivonimedizinischeniProdukteniundiZuliefererivoniKomponenten<br />
müssen dabei eine Vielzahl<br />
an Regularien und Vorschriftenibeachten.iBeiideriEntwicklungi<br />
undi Fertigungi voni medizintechnischeniProduktenisindinebenitechnologischeniGesichtspunkteniauchi<br />
zahlreiche gesetzliche Vorschriften<br />
undiNormenizuiberücksichtigeniundi<br />
einzuhalten.iZudemimüsseniHerstellerikontinuierlichidieiGültigkeitiundi<br />
bevorstehendei Änderungeni relevanteriNormeniüberprüfen,iumideni<br />
Produktentstehungsprozessiaufidiei<br />
aktuelleniAnforderungenianzupassen<br />
und zu optimieren.<br />
Schwerpunkte<br />
der Medizinnorm<br />
DIN EN ISO 13485<br />
DieiDINiENiISOi13485iistieinei<br />
Norm,idieispeziellifüriQualitätsmanagementsystemeiinideriMedizinprodukteindustrieikonzipiertiwurde.i<br />
Sie legt die Anforderungen an ein<br />
Qualitätsmanagementsystemifest,i<br />
um sicherzustellen, dass MedizinprodukteidenigesetzlicheniVorgabeni<br />
entsprechen und die Bedürfnisse<br />
deriBenutzerierfüllen.iImiHinblicki<br />
aufidieiHerstellungivoniProdukteni<br />
undi ini Bezugi aufi Produktionsprozesse<br />
ergeben sich daraus folgendeiAnforderungen:<br />
• Dokumentationsanforderungen:<br />
Hersteller müssen sicherstellen,<br />
dassialleirelevanteniAspekteiihreri<br />
Produktionsprozessei undi -verfahreni<br />
dokumentierti sind,i einschließlichiPlanung,iValidierungi<br />
und Überwachung.<br />
• Risikomanagement:<br />
Dabei geht es um die Sicherheit<br />
voniMedizinprodukten.iiHerstelleri<br />
müssen nachweisen, dass sie<br />
Risikeni identifziert,i bewerteti<br />
undientsprechendeiMaßnahmeni<br />
ergriffen haben, um diese auf ein<br />
Minimum zu reduzieren.<br />
• Änderungsmanagement:<br />
ÄnderungenianiProduktenioderi<br />
Produktionsprozesseni müsseni<br />
systematischibewertetiundidokumentiert<br />
werden, um sicherzustellen,idassidieiQualitätiundiSicherheitideriProdukteierhaltenibleibt.i<br />
Dies betrifft auch die Validierung<br />
voniÄnderungen.<br />
• Lieferantenmanagement:<br />
Die Norm legt Wert darauf, dass<br />
Hersteller sicherstellen müssen,<br />
dass ihre Lieferanten ebenfalls<br />
deni Qualitätsanforderungeni<br />
entsprechen. Dies erfordert eine<br />
64 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
effektiveiÜberwachungideriLieferketteiundieineisorgfältigeiAuswahlivoniLieferanten.<br />
• Validierung und Verifizierung<br />
von Prozessen:<br />
Hier müssen die Hersteller sicherstellen,<br />
dass ihre Prozesse geeignetisind,iqualitativihochwertigei<br />
Produkteiherzustellen,iundidiesi<br />
durch angemessene Validierung<br />
nachweisen.<br />
• Rückverfolgbarkeit:<br />
Damit wird sichergestellt, dass<br />
die Hersteller in der Lage sind,<br />
jedesieinzelneiProduktibisizuiseineriHerstellungschargeizurückzuverfolgen.<br />
• Schulung und Kompetenz:<br />
Mitarbeiter müssen angemessen<br />
geschultiundiqualifziertisein.iDiei<br />
Normi verlangti einei Dokumentationi<br />
deri Qualifkationeni undi<br />
Schulungen, um sicherzustellen,<br />
dass das Personal in der Lage<br />
ist, die Anforderungen der Norm<br />
zu erfüllen.<br />
Außerdemi müsseni zahlreichei<br />
Anforderungeni imi Produktentstehungsprozessi<br />
berücksichtigti<br />
werden.<br />
Risikobasierter Ansatz<br />
BeiiMedizinprodukteniistieiniRisikomanagementinachiDINiENiISOi<br />
14971ierforderlich.iDabeiikönneni<br />
verschiedeneiVerfahreniwieiPHAi<br />
(Preliminaryi Hazardi Analysis),i<br />
FMEA (Failure Mode and Effect<br />
Analysis),iFTAi(FaultiTreeiAnalysis)i<br />
oderiHAZOPi(HazardiiOperability)i<br />
Medizinapplikationen der Spitzenklasse<br />
Alle Komponenten und Prozessschritte müssen bei der Herstellung von Komplettlösungen abgestimmt werden<br />
angewendeti werden,i umi Gefährdungspotenzialei<br />
zui identifzieren.i<br />
Es ist entscheidend, die Wahrscheinlichkeiti<br />
undi deni SchweregradimöglicheriSchädenisowieidiei<br />
damitiverbundeneniRisikeniabzuschätzen.i<br />
Anhandi dieseri Bewertung<br />
wird bestimmt, inwieweit diese<br />
Risikeniakzeptabelisindi(Risikoakzeptanz),iumigeeigneteiMaßnahmeni<br />
zuriRisikominderungizuiergreifen.<br />
Praktische Umsetzung<br />
Auchi füri Komponenteni gelteni<br />
spezifschei Verfahreni undi Dokumentationspflichten.iNebeniSicherheitsanalysenimüssenizusätzlichei<br />
AspekteiwieiIsolations-iundiEMV-<br />
Anforderungeniberücksichtigtiwerden.<br />
Die Auswahl der Materialien<br />
istivonientscheidenderiBedeutung,i<br />
ebenso wie die Erstellung einer Liste<br />
kritischeriBauteile,iwobeiidabeiidiei<br />
vorgeseheneiAnwendungiundidiei<br />
EinsatzmöglichkeitenidesiProduktsi<br />
berücksichtigtiwerdenimüssen.iInsbesondere<br />
im Medizinbereich stellt<br />
dies eine Herausforderung dar, da<br />
diei Sicherheiti voni Patienteni undi<br />
AnwendernisowieidieiZuverlässigkeiti<br />
eine entscheidende Rolle spielen.<br />
Gleichbleibende Qualität<br />
sicherstellen<br />
Umi Medizinproduktei ini gleichbleibendihoheriQualitätiherstelleni<br />
zuikönnen,isindiverschiedeneiMaßnahmenierforderlich.iDieiDokumentationi<br />
mussi nachvollziehbari undi<br />
vollständigisein,idieiFertigungsvorgängeimüssenireproduzierbar,irückverfolgbariundiprozesssicherisein,i<br />
undidieiQualitätideriverwendeteni<br />
Materialienimussikonstantibleiben.i<br />
Qualitätsmanagementiundi-sicherungisindiunerlässlich,iumidauerhaftieinihohesiQualitätsniveauizui<br />
gewährleisten.iAufidieseiWeiseikönnen<br />
Hersteller die Prozesse, MaterialieniundiFertigungsqualitätiüberwachen,ikontrolliereniundibeiiBedarfi<br />
Maßnahmeniinitiieren.<br />
Einhaltung von MDRund<br />
FDA-Anforderungen<br />
SchurteriunterstütztiseineiiKundeni<br />
zur Erfüllung der Anforderungen<br />
deriMDRi(MedicaliDeviceiRegulation)<br />
und der FDA (Food and Drug<br />
Administration). Prozesssicherheit<br />
wirdinachiDINiENiISOi13485ibeii<br />
der HMI-Fertigung sichergestellt.<br />
Einei lückenlosei Rückverfolgbarkeiti<br />
bisi zumi Produktionsdatumi<br />
wird sichergestellt, was durch einen<br />
risikoibasierteniAnsatzieiniHöchstmaßianiSicherheitigewährleistet.<br />
Spektrum<br />
von Medizinapplikationen<br />
Die Bandbreite an Medizinapplikationeniistivielfältigiundigroßiundi<br />
jede einzelne Anwendung muss mit<br />
denipassendeniKomponentenibzw.i<br />
Eingabesystemenioptimaliundimaßgeschneidert<br />
designt werden. ◄<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
65
Komponenten<br />
WEARABLES – Intelligente Technologie direkt am Körper<br />
