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WERKZEUG-/ FORMENBAU
Werkzeugplattformen für 4 IVD-Gruppen
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Das bessere Glas
Es heisst noch «in vitro» (im Glas) – dabei wird die moderne Labordiagnostik inzwischen meist in bruchsicheren Kunststoffgefässen durchgeführt. Hierfür verwendete IVD-Einwegartikel wie Pipettenspitzen, Reaktionsgefässe oder Petrischalen müssen präzise und rationell gefertigt werden.
Für den Werkzeugbau hat die Otto Männer GmbH ein Produktgruppen-Cluster entwickelt, um die Anforderungen zu definieren. Ob Sekret- oder Gewebeproben: Für eine verlässliche Diagnostik ist es nötig, dass die eingesetzten Reaktionsgefässe absolut keimfrei sind. Deshalb verwenden Kliniken und Arztpraxen heute in der Regel steril verpackte Einwegprodukte. Vorschriften der GMP (Good Manufacturing Practice), der FDA (Food and Drug Adminstration) und auch der MDR (EU-Medizinprodukteverordnung, ab Mai 2021) regeln die Qualitätsanforderungen an deren Herstellungsprozess. Die Artikel an sich sind oft anspruchsvoll: dünnwandig, transparent, filigran oder auch geometrisch komplex. Ein typisches Merkmal bilden die sehr engen Toleranzen, da sie über Funktionen wie Dosiergenauigkeit, Rasten oder Dichten entscheiden, die in der Diagnostik unabdingbar sind. Für den Werkzeugbau bedeutet dies die Zusammenführung von technischer Machbarkeit einerseits und hohen Ausbringungsmengen mit niedrigen Stückkosten andererseits. Hochkavitätenwerkzeuge mit teils hochglanzpolierten Oberflächen enthalten anspruchsvolle Heisskanaltechnik sowie integrierte Sensorik und Automation. Wenn man die prozesstechnischen Anforderungen von In-vitro-Produkten klassifiziert, lässt sich daraus eine Plattform-Strategie für die Konstruktion der Form ableiten. Die Otto Männer GmbH hat dafür folgende Baukastensysteme entworfen: – Gruppe 1: Pipettenspitzen – Gruppe 2: Proben- und Reaktionsgefässe, Küvetten oder Mikrozentrifugenröhrchen – Gruppe 3: Petrischalen, Zellkulturschalen, Flaschen oder Platten – Gruppe 4: Deep-Well-Platten, PCR-Platten, Mikrotiterplatten, Racks oder Kassetten
Anforderungen an das Werkzeug
Jede Gruppe bietet für die Werkzeugkonstruktion spezifische Herausforderungen. Bei Pipettenspitzen (Gruppe 1) beispielsweise bestimmt die Geometrie das Füllvolumen, sodass Masshaltigkeit das oberste Ziel ist, das durch ausgewogene Balancierung und die Regelung jeder einzelnen Kavität erreicht wird. Gruppe 2 der Reaktionsgefässe ist geometrisch und funktionell heterogener. Gemeinsame Kennzeichen sind die Aufnahme eines bestimmten Flüssigkeitsvolumens und ein Verschluss, der entweder als separate Kappe oder als in einem Schuss (One Shot) hergestellter Flip-Verschluss ausgeführt ist. Männer stattet typischerweise mit Mehrpunktdüsen aus, die in komplexen Werkzeugen mit bis zu 64 Kavitäten platzsparend verbaut werden können. Zu den Herausforderungen im Prozess zählen Lufteinschlüsse im SealingBereich oder die definierte Deckelöffnungskraft. In den Gruppen 3 und 4 finden sich flache Artikel, bei denen es auf die die Planität des Bodens und eine hohe optische Qualität (transparent bis Hochglanzoberfläche) ankommt. Bei Artikeln mit Deckel braucht es zudem eine genau definierte Touchierung von Deckel und Schale. Die bedarfsseitig dominierenden Petrischalen in Gruppe 3 weisen meist Wandstärken zwischen 0,6 und 0,75 mm auf und entstehen aus PS (Polystyrol) in Etagenwerkzeugen mit einer Fachzahl von 4+4 bis 8+8 Kavitäten. Artikel der Gruppe 4 werden aktuell in hoher Stückzahl bei Sars-Cov2-Tests benötigt. Hier zahlt sich das Männer-Konzept für 2- bis 4-fach-Werkzeuge aus. Unter Verwendung spezieller Materialien und durch konturnahe Kühlung gelingt es beispielsweise, die Zykluszeit bei der Herstellung von Racks um bis zu 25 % zu verkürzen.
Durch den Prozess begleiten
Im Bereich IVD-Artikel sieht Männer seine Stärke in der Begleitung von Kunden durch den Gesamtprozess. Angefangen bei der frühzeitigen Design-Unterstützung, um Artikel zu einer produktionsoptimierten Serienreife zu bringen, was wiederum die Voraussetzung ist um intelligente, zykluszeitoptimierte Hochleistungswerkzeuge inklusiver umfangreicher Qualifizierung zu liefern. Durch das Molding Solutions Netzwerk kann an vier Standorten mit Technikum in China, Deutschland und den USA unter einheitlichen Standards abgemustert und qualifiziert werden – seit Beginn der Pandemie auch online. Seit April steht im Technikum von Männer zusätzlich eine komplette Produktionszelle inklusive Handling für die Herstellung von Pipettenspitzen zur Verfügung. Kunden können mit dieser fachkundigen Unterstützung besonders leicht in den Wachstumsmarkt IVDVerbrauchsmaterialien einsteigen oder ihr Produktspektrum erweitern.
