Motorkonstruktionen

ANWENDUNGSBEISPIEL

Medizinisches Diagnoseinstrument

Miniatur-X/Z-Achsenmechanik für ein medizinisches Diagnosegerät

Die Herausforderung

Einer unserer Kunden in Deutschland plante, ein bestehendes und gut etabliertes Tischgerät für die medizinische Diagnostik technisch zu verbessern. Das Gerät sollte nicht (wie bisher) nur verkauft, sondern auch an Arztpraxen verliehen oder verleast werden. Zusätzlich wollte der deutsche Kunde sein Geschäftsmodell um Pay-per-Test erweitern, um den Umsatz zu steigern.

Das neue Modell sollte innerhalb eines angemessenen Zeitrahmens wirtschaftlich sein. Dazu mussten die Herstellungskosten für das Tischgerät halbiert werden. Bis dahin bezog der Kunde seine Motoren von Schweizer Lieferanten. Eine deutliche Kostenreduzierung konnte nur mit dem Wechsel zu einem asiatischen Lieferanten erreicht werden.

Die Herstellung in Asien birgt jedoch Risiken, mit denen der Kunde nur zu gut vertraut war. Nach einem ersten Kostensenkungsversuch hatte er einen spürbaren Imageschaden erlitten. Denn das Produkt muss trotz der niedrigen Herstellungskosten mit der gleichen Genauigkeit arbeiten wie zuvor. Lediglich bei der Lebensdauer des Gerätes und seiner Mechanik durften Abstriche gemacht werden, weil die Instrumente in Arztpraxen seltener zum Einsatz kommen als im Zentrallabor, einem typischen Einsatzort vor der Neuausrichtung.

Die Lösung

Der Kunde beauftragte uns, mit ihm an der Neugestaltung des Geräts zu arbeiten. Zu Beginn unserer Zusammenarbeit machten sich unsere Anwendungs¬ingenieure in Europa mit der Funktionsweise des Geräts detailliert vertraut, bis sie alle mechanischen Anforderungen und Beschränkungen verinnerlicht hatten.

Auf dieser Grundlage erarbeitete das europäische Ingenieurteam einen Entwurf, der mit dem Kunden abgestimmt und schließlich ratifiziert wurde.

Ein wesentlicher Teil der Lösung bestand in der Positionsgenauigkeit: 

25,0 μm in der X-Achse und 

12,5 μm in der Z-Achse, das entspricht dem ¼ Durchmesser eines menschlichen Haars – und das bei gleichzeitiger Reduzierung der Fertigungskosten.

Um diese Präzision zu geringeren Kosten zu erreichen, haben wir Encoder, Home-Sensoren und kundenspezifische Bewegungssteuerungen integriert und die Baugruppe in hoher Stückzahl auf eigener Fertigungslinie produziert.

Zu Beginn der Entwicklungsphase bildete sich ein Dreieck des Forschens und der Kommunikation zwischen dem Kunden, unseren Anwendungsingenieuren in London und auf dem europäischen Festland sowie unseren Entwicklungs- und Fertigungsteams in Hongkong. 

Nach zwölf Monaten, einigen Prototypen und mehreren Alpha- und Beta-Produktionsläufen begann die Serienproduktion des vollständig validierten Mechanismus auf einer unserer Fertigungslinien.

Die Ergebnisse

In der Anwendung erfüllte der Mechanismus alle wichtigen Anforderungen in Bezug auf Positionierbarkeit, Langlebigkeit und Umweltverträglichkeit. Der Kunde kann unsere Baugruppe effizient in das neue Gerätegehäuse einbauen. Die integrierten Bewegungssteuerungen unserer Komponenten sind über SPI mit dem Host-Prozessor des Geräts verbunden.

Am Ende konnte der Kunde sein Diagnoseinstrument zu einem niedrigeren Preis und mit höherer Gewinnspanne für jene Kunden anbieten, die es kaufen wollten. Für die andere, neu erschlossene Kundengruppe konnte er ein Pay-per-Use-Diagnosemodell einführen. Dabei wird das Gerät ausgeliehen oder geleast, und die Endnutzer zahlen einen höheren Preis je Test-Assay.