DeriMarktifürielektronischeiGeräte,idieiami<br />
Körperi getrageni werden,i auchi bekannti alsi<br />
Wearables,i wächsti stetig.i Diesei nützlicheni<br />
Mini-Computerikönnenifüridieiverschiedensteni<br />
Zweckeieingesetztiwerden.iBeiideriGestaltungi<br />
steheni hieri immeri Größe,i Tragekomforti undi<br />
einfache Bedienung im Vordergrund, daher ist<br />
beiisolcheniEntwicklungeniauchidasipassendei<br />
Gehäuseiessentiell.<br />
“Wearable”i bedeuteti übersetzti “tragbar”.i<br />
DieseigrundlegendeiEigenschaftikennzeichneti<br />
dieikleineniComputersysteme,idieiständigioderi<br />
zeitweiseiamiKörperigetrageniwerden.iDieiintelligenten<br />
Helfer sammeln in der Regel Benutzerdaten<br />
und übermitteln diese an entsprechende<br />
EndgeräteizuriWeiterverarbeitungioderiAuswertung.iSchoniheuteisindidieimöglicheniEinsatzgebieteisehrivielfältig:iSieireichenivoniintelligenteri<br />
Kommunikation,iUnterhaltungsindustrie,iSicherheitsmanagement,iZugangs-iundiAbstandskontrollen,i<br />
Fitness-Trackingi bisi hini zui tragbareni<br />
GeräteniimimedizinischeniBereichizuriBestimmung<br />
der Vitalparameter eines Patienten oder<br />
alsiNotrufsystem.i<br />
Ansteigende Verkaufszahlen<br />
AufgrundiderifortschreitendeniEntwicklungen,i<br />
z. B. bei Sensortechnologien, Hardware-SicherheitsstandardsioderiinideriBatterie-/Ladeitechnik,i<br />
wirdidasiMarktvolumenideriWearablesiweiteri<br />
steigen.iDieiStatistikenizeigenieineiPrognose,i<br />
dassibisizumiJahri2027ideriAbsatzianiverkaufteniEinheiteni(inklusiveiEarwear/Hearables)iaufi<br />
rundi625iMillioneniansteigeniwird;iimiJahri2022i<br />
wareniesi492iMillioneniGeräteiweltweit.<br />
Design trifft Funktionalität<br />
WieiinideriEinleitungibeschrieben,ikommtiesi<br />
beiideriGestaltungieinesiWearable-Gerätsistarki<br />
aufi diei Produktgröße,i deni Tragekomforti undi<br />
Autorin:<br />
Kerstin Riedling<br />
Marketing-Kommunikation<br />
OKW Gehäusesysteme GmbH<br />
www.okw.com<br />
Beispiel für ein Notruf- oder Benachrichtigungssystem in Kliniken oder Arztpraxen<br />
66 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Komponenten<br />
TENS-Gerät für Schmerztherapie<br />
die einfache Bedienung an. Daher sind sie nur<br />
danniwirklichifunktional,iwennisieideniBenutzeri<br />
imiAlltaginichtistörenioderiiniirgendeineriWeisei<br />
behindern. Neben einer langen Lebensdauer<br />
spieleninatürlichinochimehrereiFaktorenieinei<br />
entscheidende Rolle, die letztendlich zum Erfolg<br />
desiGerätsibeitrageniundibeiideriEntwicklungi<br />
beachteti werdeni müssen:i Sensorintegration,i<br />
Antennen,i Funktechnologien,i sicherei DatenübertragungiundioptimierteriStromverbrauch.<br />
Robust und leicht zu reinigen<br />
WeitereiAnforderungenisindiStabilität,imechanischeiBelastbarkeitiundidieiVerwendungiwiderstandsfähiger,ileichtizuireinigenderiMaterialien.i<br />
Kunststoffgehäuse,idieivoniAnfangianispezielli<br />
füritragbareiAnwendungenientwickeltiwurden,i<br />
könneni hieri punkten!i Füri vielei Applikationeni<br />
sindikleine,ibesondersihandlicheiundiunauffälligeiGehäuseidasiNonplusultra.<br />
Großes Anwendungsspektrum<br />
ImiGesundheitssektorihabenisichiiniersteriLiniei<br />
die sogenannten Smart-Watches und Fitness-<br />
TrackerialsidieiWearablesischlechthinietabliert.i<br />
DieseikleineniComputersystemeimesseniVitalparameteriwieiHerzfrequenz,iBlutdruck,iSchlafqualitätiundiKalorienverbrauch.iMittlerweileigibti<br />
es auch Modelle, die darüber hinaus die SauerstoffsättigungidesiBlutes,iStresslevelioderidiei<br />
„Body-Battery“i(EnergiereservenidesiKörpers,i<br />
gemesseniaufiBasisivoniHerzfrequenzvariabilität,iStress,iSchlafqualitätiundiAktivitäten)iaufzeichnenikönnen.<br />
DarüberihinausigibtiesiinideriMedizintechniki<br />
und dem HealthCare noch weit mehr Anwendungsfelderifürikleine,itragbareiGeräte.iMitientsprechendeniSensoreniausgestattetikönnenisiei<br />
z.iB.ifüriHealthiMonitoringiSystemeieingesetzti<br />
werden:iMithilfeidesiIoMTi(InternetiofiMedicali<br />
Things)ikönnenihierdurchiunteriUmständenisogari<br />
Leben gerettet werden, indem sie bestimmte<br />
Patientenparameter überwachen und Ärzten<br />
z. B. eine Echtzeit-Priorisierung der Patienten<br />
liefern.iSoiistiesimöglich,izuerstidieiPatienteni<br />
zuiversorgen,idereniZustandialsiamiikritischsteni<br />
eingestuft wird.<br />
Tracking-Systeme<br />
Losei ini Einstecktascheni oderi gewöhnlicheniTascheniplatziert,iaberiauchimithilfeivoni<br />
Gehäuseilaschen fixiert,ifungierenisieiauchialsi<br />
Datenlogger für die Analyse von Rollstuhlfahrten<br />
Tracking-Systeme.i Eini Trackingi überi Wearablesikanniauchihelfen,idasiNutzerverhalteni<br />
voniibeispielsweiseiRollstuhlfahrten,iRollatoreni<br />
oderiProthesenizuianalysiereniundisomitidiesei<br />
SystemeiundiHilfsmittelizuioptimieren.<br />
TENS-Gerät in der Schmerztherapie<br />
Kleine,ibequemitragbareiApplikationenikommeniaußerdemibeiiTherapiegerätenizumiEinsatz.iSoikannimaniz.iB.iauchiTENS-Gerätei<br />
(transikutanei elektrischei Nervenstimulation:i<br />
elektromedizinischei Reizstromtherapiei zuri<br />
BehandlungivoniSchmerzeniundizuiMuskelstimulation)izuideriGruppeideriWearablesizählen.<br />
Im Rahmen einer Schmerztherapie oder<br />
auchibeiiSportverletzungen,ietc.iistiesiwichtig,idieiAnwendungeniregelmäßig,iinideniAlltagiintegriert,idurchführenizuikönneniundidasi<br />
funktioniertinur,iwennidasivoniGeräteseiteiheri<br />
komfortabeliumsetzbariist.<br />
Überwachung<br />
NebenideriÜberwachungivoniVitaldatenioderi<br />
demiEinsatzialsiMedizingerät,iwerdeniWearablesimittlerweileiauchischonibeiideriMedikamentenabgabe<br />
oder bei der Überwachung spezifscheri<br />
Krankheiteni eingesetzt.i Diei ansteigendeiDigitalisierungiundidieistetigeniEntwicklungen<br />
im Bereich des IoMT werden die EinsatzgebieteiiniZukunftinochiweiterianwachseni<br />
lassen.iAußerdemirücktidieiMiniaturisierungiini<br />
diesemiFeldiauchiimmeristärkeriinideniFokus,i<br />
wasiaufiSeiteideriElektronik-Entwicklungientsprechende<br />
Anforderungen mit sich bringt, wofür<br />
aber auf der anderen Seite natürlich auch passendeiGehäuseibenötigtiwerden.i◄<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
67
Bedienen und Visualisieren<br />
Vielversprechende Display-Technologien<br />
für die Zukunft?<br />
Easy Knob im Einsatz<br />
Diei Qualitäti einesi industrielleni<br />
Displaysi lässti sichi ani verschiedeneniFaktorenimessen.iGeradeiini<br />
medizinischeniGerätenispieltidabeii<br />
diei kontrastreichei undi störungsfreie<br />
