1-2016

Qualitätssicherung

Qualitätssicherung Hochpräzise Qualitätssicherung elektronischer Baugruppen Technolabs Video-Inspektionssystem im Einsatz in medizintechnischer Fertigung Die Bedeutung intensiver Qualitätskontrolle in modernen Fertigungsprozessen ist kaum hoch genug einzuschätzen. Einerseits fordern diese die internationalen QS-Standards (als Beispiel sei nur die Norm ISO 9000ff genannt, deren Einhaltung sich in den vergangenen Jahren quasi zum Muss für jeden erfolgsorientierten Betrieb entwickelt hat), andererseits sind es Wettbewerb, Kostendruck und die technologische Entwicklung, die den Herstellern keine Wahl lassen, als mit immer präziseren, immer weniger Fehlertoleranzen erlaubenden Verfahren ihre Produkte auf „Herz und Nieren“ zu prüfen, bevor sie sie ins Feld zum Einsatz bei ihren Kunden freigeben. Vor allem gilt dies für alle Bereiche der Medizintechnik. Hängen doch hier nicht nur der wirtschaftliche Erfolg eines Herstellers von der Qualität seiner Produkte – und aller ihrer Einzelkomponenten – ab, sondern im Regelfall Gesundheit und nicht selten das Überleben von Menschen, die mit den Produkten der Medizintechnik behandelt werden. Daher müssen Hersteller jedweder medizintechnischer Produkte stets die genauesten, zuverlässigsten und technologisch führenden Geräte, Systeme und Verfahren einsetzen. Fehlerquellen sicher entdecken Neben Funktionstests geht es bei qualitätssichernden Untersuchungen vor allem um optische Inspektionen, die schon existierende oder sich potenziell anbahnende Fehlerquellen entdecken und eliminieren sollen. Und das muss heute – angesichts der nahezu in jedem Bereich integrierten elektronischen Bauteile und Steuerungen – auf zwei Ebenen stattfinden: der mechanischen und der elektronischen. Nun haben sich in den vergangenen Jahren für beide Bereiche – und insbesondere für die elektronischen Bauteile und Gruppen – automatische, Bildverarbeitungs- bzw. Robotergestützte Systeme (AOI, Automatische Optische Inspektion) etabliert, die im Großen und Ganzen exzellente Arbeit leisten und die bekannten subjektiven Anfälligkeiten der menschlichen Inspektion substituieren können. Was gerade im Großserienbereich inzwischen unverzichtbar geworden ist. Doch diese AOI geraten sehr wohl auch an ihre Grenzen und verursachen bisweilen sogar Probleme, statt sie zu lösen. Hierzu zählen vor allem Scheinfehler, die von den Robotern gerne „entdeckt“ werden. Zumal bei geringen Stückzahlen, bzw. individuellen Fertigungsverfahren und Abläufen, wo das Trainieren eines automatischen Inspektionssystems kaum zu rechtfertigen ist. Überall hier ist die individuelle menschliche, optische Inspektion unverzichtbar (wie übrigens in Stichproben auch stets bei AOI). Sichere menschliche optische Inspektion Um dies auf der Ebene der menschlichen optischen Inspektion sicherzustellen, bedarf es besonders präziser, zuverlässiger Inspektionsgeräte, die zudem durch ihre Funktionsweise und Bedienung auch über längere Verwendung hinweg sicherstellen, dass die gelieferten Ergebnisse gleich bleibend genau sind und dazu beitragen, dass der Prüfer – der anfällige „menschliche Faktor“ – auf gleich bleibend hohem Niveau arbeiten kann. Kamen hier bislang vor allen Dingen hochpräzise analoge/elektronische Mikroskop-Systeme zum Einsatz, konnten sich in der jüngsten Vergangenheit Videomikroskope etablieren, die sich durch die rasante Ent- 30 meditronic-journal 1/2016

