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Simulation als Schlüssel zur optimalen Produktentwicklung in der Medizintechnik
Eine tragende Rolle
Mit der Bitte um Unterstützung in der Entwicklung und Fertigung eines Gehäusesystems für ein elektronisches Medizingerät, welches im Rettungswesen für lebenserhaltende Maßnahmen eingesetzt wird, wurden wir von unserem Kunden vor eine Aufgabe gestellt.
Gehäusesysteme dienen dem Schutz eines empfindlichen und hochwertigen Medizingeräts und fungieren durch den nahtlos integrierten Tragegriff gleichzeitig als Transport- und Anwendungshilfe. Daher sind Stabilität und Bruchsicherheit zu jeder Zeit unerlässlich. Die sich aus der Anwendung ergebenden zusätzlichen Anforderungen, wie komplexe Geometrien, stark variierende Wandstärken im Bauteil und extrem enge Toleranzen, stellten uns bei der Produktentwicklung vor Herausforderungen.
Simulation vermeidet Fehler in Produktentwicklung von Medizintechnikprodukten
Unser hauseigenes Entwicklungsteam aus Designern, Ingenieuren und Ergonomen verbindet Innovationskraft mit langjähriger Branchenerfahrung und fundiertem Ingenieurswissen. Dies kommt uns bei der kunststoffgerechten Gestaltung von Bauteilen und Werkzeugen zugute, um neben anderen individuellen Prinzipien stets nach dem Design for Manufacturing Ansatz zu agieren.
Unsere vielseitigen CAE-Lösungen ermöglichen es uns, mit Hilfe intelligenter Software Simulationen an Bauteilen und Werkzeugen durchzuführen, um mögliche Fehlerquellen von vornherein zu erkennen und zu vermeiden und ein optimales, an Kunden- und Anwendungsanforderungen angepasstes Konstruktionskonzept zu entwickeln. Nach ersten Konzeptideen führten wir für unseren Kunden mehrere Spritzgießsimulationen mit verschiedenen Variationen der Anzahl und Positionierung von Anspritzpunkten, Kalt- und Heißkanalvarianten und Kühlkreisläufen durch, um die beste Anspritzsituation für einwandfreie Ergebnisse zu simulieren.
CAE-Lösungen, die sich auszahlen
Durch die Kombination unseres breiten Spektrums an CAE-Lösungen mit unserem erfahrenen Branchenwissen bei der Produktentwicklung für die Medizintechnik sind wir in der Lage, vielfältige Simulationen für unsere Kunden gewinnbringend anzuwenden:
- Strömungsmechanische Simulationen (CFD) zur Optimierung von Bauteilen und Werkzeugen durch Simulation des Strömungsverhaltens und Überprüfung von Fehlerquellen wie Totzonen, Verwirbelungen, Druckabfall u.v.m.
- Strukturmechanische Simulationen (FEM) zur Optimierung von Bauteilen und zur thermischen Analyse durch Prüfung von Spannungs- und Dehnungsverteilung, Verformungsverhalten und Reaktionskräften
- Spritzgießprozess-Simulationen zur Optimierung von Bauteilen und Konturen durch Prüfung von Füllverhalten, Schweißlinien, Lufteinschlüssen, Verformungen u.v.m.
Erhebliche Zeit- und Kostenersparnis im Produktentwicklungsprozess
Basierend auf den Ergebnissen der Simulationen konnten wir unserem Kunden Tipps zur weiteren Optimierung des Produktdesigns sowie ein ideales Konzept für die Bauteilgestaltung und das Angusssystem bieten.
Neben den klug gewählten Parametern wie Anspritzpunkten, Angusskanälen und Verteilersystemen wurden intelligente Funktionen wie die Kaskadenregelung eingesetzt, um eine einwandfreie Teilequalität zu gewährleisten und alle Anforderungen an Form, Abmessungen und Toleranzen zu erfüllen. Nach der Freigabe durch den Kunden wurde dieses Konzept in die Realität umgesetzt, das Werkzeug gebaut und die ersten Teile produziert.
Das Resultat
Das neue Konzept ermöglichte es, einige Bindenähte zu vermeiden und die im Spritzguss unvermeidlichen Bindenähte kontrolliert an Stellen zu platzieren, wo sie weder Qualität noch Stabilität beeinträchtigen. Dank der im Vorfeld durchgeführten Simulationen konnten die vor der Serienproduktion erforderlichen Bemusterungsschleifen halbiert und die Gesamtzeit zwischen Werkzeugbau und Serienproduktion auf ein Drittel minimiert werden.
Neben dem Zeitaspekt bedeutet dies auch einen erheblichen Kostenvorteil für den Kunden, da die Kosten für physikalische Änderungen am Werkzeug bis zu fünfmal teurer als notwendige Konstruktionsänderungen sein können, welche durch Simulationen im Vorfeld erkannt und umgesetzt werden können.
Zusammengefasst:
- Zeitaufwand zwischen Werkzeugbau und Serienfertigung auf ein Drittel reduziert im Vergleich zu Erfahrungswerten
- Bis zu fünfmal geringere Kosten für Konstruktionsänderungen
- Höhere Qualität und Prozesssicherheit durch im Vorfeld erkannte und vermiedene Fehlerquellen
- Nachhaltigere Produktion durch Reduzierung der physikalischen Änderungen am Werkzeug
Röchling Medical Kompetenzen
Unser Know-how, Ihr Nutzen
Unsere Kunden profitieren von unserem umfangreichen Know-how in der Kunststoff- und Metallverarbeitung, aber auch von unserer langjährigen Erfahrung in der Medizintechnik und Pharma-Industrie. Als Ihr Lösungspartner kennen wir sowohl die rechtlichen als auch die praxisbezogenen Anforderungen an die Herstellung von Komponenten und Produkten für das Gesundheitswesen, die auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind. Wir erfüllen die höchsten Qualitäts- und Hygienestandards und arbeiten streng nach den geltenden Bestimmungen, wie z. B. der Medizinprodukteverordnung (MDR).