Wiedergabe der Inhalte eine<br />
wesentliche Rolle. Verschiedene,<br />
etablierteiundibewährteiTechnologienisindiaufidemiMarktiundiTFT-,i<br />
LCD-iundiLED-Displaysisindibisheri<br />
diei Hauptakteurei ini industrielleniAnwendungen.iDieiEntwicklung<br />
neuer Technologien zur weiteren<br />
Optimierung der DarstellungsqualitätiundioptischeniPerformanzi<br />
wirdispezifscheriundinichtiimmeri<br />
erfüllen diese Neuerungen die in<br />
sie gesetzten Erwartungen. Wie<br />
erfolgsversprechendieineiTechnologie<br />
ist und ob sie sich langfristig<br />
Autor:<br />
Roland Wabro<br />
Produktmanager Systeme<br />
DATA MODUL AG<br />
info@data-modul.com<br />
www.data-modul.com<br />
behauptenikann,ihängtidavoniab,i<br />
wie deutlich sich die Leistung des<br />
Displaysiverbessertiundiwieihochi<br />
deriKostenaufwandiseiniwird.iZweii<br />
vielversprechendeiTechnologieniundi<br />
möglichei Bedienkonzeptei zieleni<br />
konkretiaufiApplikationeniimimedizinischen<br />
Bereich.<br />
Hoffnungsträger<br />
MicroLED-Displays<br />
MotivationsgeberiundiTreiberifüri<br />
dieiImplementierungivoniMicroLED-<br />
DisplaysiiniindustrielleniGerätenisindi<br />
die bereits erfolgreich etablierten<br />
AnwendungeniimiConsumeriMarkti<br />
(Bsp. Smart Watches) und in branchenübergreifendeniApplikationeni<br />
in AR/VR sowie der offensichtliche<br />
Bedarf dafür in anderen Branchen.<br />
Denn im Grunde ist diese TechnologieiprädestiniertifürialleiApplikationen,iinidenenihoheiKontrasti–iundi<br />
Helligkeitswerteierforderlichisind.<br />
MicroLED hat - technologisch<br />
betrachtet - das Potenzial, sich<br />
hinsichtlichi Leuchtdichteeffzienz,i<br />
hoher Leuchtdichte, sehr gutem<br />
Kontrastverhältnis,ikurzeniSchaltzeiten,ieinerigroßeniRangeiimiBetriebstemperaturbereich,i<br />
extremi<br />
geringemiStromverbrauchiundiinsgesamt<br />
einer langen Lebensdauer,<br />
vonideniOLED-iundiLCD-Displaysi<br />
abzuheben.<br />
Zukunftsperspektiven<br />
Undi auchi wenni dasi allesi<br />
guti klingt,i imi Momenti werdeni<br />
MicroLED-Displaysihauptsächlichiini<br />
AR/VR-Brilleniverbaut.iDochidurchi<br />
ihre besonderen Eigenschaften,<br />
dieiursächlichimitideniLED-Chipsätzenizusammenhängen,ikönntei<br />
die MicroLED-Technologie spezielliinisicherheitsrelevanteniAnwendungen<br />
im Premium-Automobil- oder<br />
ini High-End-Displaysi füri medizinischeiGeräteizumiEinsatzizuikommen.iInsbesondereidieihoheiDynamiki(HDR)iistieiniwichtigesiThemai<br />
inichirurgischen/iendoskopischeni<br />
Anwendungen und in der Diagnostik.iMitiMicroLEDisindihöhereiKontraste,<br />
Freiformen, gebogene Displaysi<br />
undi sehri hohei Helligkeiteni<br />
iniverschiedensteniAnwendungeni<br />
möglich.iPerfektiauchiinitragbareni<br />
GerätenizuriPatienten-iundikontinuierlicheniZustandsüberwachung.i<br />
Im AR Glass werden MicroLED Displaysi<br />
bereitsi teilweisei eingesetzti<br />
z.iB.ifüriimmersivesiTraining,iFernberatung<br />
und Simulationen.<br />
Herausforderungen<br />
DasivolleiPotenzialiwirdiaberiersti<br />
danniausgeschöpftiwerdenikönnen,i<br />
wenni diei benötigteni MicroLED-<br />
ChipsimitieineriKantengrößeivoni<br />
2µi -i 50i µmi massentauglichi undi<br />
kosteneffzienti produzierti werdeni<br />
können.iAktuelliwerdeniMicroLED-<br />
DisplaysinochinichtiinigroßformatigeniDisplaysiverbaut.<br />
Imi Vergleichi zui LCD-Displaysi<br />
und OLED hat die MicroLED-Technologie<br />
einige Vorteile. MicroLEDs<br />
altern langsamer als OLED-SchichteniundideriFarbgamutiistiähnlichi<br />
hoch wie bei OLED.<br />
Herausforderungen<br />
in der Fertigung<br />
Bis es allerdings soweit ist, dass<br />
dieseiTechnologieiflächendeckendi<br />
einsatzbereit ist, gilt es noch einige<br />
Herausforderungen in der Fertigung<br />
zuimeistern.iInideriaktuelleniSituation<br />
ist eine Industrialisierung und<br />
ProduktionivoniMicroLEDiDisplaysi<br />
sehrikostenaufwändig.<br />
Unteri anderemi isti diei Strukturi<br />
desiMicroLED-Chipsikomplizierteri<br />
alsidieideriherkömmlicheniLEDiundi<br />
auchidasiTFT-Backplane-Designiisti<br />
komplexerialsibeiinormaleniTFT.i<br />
DieigroßeiHerausforderungiliegtiimi<br />
TransferideriextremikleineniChipsi<br />
vomiWaferiaufidasiSubstrat.iHieri<br />
konkurriereniverschiedensteiVerfahren,<br />
die alle noch nicht wirtschaftlich<br />
umsetzbar sind.<br />
Dazuikommtinoch,idassiesieinei<br />
ganze Reihe an optionalen Verfahren<br />
(mass-transfer-process), gibt.<br />
Obielektrostatisch,ielektromagnetisch,iviaiLasertransfer,iBriefmarken-Transfer,imonolithischeiÜbertragung,i<br />
fluidischeri TintenstrahltransferioderiAuswähleniundiPlatzieren,<br />
alle haben jeweils ihre Vorund<br />
Nachteile. Bis jetzt hat sich noch<br />
nichti herauskristallisiert,i welchesi<br />
Verfahren sich durchsetzen wird.<br />
Dabeii wirdi diei Wirtschaftlichkeiti<br />
eineigroßeiRolleispielen.<br />
Inspektion und Reparatur<br />
Jeder MicroLED-Chipsatz muss<br />
inspiziert und gegebenenfalls repariertiwerden.iUndiselbstibeiieineri<br />
fastiperfekteniYieldivoni99,99i%i<br />
mussieinidefekteriMicroLED-Chipsatzivoni0,01i%irepariertiwerden,i<br />
da es Millionen oder sogar DutzendeiMillionenivoniSubpixelnigibt.i<br />
Damitierklärtisichivoniselbst,idassi<br />
sichiInspektioniundiReparaturisehri<br />
zeitaufwändigigestalten.<br />
Starkes Wachstum erwartet<br />
UndidennochiwirdideriMicroLED-<br />
MarktiinidenikommendeniJahrenieini<br />
erheblichesiWachstumiverzeichnen.i<br />
Denn auch wenn es immer noch<br />
technische und fertigungstechnische<br />
FALD versus<br />
OLED- und LCD-Display<br />
• HöhereiHelligkeitiimiVergleich<br />
zu OLED<br />
• HöhereriKontrastiimiVergleichizuiLCD-Displaysi<br />
mit Standard-Hintergrundbeleuchtung.<br />
• FarbverstärkteiFarbgebungiiniKombinationimiti<br />
QuantumiDot-Folieni<br />
• GeringereriStromverbrauchialsiLCD-Displaysi<br />
mit Standard-Hintergrundbeleuchtung<br />
68 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Bedienen und Visualisieren<br />
Vergleich zwischen LCD, OLED, QLED und Micro-LED<br />
Herausforderungeni gibt,i tätigeni<br />
vieleiUnternehmeniteilsischoniseiti<br />
JahreniInvestitioneniinidieiHerstellungivoniMicroLED-Displays.iDiei<br />
Investitionsschätzungeniliegenifüri<br />
dieiJahrei2020-2025ibeii8iMilliardeniUS-Dollar.i<br />
Investitionsfelder<br />
DabeiisteckenidieiUnternehmeni<br />
ihriGeldiinidieifolgendeniInvestitionsfelderi(QuelleiOMDIA):<br />
• Metallorganische chemische<br />
Gasphasenabscheidungi(engl:i<br />