Qualitätssicherung wicklung im Bereich der optischen Auflösung und den damit verbundenen Vergrößerungsfähigkeiten bei exzellenter Bilddarstellung mehr und mehr durchsetzen. Die „Inspector“-Familie Systeme wie die „Inspector“- Familie des Herstellers Techno- Lab lassen sich in ganz unterschiedlichen Einsatzgebieten je nach Anforderungsniveau verwenden. Beim Flyinspector beispielsweise handelt es sich um ein vollständig PC-unabhängiges Videomikroskop, das mit einer Full HD 1080-Autofokus-Kamera ausgerüstet ist, die ein bis zu 30-faches optisches Zoom bietet und eine maximale 800-fache Vergrößerung liefert. Dies in Kombination mit einer intelligenten Software zur Bildspeicherung und Vermessung – jede Prüfung ist also sofort dokumentiert und in weiteren Schritten analysierbar. Inspektion elektronischer Baugruppen bei Steuerung einer Herz- Lungen-Maschine Das Herz bzw. „Hirn“ einer modernen Herz-Lungen-Maschine ist heute ihre elektronische Steuerung. Hier laufen alle Fäden zusammen, hier liegt die Verantwortung für das präzise, dauerhafte Funktionieren des vielschichtigen Gerätes, das die zentralsten Funktionen des menschlichen Organismus – Pumpen des Herzens und Lungenfunktion – in der Regel während einer Operation ersetzen muss. Gleichzeitig erfüllen die Maschinen weitere Aufgaben wie Depotfunktionen für das Blut sowie Filterfunktionen für die Blutkonsistenz. Steuerungsgeräte sollen bestimmte Vitalparameter des Patienten beeinflussen, über einen Oxygenator z. B. den Sauer stoff- und Kohlendioxidtransfer oder über Hyperthermiegeräte Bluttemperatur und damit auch die Körpertemperatur. Hochvergrößerte Bilder Die elektronischen Baugruppen, die dies in der Steuerung verantworten, sind daher notwendigerweise von allerhöchster Präzision. Der FlyInspector von TechnoLab, der beispielsweise zur Kontrolle dieser Baugruppen eingesetzt wird, liefert die dafür notwendigen hochvergrößerten Bilder der Oberflächen der Baugruppen und Komponenten. Er macht es möglich, winzigste Deformationen oder Präzisionsmängel an Lötstellen – eine der häufigeren Fehlerursachen – festzustellen und vom Techniker korrigieren zu lassen. Ebenso entdeckt er Mikrostaubteilchen, die sich an den Leiterbahnen angeheftet haben und Funktionsstörungen in der Signalübermittlung bewirken können. Ergonomie Gleichzeitig wird durch den ergonomischen Aufbau des TechnoLab-Inspektionssystems sichergestellt, dass der Prüfer seine Arbeit über einen längeren Zeitraum gleich bleibend präzise ausführen kann – eine der wichtigsten Voraussetzungen für hohe Qualitätsergebnisse. Er ist nicht gezwungen – wie bei Mikroskopen üblich –, durch ein Okular zu blicken, das direkt vor seinen Augen anschließt und dadurch keinerlei Umgebungslicht an die Pupillen lässt, sondern nur das sehr intensive Licht aus dem Okular – mit der Folge ständiger Kontraktionen und Erweiterungen der Pupillen. Dies ermüdet die Augen in sehr kurzer Zeit. Beim Videomikroskop sieht der Prüfer stattdessen den Gegenstand in Full HD und 24 Mio. Farben bequem vor sich in angenehmer Entfernung auf einem Display. Dies eliminiert auch die anderen Folgen der Okularbenutzung: keine stets gleiche, starre Körperhaltung des Nutzers, die häufig Muskelverspannungen mit Nacken- und Rückenproblemen zur Folge hat, was beim Videomikroskop nicht auftauchen kann. Zudem ist ein brillentragender Prüfer nicht gezwungen, stets vor dem Blick durchs Okular seine Brille abzusetzen. Damit trägt dieses ergonomisch hoch entwickelte System sowohl dazu bei, dass die Prüfer über längere Zeiträume ermüdungsfrei effizientere, präzisere Ergebnisse liefern können – und es senkt gleichzeitig die Kosten durch weniger krankheitsbedingte Ausfallzeiten und höhere Produktivität. TechnoLab GmbH info@technolab.de www.technolab.de Mini SmartShaker - „All-in-One“ Schwingerreger Die kompakten, elektrodynamischen Schwingerreger der Mini SmartShaker-Familie von The Modal Shop sind ideal für mechanische Prüfungen an Kleingeräten, elektronischen Bauelementen, Minimotoren etc. sowie zur Modalanalyse an leichten, kleinen Strukturen. Die Shaker mit einem Volumen von etwas mehr als einem Liter bieten durch den eingebauten Leistungsverstärker hohe Flexibilität im Labor- und auch im mobilen Einsatz. Für die Ansteuerung genügt ein einfacher Signalgenerator oder der Audioausgang eines Smartphones, die Spannungsversorgung ist über das Bordnetz eines PKW gewährleistet. Die elektromagnetischen Shaker K2004E01 und K2007E01 generieren Kräfte von 20 N und 31 N, bei einer Frequenz von bis zu 11 kHz und einem Hub von maximal 13 mm. Der Leistungsverstärker ist im Sockel der Schwingerreger integriert, auf externe Verstärker im 19-Zoll- Gehäuse kann verzichtet werden. Die Abmessung der Shaker von etwa 9 x 9 x 14 cm sowie das Gewicht von knapp 3 kg erleichtern den Transport. Verstärkungsfaktoren sind einstellbar, die Elektronik kann eine Übersteuerung erkennen und schaltet das Gerät ab. Die robuste Aufhängung aus Kohlefaserverbundstoff verhindert Beschädigungen der Konstruktion. PCB Synotech GmbH www.synotech.de/ smartshaker meditronic-journal 1/2016 31