Insight

Medizintechnische Anwendungen - Prototypen- und Kleinserienproduktion

Die Meister-Klasse in Produktionsdesign und - entwicklung


Insight: Medizintechnische Anwendungen - Prototypen und Kleinserienproduktion 

05.06.2020

Hallo und herzlich willkommen bei diesem Masterclass-Video! 

Wenn Sie die anderen Videos dieser Reihe angeschaut haben, kennen Sie einen der großen Vorteile digitaler Fertigungsverfahren: Einfaches und schnelles Entwickeln von Designs und Erstellen neuer Prototypen. Diese Fähigkeit, neue Ideen rasch auszuprobieren und zu optimieren, ist für zahlreiche Branchen nützlich, besonders jedoch bei der Entwicklung von Teilen und Geräten für die Medizinindustrie.

Die Entwicklung dieser Geräte kann mit großen Herausforderungen und Risiken verbunden sein. Schnelligkeit und Präzision sind absolut erfolgsentscheidend. Es kommt darauf an, die vom regulatorischen System verlangten Tests und Prüfungen so schnell wie möglich zu durchlaufen. Wer darin stecken bleibt, kann enorm viel Zeit verlieren. Die Fähigkeit, Teile schnell den strengen Anforderungen der Zulassungsstellen anzupassen und zu optimieren, kann wirklich helfen, auf Kurs zu bleiben.

Daher gilt: Bereits vor Beginn der Entwicklung eines neuen medizinischen Geräts, ob Stent oder Blutdruckmanschette, müssen Sie sich um zwei Dinge kümmern: den richtigen Fertigungspartner und das richtige Produktionsverfahren.

Sie brauchen einen Hersteller, der Qualität und Schnelligkeit bieten kann. Um die regulatorischen Hürden zu nehmen, müssen Sie erstklassige Teile vorlegen. Daher ist entscheidend, dass Sie sich auf Ihre Prototypen verlassen und sie zeitnah bereitstellen können. Sie müssen versuchen, neue Designs in wenigen Tagen und nicht in ein paar Monaten zu erhalten.

Suchen Sie außerdem einen Hersteller, der gleich mit dem Angebot Feedback zum Design liefert. Dadurch wird der Prozess drastisch beschleunigt, es entstehen bessere und leichter machbare Produkte, und Sie können Mängel bereits vor der Produktion erkennen.

Wichtig ist auch Erfahrung mit den drei Verfahren für die Prototypenschnellfertigung, die wir hier vergleichen werden: Spritzguss, CNC-Bearbeitung und 3D-Druck.

Spritzguss ist in vielen Branchen sehr beliebt, so auch bei medizinischen Teilen und Geräten. Er bietet einige großartige Vorteile wie frühzeitige Verfügbarkeit von Produktionsteilen aus Kunststoff, Metall und anderem, was beim Durchlaufen des regulatorischen Bewertungs- und Prüfprozesses nützlich ist. Darüber hinaus ist dies ein robustes Verfahren, das replizierbare, zuverlässige und einheitliche Ergebnisse liefert – alles wünschenswerte Dinge.

Der Prozess hat jedoch auch ein paar Nachteile. Die anfänglichen Werkzeugkosten können recht hoch sein, besonders bei geringer Stückzahl, und Designänderungen nach Herstellung der Form können teuer werden.

Auch haben Spritzgussteile manchmal bestimmte Schwächen. Wenn Sie schon einige davon angefasst haben, wissen Sie, dass die Fertigteile manchmal Gussgrate, Trennebenen, Bindenähte und Spuren von Ausrückstiften aufweisen. Und schwierige oder schlecht konzipierte Spritzgussteile können später echte Probleme verursachen.

Wie lassen sich diese am besten vermeiden? Durch Einhalten von Standards und bewährten Methoden. Das ist vielleicht nicht sehr spannend, aber es funktioniert.

Als Nächstes auf der Liste steht die CNC-Bearbeitung. Diese Methode spielt oft eine wichtige Rolle in den Anfangs- und Endstadien der Entwicklung, weil Werkzeugkosten ganz entfallen und verschiedene Produkte schnell und relativ kostengünstig bereitgestellt werden können.

Das ist ein großer Vorteil, denn so ist es möglich und praktikabel, mehrere verschiedene Designs parallel zu testen. Das ist super, denn Entwickler können nicht einfach umschwenken, wenn ein Test nicht bestanden wird – sie müssen von vorn beginnen. Können mehrere Designoptionen gleichzeitig getestet werden, ist die Chance größer, dass eine davon erfolgreich ist.

Die CNC-Bearbeitung ist auch wichtig zum Prüfen von Teilen und Geräten aus technischen Werkstoffen, da diese beim praktischen Testen durch Ärzte sich gewöhnlich gleich anfühlen und gleich schwer sind wie das Endprodukt. Dies ist besonders relevant bei Prototypen aus Metall, bei denen Festigkeit und Gewicht des Produkts getestet werden.

Unser letztes Verfahren ist der 3D-Druck, genauer als additive Fertigung bezeichnet.

Dies ist einfach eine erstklassige Methode, neue Produktdesigns schnell zu bewerten. Sie können Teile produzieren, ohne bei komplexen Geometrien Kompromisse einzugehen, die Kosten sind im Vergleich zur Herstellung von Werkzeugen gering, und es ist unglaublich einfach, Änderungen vorzunehmen.

Ein paar Nachteile gibt es jedoch auch hier. Beim 3D-Druck können die Kosten pro Teil höher sein, die Auswahl an Farben und Texturen ist recht begrenzt, und in manchen Fällen unterscheiden sich die für den 3D-Druck verwendeten Materialien von denen für die Serienfertigung. Das ist nicht immer ein Problem, aber manchmal schon.

Aus diesen Gründen nutzen Entwickler den 3D-Druck oft, um in anfänglichen Entwürfen Fehler zu ermitteln. Dann nehmen sie Korrekturen vor und produzieren die Teile der zweiten Generation mit einem der anderen Verfahren.

So, das war‘s für diese Woche. Ich freue mich, Sie nächsten Freitag wiederzusehen.


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