MOCVD)<br />
• EpitaxialiWaferi<br />
• Mass transfer process<br />
• Micro LED Chip Design<br />
• KomplementäresiMetalloxid<br />
• Halbleiteri(CMOS)iBackplane<br />
• TFT-Backplane<br />
• Treiber-IC<br />
• Modulisierung<br />
• Inspektions-iundiReparaturi<br />
Equipment<br />
• Systemintegration<br />
• aktuelliunklareiProduktionsprozesse,idaisichinochikeiniVerfahren<br />
als technisch und wirtschaftlichisinnvolliherauskristallisiert<br />
hat.<br />
• nochihoheiProduktionskosteni<br />
• neuizuietablierendeiLieferkettei<br />
• Wertschöpfungsketteimussidurchi<br />
Industrieierstidefniertiwerden<br />
• für Hersteller werden<br />
Ausirüstungsinvestitioneni<br />
erforderlich<br />
Herausforderungen<br />
für MicroLED-Displays<br />
Die MicroLED-Technologie sorgt<br />
immer wieder für Schlagzeilen, ist<br />
aberiimiAugenblickinochinichtiMassenproduktionstauglich.i<br />
Ini hochwertigeniFernsehgerätenibleibtideri<br />
KampfiLCD-DisplaysigegeniOLEDi<br />
undi aufgrundi deri hoheni ProduktionskosteniwirdidieiMicroLED-TechnologieibisizuriLösungideriVerfahrensfrageivorerstieiniNischenprodukti<br />
bleiben.i Wearables,i AR/VRi<br />
undiDisplaysifüriMediziniundiAutomotiveisindiaberivielversprechendei<br />
Anwendungsgebiete dafür.<br />
MiniLED-Displays –<br />
Full-Array-Local-Dimming –<br />
eine Zwischenlösung?<br />
Wenni esi umi diei Ablesbarkeiti<br />
auchi ini helleni Umgebungslicht-<br />
Bedingungenigeht,iempfehltisichi<br />
die MiniLED-Technologie. Hier gibt<br />
es - je nach Verwendung - zwei Varianten,ientwederimitidirectibacklighti<br />
(alle LEDs leuchten) oder mit der<br />
Full-Array-Local-Dimmingi(FALD)-<br />
Technologie. Damit werden besondersihoheiKontraste/Schwarzwertei<br />
erreicht, was speziell im medizinischen<br />
Bereich wie beispielsweise<br />
inidenihelleniOP-SälenivoniKrankenhäusernioderifüriUltraschall-iundi<br />
RöntgenaufnahmenivoniVorteiliist.<br />
FALD<br />
Bei FALD handelt sich um die<br />
dichtei Anordnungi voni LEDsi hinteri<br />
demi LCD-Display,i voni deneni<br />
jede einzelne Diode angesteuert<br />
werdeni kann.i Dadurchi wirdi diei<br />
optimaleiKontrolleideriLED-Helligkeitsstufeni<br />
währendi deri Bildwiedergabeiermöglicht,iumieinerseitsi<br />
deniGesamtkontrastiundiandererseitsideniDynamikbereichizuierhöhen.iZuideniVorteileniimiVergleichi<br />
zurikonventionelleniHintergrundbeleuchtungizählenieiniextremihohesi<br />
iKontrastverhältnis,i Farbraumi aufi<br />
OLED-Niveau,i einei überlegenei<br />
Bildqualitäti undi einei hervorragendeiLesbarkeitiselbstibeiiextremi<br />
starkemiUmgebungslicht.iZudemiisti<br />
deriStromverbrauchiimiVergleichizui<br />
ähnlichihelleniDisplaysiauchideutlich<br />
geringer, was u.a. die Lebensdauerideutlichiverlängert.<br />
Diei FALD-Displaysi gibti esi ini<br />
unterschiedlicheniGrößeniundiAuflösungenibisiFulliHD-iundi4K.iDarüberi<br />
hinausi steheni verschiedenei<br />
AnsteuerlösungenisowieidieiIntegrationivoniFALDimitiPCAP-Touchi<br />
undidieiMöglichkeitizuriAnpassungi<br />
voni Covergläserni nachi individuelleni<br />
Kundeni Anforderungeni zuri<br />
Verfügung.<br />
DieiperfekteiFarbdarstellung,idasi<br />
exzellenteiKontrastverhältnis,idasi<br />
Ganze noch sparsam im EnergieverbrauchiundimitigarantierteriLangzeitverfügbarkeit.iDieseiTechnologie<br />
ist in bestimmten Anwendungsfeldern<br />
nicht nur Übergangstechnologie,<br />
sondern hat bereits ihre<br />
Daseinsberechtigung neben OLED<br />
und MicroLED.<br />
Touch-Displays<br />
mit EASY KNOB –<br />
zwei für alle Spezialfälle<br />
Diei Kombinationi ausi Touch-<br />
Monitori undi einemi exklusiveni<br />
PCAPiEncoderi „Easyi Knob“i verbindet<br />
die Vorteile einer mittlerweile<br />
gelernten Touch-Eingabe mit<br />
deriphysischeniKontrollmöglichkeiti<br />
einesi–iiniI/O-Applikationeniraueri<br />
Umgebungsbedingungeninochiofti<br />
eingesetzten, haptischen BedienelementsiwieiSchalter,iKnopfiundi<br />
Regler.<br />
Erhöhter Sicherheitsbedarf<br />
Spezielli ini Applikationeni miti<br />
erhöhtemiSicherheitsbedarf,iwiei<br />
Display mit FALD-Technik<br />
im medizinischen Bereich, bietet<br />
dieseihybrideiLösungieineinochi<br />
präziserei Bedienbarkeit.i Denni<br />
gerade bei sensiblen Human-<br />
Machine-Interfaces (HMI), in<br />
denenideriBlickidesiUsersiparallel<br />
auf Bildschirm und Patient liegenimuss,ioptimiertidieseihybridei<br />
Technologiei–idankizusätzlichemi<br />
haptischeniFeedbacki–idieiSystem-Interaktion.iDarüberihinausi<br />
sorgtisieifürimehriFlexibilitätiini<br />
derigesamteniGUI-Entwicklung.i<br />
Diei Encoder-Funktioni aufi demi<br />
Touchdisplayi ermöglichti einei<br />
VereinfachungidesiGehäusekonzepts,ispartiWerkzeugkosteniundi<br />
ermöglichtieineischnellereitimei<br />
toimarket.<br />
SobaldideriEasyKnobiintegrierti<br />
und initialisiert wurde, registriert der<br />
PCAP-Sensor die mit dem Drehregleri<br />
getätigteni Eingabeni undi<br />
sorgt dafür, dass alle gewünschteniAktionenizuverlässigiundipräzise<br />
und zum Wohle der Patienten<br />
ausgelöstiwerdenikönnen.<br />
DieseihybrideiAnwendungsmöglichkeitibietetiinispezielleniMedizingerätenimehriSicherheitiaufihöchstem<br />
technologischen Standard.<br />
Für den medizinischen Bereich<br />
liegti deri Fokusi beii Geräteni aufi<br />
SicherheitiundistörungsfreieriPerformanz.<br />
Was das angeht, stehen<br />
mit den beiden Technologien Mini-<br />
LEDiundiMicroLEDiundiergänzti<br />
durchi sinnvollei Bedienkonzepte,i<br />
wiei diei hybridei Variantei easy-<br />
KnobiaufiTouchdisplaysiinispezifscheniApplikationeniechteiAlternativenizuiOLED-,iTFT-iundiLCD-<br />
DisplaysizuriVerfügung.i<br />
Ein paar Herausforderungen<br />
ini deri Produktioni müsseni nochi<br />
bewältigtiwerden,iaberidieiIndustrie<br />
nimmt sich dieser Aufgabe an<br />
–ikundenbedarfsorientiert.i ◄<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
69
Produktion<br />
Roboter und digitale Zwillinge<br />
heben die Medizin auf das nächste Level<br />
Minimalinvasive Roboterchirurgie mit dem da Vinci-Operationssystem<br />
© envato<br />
NürnbergMesse GmbH<br />
www.nuernbergmesse.de<br />
www.medteclive.com/de/<br />
Digitale Zwillinge<br />
für Spitzenleistung<br />
WasihabenidigitaleiZwillingeiundi<br />
Cobots gemeinsam? Sie entlasten<br />
Ärzte,iverbessernidieiQualitätideri<br />
medizinischen Versorgung und<br />
erhöheniEffzienziundiSicherheit.i<br />
WieidigitaleiZwillingeidieiProzessoptimierungivorantreibeniundikollaborativei<br />
Roboteri medizinischesi<br />
