Feinstreinigung optischer Bauteile für die Medizintechnik

Medizintechnik 06. 08. 2023
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Sauberkeit für einen aussagekräftigen Durchblick

Eine sichere Diagnose hängt in der medizinischen Endoskopie von einem klaren, detailreichen Bild in brillanter Qualität ab. Entscheidend dafür ist unter anderem die Sauberkeit der eingesetzten optischen Linsensysteme. Für die Endreinigung der beschichteten Präzisionsoptiken setzt ein namhafter Hersteller auf die UCMSmartLine. Die auf standardisierten Modulen basierende Ultraschall-Reihentauchanlage ist an einen Reinraum angebunden.

Die diagnostische und therapeutische Endo­skopie hat sich in den letzten Jahren enorm weiterentwickelt. So eröffnen beispielsweise verbesserte Technologien in der Bildgebung detailreiche und gestochen scharfe Einblicke in den Körper. Wesentlichen Einfluss darauf haben die Fertigungspräzision und die Sauberkeit der verwendeten optischen Stablinsensysteme. Besonders hohe Anforderungen hinsichtlich partikulärer und filmischer Restkontaminationen sind bei der Reinigung der Präzisionsoptiken vor der Montage im Reinraum zu erfüllen.

Die auf standardisierten Modulen für Reinigungs-, Spül- und Trocknungsprozesse basierende Anlage erfüllt sehr hohe Sauberkeits­anforderungen bei der Endreinigung und das bei gleichzeitig hoher Kosteneffizienz (Bild: UCM/Ecoclean GmbH)

Das spezielle Transportgestell kann bei Nassprozessen mit bis zu 500 und bei Trockenprozessen mit bis zu 1500 Umdrehungen pro Minute um die vertikale Achse gedreht werden (Bild: UCM/Ecoclean GmbH)

 

­Sauberkeitsanforderungen und Durchsatz im Fokus

Die hohen Sauberkeitsvorgaben waren ein Kriterium, das ein namhafter Hersteller von Endoskopen an die neue Anlage für die End­reinigung von beschichteten ­Linsensystemen mit einem Durchmesser von weniger als zwei bis zehn Millimetern und einer Länge zwischen 1,5 und 40 Millimeter stellte. Weitere Anforderungen bestanden in der Ausleg­ung des Reinigungsprozesses sowie der Weiterverwendung vorhandener Warenträger. Darüber hinaus musste die neue Anlage den jährlichen Durchsatzvorgaben im oberen fünfstelligen Bereich gerecht werden können.

Bedarfsgerechte Reinigung ­kosteneffizient realisiert

Entschieden hat sich das Unternehmen für die UCMSmartLine der Schweizer UCM AG, dem auf Feinst- und Präzisionsreinigung spezialisierten Bereich der SBS Ecoclean Group. Es handelt sich dabei um eine auf standardisierten, individuell konfigurierbaren Modulen für Reinigungs-, Spül- und Trocknungsprozesse sowie das Be- und Entladen basierende Ultraschall-Reihentauchanlage mit Transportautomat. Die Elektro- und Steue­rungstechnik ist in jede Einheit integriert; es wird also keine separate Fläche für einen Schaltschrank benötigt. Das variable Baukastenprinzip ermöglicht im Vergleich zu den häufig für diese Aufgabenstellung eingesetzten, kundenspezifisch konstruierten Ultraschall-Feinstreinigungssystemen eine kostengünstigere Produktion und schnellere Verfügbarkeit der Anlage.

Dem Zuschlag voraus gingen umfangreiche Versuche im reinraumgerechten Testcenter des Anlagenherstellers. Im Fokus stand dabei, ob sich mit diesem Anlagentyp die hohen Sauberkeits- und Durchsatzanforderungen erfüllen lassen und eine Weiterverwendung der Warenträger gegeben ist. Die chemieseitige Auslegung des Reinigungsprozesses für die verschiedenen optischen Linsen erfolgte ebenso wie die Wasseraufbereitung gemeinsam mit den jeweiligen Herstellern.

