Case Study Präzise Herstellung von Wearables
Wearables und tragbare Patientenüberwachungsgeräte werden direkt am Körper getragen und finden zunehmend Verwendung. Zu diesen Geräten gehören Diabetes-Sensoren zur Überwachung des Blutzuckerspiegels (GCM) sowie drahtlose Monitore, die Patienteninformationen an Gesundheitsdienstleister übertragen. Sie müssen zuverlässig und langlebig sein und gleichzeitig für den direkten Hautkontakt unbedenklich sein. Hoenle hat zu diesem Zweck ein breites Portfolio an Spezialklebstoffen entwickelt, die den strengen Anforderungen der Hersteller von Medizinprodukten gerecht werden. Um eine komplette Klebelösung anbieten zu können, hat sich Hoenle mit dem Dosiergerätehersteller Atlas Copco (früher Scheugenpflug) zusammengetan. Es wurde ein Systemkonzept entwickelt und erfolgreich getestet, das eine präzise Dosierung für die Abgabe geringer Mengen von UV-Klebstoffen mit integrierter LED-UV-Härtung ermöglicht.
Die Medizin-Klebstoffe von Hoenle weisen eine ausgezeichnete Haftung auf häufig verwendeten medizinischen Substraten auf, darunter Polycarbonat, Polyimide, Polyamide, Edelstahl und Keramik. Diese Klebstoffe werden gemäß ISO 10993-4/-5/-10/-23 und/oder USP-Class-VI-Protokollen auf ihre Biokompatibilität geprüft.
Zu dieser Gruppe von Klebstoffen gehören LED-härtbare UV-Acrylate und UV-Epoxide, die die kürzesten Aushärtungszeiten für die Großserienfertigung bieten. Sie eignen sich ideal für die Verklebung von Nadeln/Anschlüssen, die Befestigung von Bauteilen und die Abdichtung von Gehäusen. Es sind mehrere Viskositätsbereiche verfügbar, um eine optimale Anpassung an die Bauteilkonfiguration und den Fertigungsprozess zu gewährleisten. Ferner sind fluoreszierende Versionen erhältlich, um die Qualitätskontrolle mithilfe von Inline-Bildverarbeitungssystemen zu verbessern.
Zum Klebstoffportfolio gehören auch elektrisch leitfähige Klebstoffe und herkömmliche thermisch aushärtende Epoxide. Sie bieten Verbindungs- und Befestigungslösungen für die Fertigung von Leiterplatten und elektrischen Bauteilen. Es stehen mehrere Epoxide mit hoher ionischer Reinheit zur Auswahl, die für die Minimierung des Korrosionsrisikos auf der Leiterplatte unerlässlich ist. Die silbergefüllten elektrisch leitfähigen Klebstoffe von Hoenle können häufig Lötstellen ersetzen oder auf biegsame oder flexible Wearables aufgetragen werden.
Bei der Fertigung medizinischer Geräte ist eine präzise und gleichmäßige Klebstoffdosierung unerlässlich. Für kleine Dosiermengen ist der hochpräzise Mikrodosierkopf DosPL DPL2001 von Scheugenpflug, einem Unternehmen der Atlas Copco Gruppe, die beste Wahl. Er ermöglicht eine hochgenaue Dosierung von Klebstoffen selbst in kleinsten Mengen bis in den µl-Bereich. Dadurch lassen sich Glob-Tops zuverlässig auf 0,003 ml einstellen, Dosiergenauigkeiten von weniger als 0,5 % erzielen und dünnste Linien mit präzisem Start und Stopp auf dem Kunststoffgehäuse erzeugen. Der Dosierkopf arbeitet nach dem Prinzip der volumetrischen Dosierung. Ein Steuerungssystem erkennt zuverlässig Viskositätsschwankungen und sorgt für eine gleichbleibend hohe Präzision der Klebefläche.
Die Aushärtung der UV-Acrylat- und Epoxidklebstoffe von Hoenle kann in Sekundenschnelle erfolgen. Die LED-Aushärtegeräte von Hoenle ermöglichen eine maximale Optimierung des Aushärtungsprozesses. Dies gewährleistet kürzeste Aushärtungszyklen und höchsten Durchsatz. In dem getesteten Systemkonzept wurde der LED Spot 40 IC von Hoenle mit einer Wellenlänge von 405 nm verwendet. Durch die kompakte Bauweise dieses LED-Kopfes konnte er zusammen mit dem Dosierkopf DosPL DPL2001 in die multifunktionale Roboterzelle DispensingCell DC803 von Atlas Copco (Scheugenpflug) integriert werden. Diese Arbeitszelle ermöglicht es, dass die Bauteile sowohl für den Dosier- als auch für den UV-Aushärtungsprozess in einer Position verbleiben. Die Handhabung der Teile wird minimiert, ebenso wie das Risiko von Komponentenbewegungen, Verunreinigungen und Klebstoffmigration. Dieses integrierte Systemkonzept gewährleistet, dass der Klebstoffverbindungsprozess nach höchsten Qualitätsstandards und mit größtmöglicher Effizienz durchgeführt wird. Ob Serienfertigung oder kontinuierlicher Durchlauf – die integrierten Klebstoffverbindungssysteme von Hoenle und Atlas Copco erfüllen die hohen Produktionsanforderungen für medizinische Wearables.
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