Personali beii präziseni undi empfndlicheniAufgabeniunterstützen.<br />
TechnischeiProdukteiinideriMedizini<br />
verlangeni höchstei Qualität,i<br />
Sicherheit und nachgewiesenen<br />
Nutzen.iDieiEntwicklungivoniMedizintechniki<br />
folgti strengeni Regularien.iEinidigitaleriZwillingihilftibeii<br />
deriOptimierung.iEriistieineivirtuelleiNachbildungidesitatsächlicheni<br />
medizinischeniGerätsiundispiegelti<br />
alleiwichtigeniEigenschaften,iFunktionen<br />
und Verhaltensweisen des<br />
realeni Gerätsi genaui wider.i Diesi<br />
ermöglichti virtuellei Tests,i AnalyseniundiOptimierungenidesiGeräts,i<br />
bevoriesihergestelltioderieingesetzti<br />
wird. So sind detaillierte SimulationeniundiAnalysenivoniProduktionsabläufenimöglich.iInideriMedizintechniki<br />
ergebeni sichi dadurchi<br />
vielfältigeiChancenizuriFeinabstimmungiundiVerbesserungivoniHerstellungsprozessen.i<br />
Diei präzisei<br />
Simulation erlaubt beispielsweise<br />
diei Erkennungi potenzielleri Engpässei<br />
undi Fehlerquelleni undi ermöglichtiauchidieiOptimierungivoni<br />
ParameternifürimaximaleiEffzienz.<br />
Simulation<br />
entlang der gesamten<br />
Fertigungsprozesse<br />
LautiStefaniPflaum,iLeiteriProducti&iLifecycleiExcellenceiGlobali<br />
bei Siemens Healthineers, werden<br />
auch ganze Fertigungsprozesse<br />
basierendiaufidigitaleniZwillingeni<br />
geplant und erfolgreich eingesetzt.<br />
SoientwickelteimanidasineueiTechnologie-iundiFertigungs-Zentrumifüri<br />
RöntgenstrahleriundiGeneratoreniini<br />
seinemiForchheimeriUnternehmeni<br />
umfassendiaufiBasisivonidigitaleni<br />
Zwillingen.i Komplexei Fertigungsprozesseiwurdenibereitsivoridemi<br />
BauideriFabrikiimiComputerioptimiert<br />
und aufeinander abgestimmt.<br />
DadurchikonnteidasiUnternehmeni<br />
deniRaumbedarfideriProduktionslinieniflexibeliaufidieigeplanteniKapazitäteniauslegen.iAußerdemibrachtei<br />
die digitale Simulation, basierend<br />
aufiexakteridigitaleriModellierungi<br />
deri Medizingerätefunktioneni imi<br />
Computer,i ini kürzereri Zeiti mehri<br />
Erkenntnisse.i<br />
Entwicklungszeit verkürzen<br />
DurchiValidierungimitideriRealitäti<br />
erreichenidieseiErkenntnisseieinei<br />
gleichwertigeiAussagekraft.i„Damiti<br />
kannieinerseitsidieiEntwicklungszeitivoniMedizinprodukteniverkürzt,i<br />
wertvolleiInnovationenischnelleriaufi<br />
deniMarktigebrachtiundidamitifüri<br />
dieiklinischeniAnwenderiundiletztlichidieiPatientenifrüheriverfügbari<br />
gemacht werden. Andererseits werdeni<br />
wenigeri Prototypen,i Muster,i<br />
RessourceniundiMaterialiwährendi<br />
deriEntwicklungsphaseiverbraucht.i<br />
DiesiführtizuieineripositiveniBilanzi<br />
beiideniEntwicklungskostenisowieizui<br />
höhereriNachhaltigkeitibeiigleichzeitigeriSicherstellungihöchsteriQualität“,isagtiPflaum.i<br />
Digitale Simulationen<br />
zur Echtzeitüberwachung<br />
und -steuerung<br />
Auchi nachi deri Entwicklungsphase<br />
sind digitale Simulationen<br />
sehriwertvoll.iVieleiMedizinproduktei<br />
–ibesondersidieiGroßgeräteiinideri<br />
Diagnostiki–ibleibeniinideriRegeli<br />
weiterhin digital mit dem Herstellerivernetzt,iwennisieiiniKrankenhäuserni<br />
oderi medizinischeni Einrichtungen<br />
in Betrieb gehen. „Das<br />
bedeutet, dass wir über ein digitales<br />
Monitoringi frühzeitigi Indikatoreni<br />
füriFehlfunktionenibzw.ieineninotwendigeniVerschleißteil-Austauschi<br />
Stefan Pflaum,<br />
Siemens Healthineers<br />
bekommen“,isagtiDr.iOliveriWelzel,i<br />
SenioriKeyiExpertiDigitaliTwiniProductiLifecycleiManagementibeiiSiemens<br />
Healthineers. „Mit digitalen<br />
ZwillingeniderijeweiligeniMedizinprodukteivoriOrtikönneniwirinochi<br />
schnellerieineiFehleranalyseiundi<br />
eineieffektive,ieffzienteiReparaturi<br />
durchführen,i bzw.i proaktivi eineni<br />
Service-Termini miti demi Kundeni<br />
vereinbaren,ibevorieiniDefektientsteht<br />
und den Termin auch so planen,<br />
dass der Patientenbetrieb so<br />
wenigi wiei möglichi gestörti wird.i<br />
Dadurch sind wir in der Lage, die<br />
VerfügbarkeitiunsereriProdukteiimi<br />
Krankenhausisowieiinidenimedizinischen<br />
Einrichtungen noch besser<br />
sicherzustellen.“<br />
Durch das Monitoring der Medizinprodukte,idieibereitsiiniGebrauchi<br />
sind, lassen sich mithilfe der Simulationeni<br />
aufi Basisi voni übermittelteni<br />
Fehlerindikatoreni dedizierti<br />
Fehlerdiagnosen remote – also<br />
ohneiaufwändigeniServicetechni-<br />
Dr. Oliver Welzel,<br />
© Siemens Healthineers<br />
70 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Produktion<br />
Jennifer Schlichting © Stäubli<br />
ker-EinsatzivoriOrti–idurchführen.i<br />
OftikanniohneiVerbrauch,ibzw.imiti<br />
ganziexaktieingegrenzteriIdentifkationivoniErsatzteilen,idieieinwandfreieiFunktionidesiProduktesiwieder<br />
hergestellt werden.<br />
Kollaborative Roboter<br />
im Operationssaal<br />
Kollaborativi Roboter,i auchi<br />
bekannti alsi Cobotsi ermöglicheni<br />
eineisichereiZusammenarbeitizwischen<br />
Mensch und Maschine. Ihre<br />
Anwendungsbereichei erstreckeni<br />
sich über die gesamte medizinische<br />
ProduktioniundiForschung.iEsiwirdi<br />
unterschieden zwischen Robotern,<br />
dieimedizinischeiTätigkeiteniausführeni–isieisindieiniMedizinprodukti<br />
–iundiRobotern,idieiinideriProduktioni<br />
voni Medizinprodukteni unterstützen,i<br />
welchei keinei Zertifzierungibenötigen.<br />
AlsiMedizinproduktizeigeniCobotsi<br />
ihr Potenzial bei der Durchführung<br />
präziseriundiempfndlicheriAufgaben,<br />
unterstützt durch menschliche<br />
Kontrolle.iBeispielsweiseiinideriChirurgie,<br />
wo Cobots Instrumente oder<br />
Hilfsmittelisehripräziseipositionierenikönnen.iLautiJenniferiSchlichting,iBusinessiDeveloperiMedicali<br />
RoboticsibeiiStäubliiTec-Systems,i<br />
erreichen ihre Roboter eine Genauigkeitivoni0,3immi–idasischafftieini<br />
Mensch nicht, da selbst bei hoher<br />
Konzentrationi diei Händei immeri<br />
leichtizittern.i„DamitiproftiereniPatienten,iweiliesisoizuiwenigeriKomplikationen,i<br />
wenigeri Schmerzeni<br />
und einer schnelleren Genesung<br />
kommt“,isagtiSchlichting.i<br />
Präzisionsroboter<br />
für das Operationsfeld<br />
Zudemi könneni Roboteri ini deri<br />
Bildgebung eingesetzt werden,<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
indemi zumi Beispieli hochauflösendei<br />
Kamerasystemei miti demi<br />
Roboteriverbundeniwerden.iÄrztei<br />
erhaltenieineniEinblickiinsiOperationsfeld,<br />
ohne dass sie dabei nach<br />
