Präzision für Computertomografen | med. Diagnostik

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Die Berliner Glas Gruppe bringt Licht zum Arbeiten und integriert Optik, Mechanik und Elektronik zu innovativen Systemlösungen. Kompromisslose Präzision und Qualität sind dabei das A und O. Entsprechend hoch sind die Ansprüche an die Partner und Lieferanten. Steinmeyer Mechatronik konnte mit seinem kundenspezifischen Ansatz auf ganzer Linie überzeugen und hat für die neuen Alignment-Vorrichtungen im Bereich Medizintechnik ein hochpräzises 2-Achs-System geliefert.

Ob Medizintechnik, Halbleiterindustrie oder Laser- und Weltraumtechnik – viele Anwendungen wären ohne Licht undenkbar. Wie man die elektromagnetische Strahlung als Werkzeug einsetzt, weiß kaum einer besser als Berliner Glas. Die inhabergeführte Unternehmensgruppe macht Licht für hochtechnologische Anwendungen nutzbar und gehört zu den weltweit führenden Anbietern optischer Schlüsselkomponenten, Baugruppen und Systeme, hochwertig veredelter technischer Gläser sowie Glas-Touch-Baugruppen. „Aufgrund seiner Eigenschaften ist Licht praktisch universell einsetzbar“, macht Dr. David Kieven, Technology Owner Bonding in der Abteilung „Optical Manufacturing Technology“ bei Berliner Glas, deutlich und erläutert: „Die Lichtgeschwindigkeit ist die schnellste, die wir kennen. Aber auch die hohe Fokussierbarkeit sowie die Schnelligkeit, mit der Licht an- und ausgeschaltet werden kann, tragen zur enormen Vielseitigkeit bei.“

Die innovativen Hightech-Produkte von Berliner Glas werden unter anderem zur Analyse, Produktion, Kommunikation oder Vermessung eingesetzt und rund um den Globus von der lichtnutzenden Industrie geschätzt. Den spezifischen Anforderungen zur Entwicklung und Produktion modernster Medizintechnik trägt dabei der Geschäftsbereich Medical Applications am Standort Berlin mit der Zertifizierung nach ISO 13485 Rechnung. Die medizintechnischen Experten haben sich auf die Mikropositionierung sowie die Konstruktion speziell beschichteter Prismenbaugruppen für medizinische Fluoreszenzverfahren spezialisiert und bieten maßgeschneiderte Systemlösungen aus einer Hand – von der Konzeption bis zum fertigen Produkt.

Spezialist für maßgeschneiderte Positioniersysteme

Um den hohen Qualitätsansprüchen der Kunden gerecht zu werden, setzt Berliner Glas auf verlässliche und zertifizierte Partner und Lieferanten wie Steinmeyer Mechatronik. Das Dresdner Unternehmen gehört zu den weltweit führenden Herstellern von hochgenauen Positionierlösungen für optische und feinmechanische Systeme und hat sich insbesondere als Spezialist für individuelle Sonderanfertigungen einen Namen gemacht. „Wir produzieren jeden Tag komplexe Lösungen, die an der Grenze des technisch Machbaren liegen. Das erfordert innovative und effiziente Technologien“, so Dr. Kieven. „Steinmeyer Mechatronik ist sehr flexibel und bietet kundenspezifische Lösungen. Das ist für uns von großem Vorteil.“ Von der hohen Lösungs- und Anwendungskompetenz der Sachsen konnte sich Berliner Glas bereits bei der Konstruktion eines Mess- bzw. Inspektionssystem überzeugen. Auch in den neuen Alignment-Vorrichtungen zur Produktion von optischen Baugruppen für die Medizindiagnostik kommt Positioniertechnik aus dem Hause Steinmeyer Mechatronik zur Anwendung.

