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Multifunctional Surfaces Intelligente Bedienoberflächen erobern die Medizintechnik

| Redakteur: Peter Reinhardt

Sanfte Berührungen und unmittelbare Interaktionen: Im Automobil lösen so genannte Multifunctional Surfaces bereits die Grenzen zwischen Fahrer, Fahrzeug und Smartphone auf. Über das Potenzial für Hersteller medizintechnischer Geräte hat Devicemed mit Michael Fischer und Christoph Lhota vom Spritzgießmaschinenhersteller Engel gesprochen.

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„Großes Potenzial“: Michael Fischer, Verkaufsleiter Technologien (li) und Christoph Lhota, Leiter Geschäftsbereich Medical bei Engel versprechen Medizintechnikherstellern mit Multifunctional Surfaces deutlich mehr Hygiene und signifikant geringere Fertigungskosten.
„Großes Potenzial“: Michael Fischer, Verkaufsleiter Technologien (li) und Christoph Lhota, Leiter Geschäftsbereich Medical bei Engel versprechen Medizintechnikherstellern mit Multifunctional Surfaces deutlich mehr Hygiene und signifikant geringere Fertigungskosten.
(Bild: Engel)

Herr Fischer, was genau sind Multifunctional Surfaces?

Fischer: Der Begriff Multifunctional Surface steht für einen neuartigen Technologieverbund. Durch die Kombination von Spritzgießtechnik und Mechatronik lassen sich Kunststoffoberflächen mit elektronischer Intelligenz funktionalisieren. Kapazitive Sensoren spielen bei dieser Integration eine entscheidende Rolle. Sie nutzen das Prinzip der elektrischen Kapazität, der Wechselwirkung zwischen zwei Raumpunkten, wie sie im elektrischen Kraftfeld zwischen zwei Elektroden vorhanden ist. Die elektrischen Flusslinien innerhalb des elektrischen Felds können durch Annäherung eines leitenden Objekts verändert werden, zum Beispiel durch Fingerkuppen. Die kapazitiven Sensoren erfassen diese Veränderungen und reagieren mit einer Spannungsänderung, die als Funktionsauslöser genutzt werden kann.

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Welche Vorteile ergeben sich dadurch für die Medizintechnik, Herr Lhota?

Lhota: Bedieneinheiten von Medizingeräten stellen bisher ein Risiko dar. An den Übergängen von Schaltern, Tasten und Regelknöpfen zur Bedienfront setzen sich leicht Keime und Schmutzpartikel fest, die sich nur schwer entfernen lassen. Um eine durchgängig geschlossene, ebenmäßige Oberfläche zu erhalten, werden bislang häufig Folientastaturen verwendet. Doch diese entpuppen sich in der Praxis oft als wenig robust und damit als Risikofaktoren. Bei der Multifunctional-Surface-Technologie verschwinden die Bedienelemente unter einer geschlossenen, ebenmäßigen, langfristig widerstandsfähigen Oberfläche. Damit lassen sich strenge Hygieneanforderungen leichter erfüllen als mit herkömmlichen Technologien – und das zu deutlich niedrigeren Herstellungskosten.

Gibt es bereits Referenzen?

Fischer: Eine erste seriennahe Anwendung wurde auf dem Engel-Symposium im vergangenen Jahr präsentiert. Auf einer Spritzgießmaschine Duo 350 mit Wendeplatte und Kombinationswerkzeug wurden Pkw-Mittelkonsolen mit multifunktionaler Oberfläche hergestellt. Dabei wurde von einem Roboter eine kapazitive, dreidimensional vorgeformte Folie in das Werkzeug eingelegt, im Engel-Clearmelt-Verfahren mit PC/ABS überspritzt und schließlich mit Polyurethan überflutet, was die Oberfläche nicht nur schützt, sondern auch für eine hochwertige Anmutung sorgt. Die hochintegrierte und automatisierte Fertigungszelle machte auf besagtem Symposium vor allem eines deutlich: Die Multifunctional-Surface-Technologie bietet nicht nur die optimalen Voraussetzungen zur Entwicklung idealer Bedienoberflächen, sondern erreicht eine bisher nicht erreichbare Produktionseffizienz.

Was macht das Verfahren so effizient?

Fischer: In nur einem Arbeitsschritt entstehen ausgehend von kapazitiven Folien und Kunststoffgranulat einbaufertige Funktionsbauteile. Gegenüber der herkömmlichen Bedieneinheiten, bei denen oft mehr als 100 Kleinteile einzeln produziert und montiert werden müssen, reduziert die Multifunctional-Surface-Technologie die Herstellungskosten für besagte Pkw-Mittelkonsolen um mindestens 30 Prozent. Hinzu kommt die deutliche Produktivitätssteigerung durch den Wegfall der Montage.

Lhota: Ein weiterer Vorteil ist das hohe Maß an Designfreiheit. Da die Lage der Sensoren dank der flexiblen Druckproduktion in weiten Grenzen frei gewählt werden kann und sich die Folien nahezu beliebig formen lassen, können Produktdesigner die Anforderungen an Usability und Ergonomie deutlich besser erfüllen, ohne dass die Stückkosten steigen.

Wann ist mit den ersten Anwendungen zu rechnen?

Fischer: In der Automobilindustrie gehen die ersten Projekte jetzt in die Realisierungsphase. Gemeinsam mit unseren Partnern – darunter Plastic Electronic in Linz/Österreich – arbeiten wir daran, die Erkenntnisse aus der Automobilindustrie für die Medizintechnik weiterzuentwickeln. Für die Automobilindustrie wurden Funktionstests in einem Temperaturbereich von -40 bis +85 °C erfolgreich durchgeführt.

Zum Abschluss: Welches Potenzial sehen Sie für die Medizintechnik?

Lhota: Das Potenzial ist sehr groß. Prinzipiell eignet sich die Multifunctional-Surface-Technologie für alle elektrischen medizintechnischen Geräte, die in hohen Stückzahlen gefertigt werden, zum Beispiel Blutzuckermessgeräte, Insulin- und Infusionspumpen oder Atemtherapiesysteme.

Kontakt:

Engel Austria GmbH

A-4311 Schwertberg

www.engelglobal.com

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