vorneibeugenimüssen.iImiOperationsraumikannideriRoboteridanni<br />
eine Position sehr genau anfahren.<br />
DeriRoboterivoniStäubliiwurdeideshalbimitieineriKameraiverbunden.i<br />
Eini Navigationssystemi überprüfti<br />
die Position, die dann mit der BildgebungiwieieinemiRöntgensystemi<br />
oderiUltraschallsystemikombinierti<br />
wird. Das medizinische Personal<br />
istiinideriLageiexaktivorzugeben,i<br />
iniwelchemiWinkeliwelcheriPunkti<br />
angefahreniwerdenisolliundikontrolliert<br />
dies mithilfe der Bildgebung.<br />
„RoboterierhaltenidieiZielkoordinateniundikönnenidannideniBewegungsablauf<br />
automatisch abfahren,<br />
wie zum Beispiel die genaue<br />
Platzierungi einesi Biopsiekanals,i<br />
sodass das medizinische Personal<br />
nurinochidieiNadelisetzenimuss“,i<br />
so Schlichting.<br />
CobotsikönnenimitidiverseniSensoren<br />
ausgestattet werden. Beispielsweisei<br />
miti Kraft-Momenten-<br />
Sensoren, die es dem Anwenderiermöglichen,ideniRoboteriperi<br />
HandianieinenigewisseniPunktizui<br />
fahren oder ein Instrument auf einer<br />
exakteniLinieieiniStückiweiterihintenioderiweiterivorneizuipositionieren,iwieiesibeimiRoboterivoni<br />
Stäublii Tec-Systemsi deri Falli ist.i<br />
Zusätzlichizuiihreni„Augen“,iihreri<br />
Kamera,isolleniRoboterialsiMedizinprodukteikünftigiauchieineniTastsinn<br />
erhalten.<br />
Cobots<br />
für minimalinvasive Eingriffe<br />
Das Start-up Surag Medical, eine<br />
AusgründungiausidemiUniversitätsklinikumiMagdeburg,ihatieiniSystemientwickelt,idasidieiNavigationi<br />
beiiNadelinterventionianhandivoni<br />
Vibrationi unterstützeni soll.i Zumi<br />
Beispiel muss bei Epidural- oder<br />
Spinalanästhesiei ohnei Bildgebung<br />
die Nadel in einen Bereich<br />
deriWirbelsäuleieingestocheniwerden,iinidemivieleiNervenbahneni<br />
verlaufeniundisichiweitereianatomischei<br />
Struktureni befnden,i diei<br />
nichtiverletztiwerdenisollten.iBisieini<br />
Arztidasidurchführenikann,ierfordertiesienormivieliErfahrungiundi<br />
Übung. „Vibrationen werden generiert,<br />
wenn eine Nadel mit Gewebe<br />
interagiert. Jede Gewebeschicht<br />
hat unterschiedliche mechanische<br />
Eigenschaften, daher erzeugt jede<br />
Schicht eine andere Schwingung,<br />
wenn man mit der Nadel durchsticht.<br />
Wir haben also einen Sensorientwickelt,iderisoisensitiviist,i<br />
dass er Schwingungen erfassen<br />
undi interpretiereni kann,i diei deri<br />
Mensch nicht wahrnimmt. Der<br />
kanni danni Rückmeldungi darüberigeben,iiniwelcheriStrukturidui<br />
angekommenibist.iDasikannizumi<br />
Beispiel der Spinalraum sein. Der<br />
istivonieineriSchichtiumgeben,idiei<br />
eineibestimmteiArtivoniVibrationi<br />
erzeugt“,isagtiMoritziSpiller,iCEOi<br />
bei Surag.<br />
DieseiSensorikiistifüridieiNeurologieioderidieiAnästhesieigeeignet.<br />
Dadurch soll die Anzahl der<br />
Einstichversuchei reduzierti undi<br />
Zeitigespartiwerden.iInimancheni<br />
FälleniistibeispielsweiseieiniCT-<br />
Bild notwendig, was im Ablauf des<br />
Krankenhausesi nichti eingeplanti<br />
ist,iundiauchizusätzlicheiKosteni<br />
verursacht.i „Esi gibti schoni vielei<br />
Roboteri miti Bilderkennungsalgorithmen,idieiiniverschiedeneni<br />
Bereicheni Einzug f inden.i Einei<br />
Kamerai hati vielleichti 120i Bilderi<br />
proiSekunde,iwohingegeniunserei<br />
Tasttechnologie 44.000 Werte pro<br />
Sekundeierfassenikann.iSoikönnen<br />
Prozesse erfasst werden, die<br />
nicht sichtbar sind.<br />
Die Anforderungen an die Hardware<br />
sind minimal und auch die zu<br />
verarbeitendeniDatenmengenibleiben<br />
gering im Vergleich zu einem<br />
HD-Video“,i sagti Spiller.i Esi gabi<br />
bereits Versuche mit Da Vinci,<br />
demiweltweitiamihäufgstenieingesetzten<br />
roboter-assistierten Operationssystem.iHieriwurdeimitideri<br />
SensorikivoniSuragiversucht,ipulsierendeiGefäßeiaufzuspüren,idiei<br />
häufgiinideriRobotikinichtierkannti<br />
werden. In der offenen Chirurgie hat<br />
manidasisonstivoridemiSchneideni<br />
OP-Roboter im Einsatz, © Stäubli<br />
Moritz Spiller, © SURAG<br />
mitideniHändeniertastet,iwasimiti<br />
dem Roboter ohne Tastsinn nicht<br />
mehr geht.<br />
Vielversprechende Zukunft<br />
Deri Blicki ini diei Zukunfti zeigt,i<br />
dassidieiSynergienidieseriTechnologieninichtinuriKostenisenken,i<br />
sonderniauchidieiMedizintechniki<br />
schnelleriundiinnovativerimacheni<br />
werden.i Diesei Kombinationi verspricht<br />
Fortschritte in der Patientenversorgungiundieineibeschleunigtei<br />
EntwicklungineueriTechnologien.<br />
„Auchi aufi deri diesjährigeni<br />
MedtecLIVEivomi18.ibisizumi20.i<br />
Juni in Stuttgart werden die neuesteniEntwicklungeniinideriAutomatisierungideriMedizintechnikivoni<br />
großeriBedeutungisein.iTechnologieniwieiRobotikisindientscheidendi<br />
füridieiWeiterentwicklungideriBranche.iAufideriMedtecLIVEikommeni<br />
Experten,iUnternehmeniundiInnovatorenizusammen,iumidieiPotenzialeidieseriEntwicklungenizuidiskutiereniundiLösungenizuipräsentieren.<br />
Diese Veranstaltung bietet<br />
eineiGelegenheit,iumiinidieiZukunfti<br />
deriMedizintechnikizuiblicken“,isagti<br />
ChristopheriBoss,iGeschäftsführeri<br />
deriMedtecLIVEiGmbHiundiExecutiveiDirectorideriVeranstaltung.i<br />
◄<br />
71
Stromversorgung<br />
Schlankes störungsarmes Schaltnetzteil<br />
Low Ripple Primärschaltregler revolutionieren Medizintechnik<br />
Autor:<br />
Roman Reimer<br />
Experte Schaltnetzteile<br />
Systemtechnik Leber GmbH<br />
https://leber-ingenieure.de/<br />
Medizintechnikiwirdizunehmendi<br />
komplex,i diei Vernetzungi unterschiedlichsteriGeräteistelltiEntwickleri<br />
undi Konstrukteurei vori immeri<br />
neue Herausforderungen - neben<br />
Safety-iundiSecurity-Aspekteniauchi<br />
dieiReduzierungielektrischeriStöreinflüssei<br />
imi jeweiligeni Endgerät.i<br />
Das Schlagwort hier ist die IntegrationieineristörungsfreieniDC-Spannungsquelle<br />
– und das auf minimalemiRaum.iDasiperfekteiBiotopifüri<br />
UltraiLowiNoiseiSchaltnetzteile.<br />
Ultra Low Noise<br />
Schaltnetzteile<br />
Imiasiatisch-pazifscheniRaumi<br />
undideniUSAisindisieilängstistateof-the-art,<br />
in Europa dagegen<br />
nochiweitgehendiunbekannt:iUltrai<br />
Low Noise Schaltnetzteile. Hinter<br />
demiBegriffiverbergenisichiprimärigetakteteiNetzteileimitieineri<br />
DC-Ausgangsspannung,idieivoni<br />
extremigeringeniStörungeniüberlagertiist.iDieiR&N-Werteiliegeni<br />
inideriGrößenordnungilineargeregelteriNetzteile:iunterhalbivoni<br />
10imVss.iEiniWert,iderivomijapanischen<br />