Durch den serienmäßigen Zweiseitenüberlauf entsteht eine permanente Strömung, die zu einer intensiven Behandlung der Teile beiträgt. Gleichzeitig werden abgereinigte Kontaminationen sofort aus den Wannen ausgetragen (Bild: UCM/Ecoclean GmbH)

Die Ausgabe der gereinigten Linsensysteme erfolgt in einen Reinraum, in dem vor der Montage eine 100 %-Kontrolle stattfindet (Bild: UCM/Ecoclean GmbH)

 

Zukunftsorientierte Ausstattung für stabile Reinigungsprozesse

Der serienmäßige Transportautomat für den Teiletransport innerhalb der Anlage ist mit Servoantrieb ausgestattet. Ein zusätzliches Drehgestell ermöglicht, dass die Warenträger während der Reinigungs-, Spül- und Trocknungsprozesse mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten vertikal oszillieren.

Für die Reinigung verfügt die vollständig gekapselte Anlage über insgesamt sechs Nassstationen mit 370 x 420 x 390 mm (L x B x H) großen Wannen, von denen vier mit Ultraschall ausgestattet sind. Zu einem gleichbleibend guten Reinigungsergebnis trägt auch der von UCM entwickelte, ­serienmäßige Zweiseitenüberlauf bei: Die Medien werden von unten eingebracht, nach oben transportiert und laufen dann an zwei Seiten über. Es entsteht dadurch eine permanente Strömung, die zu einer intensiven Behandlung der Teile beiträgt und gleichzeitig dafür sorgt, dass abgereinigte Partikel und andere Rückstände sofort aus den Becken ­ausgetragen werden. Dies minimiert das Risiko einer Rück­kontamination der Teile beim ­Herausheben beziehungsweise Umsetzen. Getrocknet werden die Teile mit Warmluft, eine an den Trockner anschließende Leerstation ermöglicht, bei Bedarf einen zweiten Trockner, Infrarot, Vakuum oder Warmluft, nachträglich zu integrieren.

Vollautomatische Reinigung mit ­direkter Übergabe an den Reinraum

Die Linsensysteme werden automatisch chargenweise an vier Positionen der Beladestation platziert. Die Auswahl des in der Anlagensteuerung hinterlegten Reinigungsprogramms erfolgt über einen Barcode, der darüber hinaus die Artikel- und Auftragsnummer sowie Informationen beinhaltet.

In Wanne eins und drei wird jeweils mit Ultraschall gereinigt, wobei die Reinigungswirkung durch Drehbewegungen mit rund 200 UpM unterstützt wird. Das Spülen in Wanne zwei und vier erfolgt mit Osmosewasser, dabei oszillieren die Teile mit bis zu 500 UpM. Ebenso bei den folgenden zwei Feinstspülprozessen, der erste mit Ultraschall. Hier kommt VE-Wasser zum Einsatz, das in Kaskade geführt und wie das Wasser aus den beiden vorhergehenden Spülen zur Wasseraufbereitung geleitet wird. Ein teilespezifischer Lift-Out oder das Schleudern mit bis zu 1500 UpM sorgen nach der letzten Spüle für eine wirkungsvolle Vortrocknung der Teile vor dem Umsetzen in den Warmlufttrockner, der eine vollständige und fleckenfreie Trocknung gewährleistet. HEPA-Filter und zwei Laminarflow-Boxen über den Trocknungs- und der mit vier Plätzen ausgestatteten Entlade­station sorgen für ­reinraumgerechte Umgebungsbedingungen. Die Ausgabe der Präzisionsoptiken erfolgt in einen Reinraum mit Visualisierung der Chargeninformationen durch ein zusätzliches Bedienfeld. Diese Daten werden über eine Schnittstelle der PC-basierten Anlagensteuerung darüber hinaus an das MES des Unternehmens übermittelt.  Doris Schulz

Kontakt:

Andreas Netz, UCM AG, Rheineck, Schweiz,
E-Mail: a.netz@ucm-ag.com

Text zum Titelbild: Um eine Beschädigung der beschichteten Präzisionsoptiken während des Reinigungsprozesses und der dabei stattfindenden Drehbewegung mit bis zu 1500 UpM zu verhindern, werden sie in speziellen Aufnahmen platziert (Bild: UCM/Ecoclean GmbH)

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