Neue Lösungen für die bildgebende medizinische Diagnostik

Mit Hilfe der selbstkonstruierten Maschinen lassen sich zwei optische Komponenten mit einer Genauigkeit von < 1 µm zueinander ausrichten und verkleben. „Dank ihrer hohen Präzision sind die Alignment-Systeme in der Lage, den immer weiter steigenden Ansprüchen an optischer Auflösung in bildgebenden Verfahren auf höchstem Niveau gerecht zu werden“, stellt Dr. Kieven klar und ergänzt: „Die hohe Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit ermöglichen zudem eine 24/7-Fertigung.“ Dieses Ziel wurde durch das speziell auf das Produkt ausgerichtete Konstruktionsdesign und nicht zuletzt durch die ausgewählten Komponenten der Anlage ermöglicht. Herz der Alignment-Vorrichtungen ist eine räumliche Bewegungsmaschine mit sechs Antriebselementen für die auszurichtende Komponente in Verbindung mit einer Messbaugruppe mit optischer Bilderkennung, die auf einem hochgenauen 2-Achssystem von Steinmeyer Mechatronik montiert ist. Eine speziell entwickelte Software verbindet alle Prozessschritte und ermöglicht eine einfache, bildschirmbasierte Bedienung. „Die Steinmeyer-Achsen sind Teil des optischen Mess- und Bildauswertungssystem“, so David Kieven und erklärt die Funktionsweise: „Im Zusammenspiel mit der Software werden die Bauteile und deren Positionen vermessen. Durch das präzise Anfahren und Halten der Positionen kann eine optische Bilderkennung Distanzen vermessen und Rückkopplung an weitere Bewegungssysteme geben, die die Position unserer Baugruppen anpassen und finalisieren.“

Robuste Industrie-Lineartische mit Messtechnik-Genauigkeit

Für den Einsatz in den Alignment-Maschinen hat Steinmeyer Mechatronik eine kundenspezifisch angepasste Kombination aus den Linearachsen PLT165 und LTP90 gewählt. Beide Lineartische arbeiten absolut zuverlässig und zeichnen sich durch hohe Geschwindigkeiten, höchste Genauigkeit sowie eine lange Lebensdauer aus – ideal für den industriellen Dauerbetrieb. Die Grundkörper bestehen aus stranggezogenen Aluminium-Hohlprofilen und machen das XY-System zu einem wahren Leichtgewicht. Der LTP90 überzeugt zudem mit seinem Konzept innenliegender Motoren und integriertem Controller.

Die zweiachsige Positionierlösung verfügt über Verfahrwege von 200 x 25 mm und erreicht eine Wiederholgenauigkeit von ± 0,5 µm auf der horizontalen sowie ± 0,2 µm auf der vertikalen Achse. Für die hohe Präzision sorgen extrem langlebige Kugelgewindetriebe mit AC-Servomotor sowie zusätzlichem Linearmaßstab. Die Antriebe erlauben Geschwindigkeiten von 250 mm/s (X-Achse) und 25 mm/s (Y-Achse) sowie Beschleunigungen von 2,5 m/s² (X-Achse) und 0,3 m/s² (Y-Achse).

Eine saubere Sache

„Um die hohen Sauberkeitsanforderungen unserer Kunden zu gewährleisten, produzieren unsere Maschinen in einer Reinraumumgebung“, erzählt Dr. Kieven. „Neben der Präzision musste also auch eine hohe Reinraumspezifikation erfüllt werden.“ Steinmeyer Mechatronik hat die Lineartische PLT165 und LTP90 daher Schlitten auf Schlitten verschraubt. Damit ist das System sowohl von oben als auch seitlich vollkommen geschlossen. So können Partikel sowie sonstige Verschmutzungen nicht auf das Werkstück gelangen, das sich gerade auf der Tischkombination befindet. Auch ein Eindringen von Reinigungsmitteln beim Desinfizieren und Reinigen ist ausgeschlossen. Zum Einsatz kommen außerdem spezielle, hermetisch geschlossene Sondermotoren mit Pharmazulassung. Für eine leichtere Reinigung wurde zudem die Verkabelung angepasst sowie alle außen zugänglichen Teile statt mit einer Eloxal- oder Lackschicht mit einem Nickelüberzug versehen.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit wird fortgesetzt
Robust, zuverlässig, schnell und ultragenau – die geforderten Spezifikationen konnte Steinmeyer Mechatronik mühelos erfüllen. Auch die Reinraumanforderungen (ISO Klasse 3) stellten für den erfahrenen Medizintechnik-Partner keine große Herausforderung dar. „Auf technischer Ebene verrichten die Achsen ihre Dienste vorbildlich“, ist Dr. Kieven von der Performance der Positionierlösung begeistert und freut sich schon auf die nächsten Projekte: „Aufgrund der hohen Nachfrage seitens der Kunden bauen wir unsere Produktion derzeit aus und verdoppeln unsere Kapazität. Wir arbeiten also weiterhin mit Steinmeyer zusammen.“

Autor: Elger Matthes, Leiter Entwicklung, Steinmeyer Mechatronik