Schaltnetzteilhersteller<br />
Daitron teilweise sogar noch<br />
getopptiwird:iseineineueiSchaltnetzteil-Generation<br />
liegt hier sogar<br />
bei nur 1 mVss.<br />
Es war der Wunsch nach der<br />
perfekteni Bildqualität,i deri deni<br />
Anstoßi zuri Entwicklungi deri<br />
rauscharmeniSchaltnetzteileigab:i<br />
Elektronikherstelleri Sonyi benötigtei<br />
1996i einei extremi rauscharmei<br />
DC-Stromversorgungi füri<br />
eineivölligineueiGenerationivoni<br />
Fernsehgeräteniundistarteteieini<br />
entsprechendesiGroßprojekt.iImi<br />
Projektverlaufistellteisichijedochi<br />
heraus, dass diese Technologie<br />
gegenüber Plasma- und LCD-<br />
Fernsehgerätenichancenlosiwar.i<br />
DieiKosteniwarenizuihoch.iDochi<br />
waridieiUltraiLowiNoiseiTechnologie<br />
geboren – und sie und das<br />
Entwicklerteamiwurdeni2001ivoni<br />
Daitron übernommen.<br />
Low Noise Schaltnetzteile<br />
bergen viele Vorteile<br />
Modernei Industriesysteme,i<br />
Labor-/MessgeräteioderiMedizingerätei<br />
müsseni heutzutagei sehri<br />
vielseitigeiFähigkeitenimitbringen.i<br />
Ini vieleni Anwendungsfälleni wirdi<br />
eineigewisseiIntelligenzibenötigt,i<br />
umiKommunikationizuieineriübergeordneteniKontrolleinheitiwieibeispielsweise<br />
einer SPS oder einem<br />
Industrie-PCizuiermöglichen.iDiei<br />
Folge ist eine zunehmende VerdrahtungiinideniGerätenisowieieinei<br />
höhereiAnfälligkeitigegeniEMV-Störungen.<br />
Wo früher eine Standardstromversorgungiausreichte,imüsseniheuteifürieinenistörungsfreieni<br />
BetriebideriGerätei–ideriimimedizinischeniBereichinichtiverhandelbariisti-izusätzlicheiFilterieingebauti<br />
werden.iDasiaberikostetiPlatziundi<br />
gehtivölligiamiderzeitigeniTrendizui<br />
immerikompaktereniBauformenivorbei.iGenauidieiaberistelleniKonstrukteureivonisensibleniIndustriesystemen,<br />
Medizin-, Labor- oder Messgeräteniohnehinischonivorieineigroßei<br />
Herausforderung. Denn für den Aufbauieinesimaximalistörungsfreieni<br />
Systemsiwirdinachiwieivorigrößtenteils<br />
zu Trafo- bzw. Linearnetzteilen<br />
gegriffen.iDieseiwiesenilangeiZeiti<br />
alsieinzigeiNetzteileidasibenötigtei<br />
geringeiRauschverhalteniauf.iDeri<br />
Nachteil:iSieisindideutlichischwereriundigrößerialsiSchaltnetzteile,i<br />
die in der Vergangenheit aber eben<br />
wegen ihres suboptimalen RauschverhaltensibeiiBauisensibleriGerätei<br />
nichtieingesetztiwerdenikonnten.<br />
Extrem rauscharme<br />
Schaltnetzteile<br />
Anders mit der neuen Generationi<br />
deri Ultrai Lowi Noisei PrimärschaltreglerivoniDaitroni-iextremi<br />
72 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
Stromversorgung<br />
• Ultra Low Noise Schaltnetzteile<br />
in C-Bogen-Röntgengeräten<br />
(Medizintechnik)<br />
Untersuchungenibelegen,idassi<br />
Rauschen die Messeigenschaften<br />
voni CTsi negativi beeinflusseni<br />
kanni bzw.i dassi beimi dimensionellen<br />
Messen mit CT die Bildqualitäti<br />
maßgeblichi diei Messgenauigkeitibedingen.iFürieinei<br />
optimale Diagnose müssen CTundiRöntgenaufnahmenijedochi<br />
möglichstischarfiausfallen.iDasi<br />
durch Spannungsquellen bedingte<br />
Rauschen sollte folglich auf ein<br />
Minimum reduziert werden – ein<br />
Fall für rauscharme Schaltnetzteile.<br />
Sie sorgen für eine saubere<br />
SpannungsversorgungideriFlachbild-Detektoreniundireduziereni<br />
das Übersprechen, das bei langen<br />
Leitungen immer wieder zu<br />
Fehlsignaleniführenikann.<br />
10 mV/div<br />
Standard-Schaltnetzteil<br />
rauscharme Schaltnetzteile, deren<br />
StöreigenschafteniaufidemiNiveaui<br />
voni Linear-Netzteileni liegeni undi<br />
damitieineiechteiAlternativeibieten.i<br />
SoibeträgtideriRippleidesiModellsi<br />
RFS50inurinochi1imVi–ieineiechtei<br />
Alleinstellungi aufi demi Markti deri<br />
Schaltnetzteile.<br />
Denniwährendibeiiindustrielleni<br />
Primärschaltreglerni Effzienzi undi<br />
BaugrößeiimiVordergrundisteheni<br />
liegtideriFokusideriDaitron-Netzteilei<br />
aufimöglichstigeringeniStörungeni<br />
-isowohlibeiideriNetzrückwirkungi<br />
als auch auf der DC- Ausgangsseite<br />
und den abgestrahlten Emissionen.<br />
DabeiikommtiDaitronimitideutlichi<br />
wenigeri Entstör-Komponenteni<br />
wieiKondensatoreniundiInduktivitäteni<br />
ausi alsi industriellei Schaltnetzteile.<br />
Grund dafür ist der Leistungs-<br />
bzw. HF-Übertrager. Dieser<br />
funktioniertinachidemiPrinzipideri<br />
Resonanz-Mode-Technologie im<br />
Soft Switching Verfahren.<br />
Weitere Vorteile<br />
• Geringe<br />
Temperaturentwicklung<br />
BeiiVerwendungieinesiUltraiLowi<br />
NoiseiSchaltnetzteilsifälltidieiTemperaturentwicklungiimiGerätisoi<br />
gering aus, dass ggf. auf die VerwendungieinesiLüftersiverzichtetiwerdenikann.iDenniwährendi<br />
Linear-NetzteileieineiEffzienzivoni<br />
50ibisi60iProzentiaufweisen,iliegti<br />
das Daitron 1-mV-Schaltnetzteil<br />
beiibisizui85iProzent.i<br />
10 mV/div<br />
undiderselbeniSpannungsversorgungiweltweiteiMärkteizuibedienen.i<br />
Messgeräte,i diei dagegeni<br />
mit Linearnetzteilen ausgestattetiwurden,ibenötigenieineniländerspezifscheniTrafoi-izumiBeispiel<br />
110 VAC.<br />
All diese Eigenschaften machen<br />
UltraiLowiNoiseiNetzteileizuriidealeni<br />
Lösungi füri verschiedenstei<br />
hochsensible Anwendungen in den<br />
BereicheniSensorikiundiAnalytik.iSoi<br />
zumiBeispielibeiideriUmsetzungivoni<br />
Spektrometrie-Systemen,iHightech-<br />
Mikroskopen,i iScannersystemeni<br />
oderiRöntgen-Detektoren.iIhreiStärkeniwerdeniimiFolgendenianimehrereniFallbeispielenidemonstriert:<br />
Ultra Low Noise<br />
Schaltnetzteil<br />
• Ultra Low Noise Schaltnetzteile<br />
in Wellenlängenmessgeräten<br />
(Spektometrie)<br />
Spektrometeri zuri Analysei desi<br />
sichtbaren und nicht sichtbaren<br />
Lichts f indeni ini deri Forschungi<br />
und Wissenschaft Anwendung.<br />
Die Ergebnisse geben Aufschluss<br />
überidieiZusammensetzungivoni<br />
entnommenen Proben und ihren<br />
BestandteilenioderieventuelleiVerunreinigungen.<br />
Neben der ErforschungineueriMedikamente,ikommeniSpektrometeriauchiinideri<br />
QualitätskontrolleivoniTrinkwasser,i<br />
Umweltanalytik,i Geologiei<br />
oderiProzesskontrolleizumiEinsatz.iEineistörungsarmeiSpannungsversorgungiistihieriunumgänglich,iumidieiErgebnisseifreii<br />
voniäußereniEinflüssenizuihalten<br />
und Fehlinterpretationen zu<br />
vermeiden.<br />
• Ultra Low Noise Schaltnetzteile<br />
in Weg-Messsysteme<br />
mit Piezo-Elementen<br />
Messgerätei füri Längenmessungeni<br />