Kontakt Otto Männer GmbH Unter Gereuth 9-11 D-79353 Bahlingen a.K. +49 7663 609-0 info@maenner-group.com www.maenner-group.com
GRILAMID TR HT 200
für den Einsatz im Gesundheitswesen und Medizinalanwendungen
Dampfsterilisation
Chemikalien- und Spannungsrissbeständigkeit Umspritzen mit LSR möglich
Die Nachfrage nach massgeschneiderten und optimierten Kunststoffen wächst stetig. Auf der Kehrseite steigt durch den intensiven Einsatz von Kunststoff-Einwegartikeln auch die Abfallmenge stark an. Als weitere Innovation hat EMS-GRIVORY ein neues transparentes Hochleistungspolyamid entwickelt, welches hundertfach sterilisiert und wieder eingesetzt werden kann.
Mit kristallklarer Transparenz, mechanischer Festigkeit und Zähigkeit sowie aussergewöhnlicher Beständigkeit gegenüber Dampf und Chemikalien ist Grilamid TR HT 200 für sterilisierbare Mehrweganwendungen gut geeignet.
Geschnittener Formaufbau mit Einbauteilen auf neuem Level
Erfolgreiches Gemeinschaftsprojekt
Dass von einer umfassenden Kooperation alle Beteiligten profitieren können, zeigen die WBA Aachener Werkzeugbau Akademie und der Normalienhersteller Meusburger. Letzterer ist seit 2019 Mitglied der WBA. Nun haben die beiden Unternehmen gemeinsam das erste Werkzeug entwickelt.
Durch die Bündelung der Kompetenzen der beiden Unternehmen und das Bekenntnis zur umfassenden Partnerschaft in dieser Angelegenheit, eröffneten neue Möglichkeiten. Das angestrebte Ziel dieses Gemeinschaftsprojektes bestand darin, Standardisierungsmöglichkeiten aufzuzeigen. Dies ist den beiden Unternehmen hervorragend gelungen. Das Endergebnis ist ein geschnittener Formaufbau mit bewährten Einbauteilen und integriertem Heisskanalverteiler, welcher nun die Eingangshalle von Meusburger schmückt. Auch im Demonstrationswerkzeugbau der WBA wird er ausgestellt. Dank dem eigenen Demonstrationswerkzeugbau hat die WBA die Möglichkeit, innovative Lösungsansätze wie dieses Modell in einer Laborumgebung zu pilotieren und somit schnell für Partnerunternehmen zugänglich zu machen.
Einzigartiges Planungsprojekt – wie alles begann
Die Idee von Meusburger, ein praxisnahes Werkzeug mit standardisierten Bauteilen zu entwickeln, fand bei der WBA sofort Anklang. Gemeinsam setzten daraufhin beide Parteien das Projekt in die Tat um. Was das beschriebene Planungsprojekt in seiner Form so einzigartig macht ist die geschnittene Form mit Blick auf das Innenleben. Dort kommen innovative Einbauteile und ein standardisierter Heisskanalverteiler von Meusburger zum Vorschein. Die spannungsarm geglühte F-Platte bildet dabei die solide Grundlage für den Formaufbau und wurde von Meusburger zur Verfügung gestellt. Anschliessend kümmerte sich die WBA um die Bearbeitung der Einsätze und baute das Werkzeug in ihrem gut ausgestatteten Werkzeugbau zusammen.
Der geschnittene Formaufbau mit den Einbauteilen von Meusburger.
Standardisierung im Mittelpunkt
Für Meusburger und die WBA stand von Beginn an der Standardisierungsgedanke in der gesamten Prozesskette im Mittelpunkt. Denn durch eine konsequente und durchgehende Standardisierung von Produkten und Prozessen lassen sich erhebliche Zeit- und Kosteneinsparpotenziale realisieren und somit die entscheidende Grundlage für ein nachhaltig erfolgreich wirtschaftendes Unternehmen schaffen. Dies beginnt beispielsweise bei der schnellen und sicheren Vorkalkulation mit Hilfe der Meusburger Aufbau-Assistenten und endet bei der Reduzierung der Neben- und Wartezeiten bei Werkzeugbrüchen.
Win-Win-Situation
Die WBA, welche 2010 mit einem eigenen Demonstrationswerkzeugbau gegründet wurde, um die gesamte Prozesskette des industriellen Werkzeugbaus abbilden zu können, vertritt über 80 Mitglieder und verbindet und unterstützt Unternehmen der Branche Werkzeugbau. Die tolle Zusammenarbeit mit Meusburger bei diesem Projekt schätzt die WBA sehr. «Bereits in den ersten Gesprächen konnten wir gemeinsam mit Meusburger eine Win-WinSituation herausarbeiten. Zudem ist es sehr angenehm, dass auch wir als Anwender neue Ideen für Funktionserweiterungen mit einbringen können und dabei stets auf ein offenes Ohr bei Meusburger treffen», freut sich Prof. Dr. Wolfgang Boos, geschäftsführender Gesellschafter der WBA.
Kontakt Meusburger Georg GmbH & Co KG Kesselstr. 42 A-6960 Wolfurt +43 5574 6706-0 www.meusburger.com
