Erreichte Projektziel
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Das von B. Braun und der Zeppelin GmbH durchgeführte Direktextrusionsprozess hat in umfangreichen Versuchsreihen am Demonstrator gezeigt, dass sowohl bei PVC als auch bei TPE gute Ergebnisse erzielt werden können. Um eine Anlage im industriellen Maßstab erfolgreich zu gestalten, sind weitere Entwicklungsschritte notwendig. Für ein wirtschaftliches Verfahren müsste auch die Ausstoßleistung deutlich erhöht werden.
Die Optimierungen von KraussMaffei während des Projekts am Demonstrator der Direktspritzgusstechnologie im Bereich der Schneckengeometrie sowie auch der allgemeinen Anlagentechnik flossen bereits direkt in den Serienstand ein wodurch sowohl die Kosten der Anlage gesenkt als auch die Qualität des produzierten Direktcompounds verbessert werden konnte.
Die von HÜBNER Photonics und den Projektpartnern durchgeführten Versuche haben gezeigt, dass mit der Weiterentwicklung der THz - Technologie ein wertvolles Werkzeug für die Extrusion gefunden wurde. Die Terahertz-Spektroskopie liefert neue Einblicke in die Prozesse, die Technologie bietet viele Möglichkeiten in der Kunststoffproduktion. Eine zeitnahe Integration scheint zum jetzigen Zeitpunkt unwahrscheinlich, es besteht Entwicklungsbedarf in der Sondentechnik sowie Bedarf an weiteren Untersuchungen, um die Einflüsse auf die Messung zu verstehen und zuverlässig auf einen störenden Einfluss (Zusammensetzung, Prozessparameter) zurückzuführen.
Im Bereich des Direktspritzgusses wurden bei der Zusammenarbeit zwischen den Institut für Werkstofftechnik und Pape GmbH folgende Ergebnisse erzielt: signifikante Verbesserung der Mischqualität durch Einsatz optimierter Schneckengeometrien für konventionelle Spritzgussmaschinen, erfolgreich realisiertes Demonstrationsverfahren für Direktspritzguss, sammeln von Erfahrungen im Direktspritzgießen, erkenntnisgewinn bei der Beurteilung der Mischqualität sowie großer Beitrag zur Entwicklung einer Methodik zur Bewertung der Mischqualität, und bewertung der Mischqualität für fast 30 verschiedene Schneckenkonfigurationen für konventionelle Spritzgießmaschinen.
Produktion für Medizintechnik - wirtschaftlich und in höchster Qualität (ProMed)
Eine leistungsstarke Produktion zur Herstellung innovativer Medizinprodukte schafft die Grundlage, um eine moderne und zukunftsgerechte Gesundheitsversorgung für die Bevölkerung zu gewährleisten. Voraussetzung hierfür sind unter anderem fortschrittliche Wertschöpfungsketten, die Anwendung neuer Technologien, der Einsatz neuer Materialien und die Digitalisierung in der Produktion.
Patientennahe Produkte erfordern eine wirtschaftliche Produktion nach höchsten Qualitätsstandards. Durch die zunehmende Individualisierung und dem Wunsch nach patientenindividuellen Lösungen werden häufig Medizinprodukte in geringen Stückzahlen benötigt. Im Fokus der Förderinitiative steht daher die Weiterentwicklung entsprechender hochpräziser Fertigungsverfahren sowie intelligenter Produktionsausrüstungen, welche über moderne Kommunikationssysteme vernetzt sind. Eine nachhaltige Stärkung der Wertschöpfungsketten von der Produktentstehung über die Fertigung bis hin zur technischen Prüfung von anspruchsvollen Medizinprodukten wird angestrebt. Mit der Förderinitiative werden innovative Lösungen zur Herstellung von Medizinprodukten vorangebracht und damit Chancen für Wertschöpfung und Wohlstand in Deutschland eröffnet.
In weniger Prozessschritten zu individualisierten Medizinprodukten
Die besonderen Anforderungen an medizintechnische Einmalprodukte, wie Sterilisierbarkeit und Biokompatibilität, bedingen häufig den Einsatz individuell angepasster Materiallösungen. Diese werden bisher in verschiedenen, teilweise auch extern bei Zulieferern stattfindenden Aufbereitungsverfahren (Compoundieren) durch Einmischen von Zusatzstoffen in Standard Kunststoffen hergestellt. Anschließend erfolgt in sogenannten Extrusions- oder Spritzgussprozessen die Weiterverarbeitung zu Produkten. Aufgrund der zum Teil geringen Materialmengen sowie des hohen Qualifizierungs- und Freigabeaufwandes für neue Materialien, sind am Markt nicht ausreichend individualisierte Materiallösungen verfügbar. Potenziale zur Produktindividualisierung und Produktfunktionalisierung können somit häufig nicht ausgeschöpft werden.
Ziel des Forschungsprojekts MeDiComP ist es, den Schritt der Materialaufbereitung direkt in die Extrusion und das Spritzgießen zu integrieren. Somit werden weniger Prozessschritte benötigt, um bessere und den hohen medizintechnischen Anforderungen angepasste Produkteigenschaften zu erreichen.
© B. Braun Melsungen AG
Basierend auf den strengen Anforderungen an medizintechnische Prozesse, wird sowohl für das Spritzgießen als auch für die Extrusion eine geeignete Maschinentechnologie entwickelt und an ausgewählten Beispiel Produkten aus der Medizintechnik erprobt. Durch die Analyse der Materialeigenschaften von Demonstratorprodukten werden die Potenziale und Grenzen der neuartigen Prozesse in Bezug auf Alternativtechnologien, wie der Nutzung von Standardprozessen mit spezialisierten Extrusionsschnecken, bewertet. Durch die konzeptionelle und technische Umsetzung einer neuartigen Methode der In-Line-Prozesskontrolle soll schließlich der Weg hin zu einer Serienanwendung freigemacht werden.
Die zu entwickelnden Verfahren reduzieren die Kosten durch Einsparung von Prozessschritten und führen zu einer deutlichen Senkung der Materialkosten. Sie bieten darüber hinaus strategische Vorteile für Medizintechnik Unternehmen, indem die Abhängigkeit von Zulieferern reduziert sowie die Reaktionsschnelligkeit erhöht wird. Nicht zuletzt werden die neuen Techniken es ermöglichen, Produkte mit komplexen Eigenschaftsspektren besser auf die Bedürfnisse der Patienten und des klinischen Personals anzupassen.
