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1 Minimale Eingriffe Erbe nutzt das montagefreundliche Gehäusekonzept E-PAC von DMT Medizintechnische Geräte müssen in punkto Qualität, Zuverlässigkeit, und Handhabung sehr hohen Ansprüchen genügen, denn sie können der seidene Faden sein, an dem ein Menschenleben hängt. Das gilt in besonderem Maße für die elektrochirurgischen Geräte der Firma Erbe Elektromedizin GmbH, die unter den Reinraumbedingungen von Operationssälen eingesetzt werden, um chirurgische Eingriffe an stark durchbluteten Geweben oder Organen auf möglichst schonende Weise vorzunehmen. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Funktionalität der Geräte. Die Medizintechnik-Hersteller operieren in einem globalen Markt und sind von daher einem ständigen Innovations-, Zeit- und Kostendruck ausgesetzt. Da von den Geräten oft nur wenige hundert Stück abgesetzt werden, müssen sie darauf achten, die Kosten für Entwicklung, Fertigung und Montage in einem vertretbaren Rahmen zu halten. Erbe wollte deshalb mit der Entwicklung ihrer neuen Produktgeneration für die Hochfrequenzchirurgie gleich mehrere Herausforderungen auf einmal bewältigen. Die Herausforderungen Das neue ERBO VIO-System sollte die gesamte Bandbreite der HF-Chirurgie (Schneiden, Koagulieren, Devitalisieren und Vaporisieren) abdecken und dabei möglichst modular aufgebaut sein, um es entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen der Anwender konfigurieren bzw. aufrüsten zu können. Trotz des größeren Leistungsumfangs wollte man die Bedienbarkeit des Geräts im Vergleich zu der Vorgängergeneration vereinfachen. Das neue Produktkonzept erforderte gleichzeitig den Übergang von einer Kleinserien- zu einer auftragsbezogenen Fertigung. Die Verringerung der Montagezeiten spielte dabei eine wichtige Rolle. Und last but not least musste man die Servicefreundlichkeit der Geräte erhöhen, um sie ohne großen Aufwand von einem einfachen Basis-Elektrochirurgiegerät zu einer universellen, HF-chirurgischen Workstation aufrüsten zu können. " Wir haben bei der Entwicklung der neuen Produktgeneration so ziemlich alles in Frage gestellt." Entwicklungsleiter Martin Hagg

2 Obwohl das VIO-System natürlich auf der Technologie der bewährten und weiterhin verfügbaren ERBOTOM ICC-Reihe aufbaut, handelt es sich um ein komplett neu entwickeltes Produkt. Mit den eigenen Entwicklungsressourcen war das in dem vorgegebenen Zeitrahmen nicht zu bewältigen, zumal die Entwickler ja auch die anderen Produktlinien weiterpflegen mussten. Deshalb entschied sich Erbe erstmals, mit der Entwicklung und Konstruktion der mechanischen Baugruppen einen externen Engineering-Dienstleister zu beauftragen und sich ganz auf die Entwicklung der funktionalen Komponenten zu konzentrieren. Die Wahl fiel nicht zuletzt deshalb auf DMT, weil die Firma mit ihrem innovativen Gehäusekonzept E-PAC die perfekte Lösung bot, um das ergonomische Design mit vertretbarem Kostenaufwand fertigen und montieren zu können. " Ungeachtet der ansprechenden Form stand bei unserem Design nicht das Aussehen, sondern die Ergonomie und die Handhabung des Geräts im Vordergrund." Industriedesigner Martin Ruf Ergonomisches Produktdesign Die von den beiden Industriedesignern Andreas Weinberg und Martin Ruf vorgegebene Designlinie für das modulare VIO-System charakterisiert sich durch einen eleganten Bogen, der den fahrbaren Systemträger und die keilförmigen Gerätemodule zu einer homogenen Einheit zusammenfasst. Im Gegensatz zu herkömmlichen Geräten, bei denen sich Buchsen, Stecker, Anzeigen und Bedienelemente über mehrere Haupt- und Untermodule verteilen, sind sie beim VIO-System in hierarchischen Modulen zusammengefasst. Es gibt nur noch ein interaktives Display am Generatormodul, über das alle Operationen gesteuert werden. Durch ihre Keilform bieten die Gerätemodule nicht nur ein großzügiges Bedienfeld im Frontbereich, sondern neigen sich nach hinten, so dass Display und Bedienelemente für den Anwender optimal zugänglich sind. Die ergonomische Form hätte unter Umständen die Fertigungskosten für die Gehäuse erhöht, wenn man konventionelle Blechteile eingesetzt hätte. So kamen Weinberg & Ruf auf die Idee, für die Innengehäuse des Geräts das neuartige E-PAC -Konzept von DMT zu nutzen.