werdeni gleichermaßeni<br />
in Forschung und Industrie eingesetzt.iBeispieliFertigungskontrolle:iüberprüftiwerdenihieriteilweise<br />
Ergebnisse im Nanometer-Bereich.<br />
Für solch genaue<br />
• Weitbereichseingang<br />
Schaltnetzteile haben einen Weitbereichseingang,ideriesiGeräteherstellerni<br />
ermöglicht,i miti ein-i<br />
meditronic-journal 3/<strong>2024</strong><br />
73
Stromversorgung<br />
Messungen werden oft sogenannteiPiezo-Elementeiverwendet,imitidenenikleinsteiVeränderungen<br />
messbar sind. Auch hier<br />
darfi diei Spannungsversorgungi<br />
dasielektrischeiFeldinichtibeeinflusseni<br />
undi solltei daheri eineni<br />
möglichsti geringeni Ripplei aufweisen.i<br />
Trafo-Netzteilei wäreni<br />
eine Option, führen jedoch aufgrundiihresigeringeniWirkungsgrads<br />
teilweise zu erheblicher<br />
AbwärmebildungiimiMessgerät.i<br />
Der Einsatz eines Low-Ripple-<br />
Schaltnetzteils reduziert das<br />
Risikoidagegen,idassiTemperaturenizumiStörfaktoriwerdeni–i<br />
dennidieiAbwärmeifälltiumibisi<br />
zui70i%igeringeriaus.<br />
• Ultra Low Noise Schaltnetzteile<br />
in Verstärkern<br />
Verstärkeri werdeni dazui benötigt,i<br />
Signalei zui verstärkeni –i<br />
zumi Beispieli ini Rasterelektronen-Mikroskopen,i<br />
Lasersystemen,iiMessgeräten,iOszilloskopen,iSpektrometernioderiAudio-<br />
Komponenten.iDieiCrux:idiesei<br />
Verstärkeriverstärkenisämtlichei<br />
Bestandteile eines Signals – auch<br />
eventuelli störendesi Rauschen.i<br />
Aus diesem Grund wurde bisheri<br />
zuri Spannungsversorgungi<br />
fasti ausschließlichi aufi Linear-<br />
Netzteilei gesetzt.i Immeri öfteri<br />
wirdi aberi eini Umstiegi zui störungsarmeniSchaltnetzteilenivorgenommen,<br />
die inzwischen nur<br />
noch bis 1 mVpp an Ripple aufweisen<br />
und obendrein deutlich<br />
wenigeriPlatzibenötigen.<br />
Vergleich von<br />
Linear-Netzteilen und Ultra<br />
Low Noise Schaltnetzteilen<br />
Im Folgenden soll der Einsatz<br />
voni Linear-Netzteileni undi Ultrai<br />
Lowi Noisei Schaltnetzteileni verglichen<br />
werden.<br />
Im fiktiveniAnwendungsfalliwerden<br />
die Sensoren einer Messeinrichtung<br />
– zum Beispiel eines FlachbilddetektorsiinideriRöntgentechniki<br />
-imitiDC-Spannungiversorgt.iDiei<br />
Systemkomponenteniwurdeniweiti<br />
entferntivoniNetzteileniundiMesseinrichtungen<br />
eingebaut, sodass DC-<br />
LeitungeniundiDatenkabeligemeinsam<br />
über ein- und dieselbe Streckeigeführtiwerden.iHierbeiikanni<br />
esi jedochi zumi Phänomeni desi<br />
„Übersprechen“ikommeni-iesiwerdeniStörungenideriVersorgungsleitungiinidieiMessleitungieingekoppelt.iDieiFolge:ifürieineioptimalei<br />
Auswertung und Diagnose muss<br />
dasiMesssignaliverstärktiwerden.i<br />
Dasi Problem:i dabeii werdeni diei<br />
Störungeni deri Spannungsversorgungiebenfallsiverstärktiundimüssen,izumiTeiliaufwändig,iherausgefltertiwerden.iDasiistiselbstidanni<br />
der Fall, wenn der Standard-PrimärschaltregleriüberieineimedizinischeiZulassungiverfügt.<br />
Anders,i wenni vornhereini eini<br />
UltraiLowiNoiseiSchaltnetzteiliwiei<br />
dasiRFS50iinidasiGerätiintegrierti<br />
wird. Sein Ripple liegt nur noch bei<br />
1 mVss und es liefert eine Leistung<br />
voni50iW.iSoigeringeiRipple-Wertei<br />
wurden bisher nur durch Linearnetzteileiermöglicht.iUnd:ideriPlatzbedarfifüridieizusätzlicheiFilterstufei<br />
entfälltiundikannifüriandereiKomponenten<br />
genutzt werden bzw. erlaubt<br />
eineikompaktereiBauform.<br />
Weniger<br />
Entstörkomponenten<br />
DasikniffligeiKonzeptihinteridieseriSchaltnetzteiltopologieiermöglichti<br />
esi weitgehendi aufi Entstörkomponentenizuiverzichten.iUnteri<br />
anderem führt das weiche SchaltenimitiflachereniSchaltflankenizui<br />
wesentlichiwenigeriStörungenialsi<br />
das üblicherweise harte SchaltenimitisteileniFlankenibeiiStandardschaltnetzteilen.<br />
Das SchaltenierfolgtisynchronizuideniNulldurchgängenimitieineriminimaleni<br />
ÜberlappungivoniSpannungiundi<br />
Strom.iSoiwerdeniStörungeniaufi<br />
ein Minimum reduziert, und dass<br />
beii Wirkungsgradeni zwischeni<br />
82iundi90iProzentiimiMaximum,i<br />
je nach Ausgangsspannung. Bei<br />
industriellen Netzteilen liegt dieser<br />
Wert zwar teilweise nochmal<br />
höher,iaberibeiiLinearreglernideutlichidarunter,ibeiigeradeimali50ibisi<br />
60iProzent.iSowohlidieileitungsgebundenen-<br />
als auch die abgestrahlteni<br />
Störungeni liegeni weiti<br />
unterhalbiderizulässigeniGrenzwerte<br />
wie beispielsweise die der<br />
ENi 55022i Klassei B.i Gleichesi<br />
gilt für den Ableitstrom der unter<br />
0,15imAiliegt,iwasispeziellifürimedizinische<br />
Anwendungen essentiell<br />
wichtig ist, da für sie die Vorgaben<br />
der medizinischen Norm EN<br />
60601-1igelten.<br />
Fazit<br />
EgaliobibeiibildgebendeniSystemeniinideriMedizin,ideriSpektrometrieioderihochgenaueniMessgeräteni-ifüriHerstellerisolcheriGerätei<br />
bestehti jetzti diei Möglichkeiti einei<br />
alternative,i störungsarmei Spannungsquelle<br />
zu nutzen, die die<br />
Entwicklungitechnologischiaufieini<br />
neuesiLevelihebt.iZusätzlichiermög-<br />
lichtideriEinsatzivoniLow-Ripple-<br />
Schaltnetzteileni diei Entwicklungi<br />
deutlichi kleinereri Geräte,i diei füri<br />
den Anwender leichter zu handhabenisind.iWeriseineiGeräteiweltweitivermarktet,ikannierstmalsidanki<br />
Weitbereichseingang nur eine einzige<br />
Spannungsquelle einsetzen –<br />
mitidemiVorteil,iwenigeriKomponenteni<br />
vorhalteni müssen.i Gleichzeitig<br />
werden internationale Normen<br />
wieiUListandardmäßigierfüllt,iwasi<br />
wiederumideniZulassungsprozessi<br />
vereinfacht.i<br />
Es lohnt sich also, sich die neue<br />
Generationi deri Ultrai Lowi Noisei<br />
Schaltnetzteile genauer anzusehen<br />
und so die Nase bei der EntwicklungikompaktereriGeräteivorni<br />
zu behalten.<br />
Daten im Überblick<br />
Daitron Low-Ripple-SchaltnetzteiliRFS50:<br />
• Ripple:i1imV<br />
• Weitbereichseingang für weltweiten<br />
Einsatz = 110 - 240 VAC<br />
• 50iWattiLeistung<br />
• Geringer Ableitstrom<br />
(264iVAC,i0,2imA)<br />
• Remonte on/off<br />
• Ausgangsspannungen:i5iVi/i<br />
12iVi/i15iVi/i24iVi/i30iVi/i48iVi<br />
• Maße:iB82ixiH42ixiT184imm<br />
• ZulassunginachiENi60950-1,iUL<br />
• Konvektionsgekühltibeiieinemi<br />
Betriebstemperaturbereichivoni<br />
-10ibisi+60i°C<br />
• WeitereiiSerieivoni50i<br />
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74 meditronic-journal 3/<strong>2024</strong>
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