3 Innovatives Innenleben mit E-PAC Das von DMT entwickelte und weltweit patentierte Electronic Packaging and Assembly Concept (E-PAC ) kommt ohne aufwendig geformte Blech- oder Kunststoffteile aus. Die elektronischen Bauteile werden formschlüssig in ein passend ausgeschäumtes Innengehäuse aus expandiertem Polypropylen (EPP) eingebettet. Der Hauptvorteil der neuartigen Gehäusebauweise ist die einfache und schnelle Montage der Geräte, da man weitgehend ohne Werkzeuge und Vorrichtungen auskommt. Dasselbe gilt für die Wartung der Geräte: ein Schraubenzieher reicht zum Öffnen des Gehäusedeckels aus. So lassen sich im Handumdrehen defekte Komponenten austauschen oder zusätzliche Module einstecken. Der EPP-Schaum ist in hohem Maße temperaturund chemikalienbeständig und trotzdem ökologisch gut verträglich. Außerdem lässt er sich sehr gut fräsen, was die Herstellung der Prototypen beschleunigt. Die Serienwerkzeuge können aus Aluminium hergestellt werden, da nur geringe Verarbeitungsdrücke und Temperaturen auftreten, so dass die Werkzeugkosten sehr gering sind. Dank der tragenden Struktur des Innengehäuses und der stoßabsorbierenden Wirkung des Materials können für die Außenschale dünnere Bleche verwendet werden, was ebenfalls zur Senkung der Kosten beiträgt. Fertigungstoleranzen lassen sich durch die Nachgiebigkeit des Materials problemlos ausgleichen. Durch ihre Einbettung in den Hartschaum sind die Komponenten nicht nur besser gegen Stöße und Vibrationen geschützt, sondern lassen sich auch effizienter kühlen. In das Innengehäuse können Kühlkanäle integriert werden, die den Luftstrom gezielt zu den Komponenten mit der größten Wärmeentwicklung transportieren. Dieser Aspekt spielte insbesondere bei dem HF- Generatormodul des VIO-Systems eine wichtige Rolle, da hier sehr hohe Temperaturen entstehen, die über einen internen Luftkreis abgeführt werden sollten, um die Verbreitung von Keimen durch externe Lüftung auszuschließen. " Die funktionale Trennung von Innengehäuse und äußerer Ummantelung lässt dem Industriedesigner mehr Gestaltungsfreiheit." DMT-Geschäftsführer Tim Schwegler

4 Moderne IT-Infrastruktur Anhand zahlreicher bereits abgeschlossener Kundenprojekte konnte DMT demonstrieren, dass das Gehäusekonzept für elektrochirurgische Geräte bestens geeignet ist. Daraufhin erhielt der Engineering- Dienstleister von Erbe den Auftrag, die Entwürfe der Industriedesigner in herstellbare Gehäuse umzusetzen. Der Auftrag umfasste nicht nur die Modellierung und Wärmeberechnung der Innengehäuse, sondern auch die Konstruktion aller anderen Gehäusebleche mit Ausnahme der Frontplatte mit dem Display und dem Buchsenmodul. Ausgehend von den Entwürfen der Designer bauten die Produktentwickler die Gehäuseteile am Rechner als 3D-Modelle auf. DMT verfügt über eine moderne IT- und Kommunikations-Infrastruktur bestehend aus verschiedenen 3D-CAD-Systemen mit leistungsfähigen Spezialtools für die Abwicklung von komplexen Blechteile. Für Besprechungen mit Kunden oder Zulieferern steht den Anwendern neben einer Videokonferenz-Lösung die Collaboration-Software OneSpace zur Verfügung, die es ermöglicht, Produktmodelle über das Internet von verschiedenen Standorten aus simultan zu betrachten und sogar online Änderungen an den Geometrien vorzunehmen. Entsprechende Clients stellt DMT seinen Kunden und Partnern kostenlos zur Verfügung. Die Entwickler bei DMT nutzten die Collaboration- Anwendung unter anderem, um mit dem Formen- und Werkzeugbauer, der die Formen für die Serienfertigung der Schaumstoffteile herstellen sollte, die notwendigen Änderungen an den virtuellen Prototypen der EPP-Modelle zu diskutieren. Das Verfahren ist nämlich recht komplex: Das Rohmaterial wird in kleinen Kügelchen in die Form geblasen, die dann unter Druck von Heißdampf miteinander verschweißt werden. In der Endphase des Projektes fanden auch Besprechungen mit den Produktentwicklern bei Erbe im virtuellen Konferenzraum statt, um den Abstimmungsprozess zu beschleunigen. Rationeller Entwicklungsprozess Für einen Engineering-Dienstleister sind Termintreue und Kostendisziplin das oberste Gebot. Aus diesem Grund arbeitet DMT nach einem sauber strukturierten Entwicklungsprozess mit klar definierten Zwischenschritten und Meilensteinen, der für Erbe durchaus Vorbildcharakter hatte. Der Medizintechnik- Hersteller profitierte bei der Organisation der verteilten Produktentwicklung vom Prozess-Know-how seines Entwicklungspartners. Als Mechanical Integrator kümmert sich DMT aber nicht nur um die Mechanikentwicklung, sondern steuert auf Kundenwunsch auch den gesamten Fertigungsprozess von der Angebotsphase über den Materialeinkauf bis zur Montage und Auslieferung der fertigen Gehäuse. Zu diesem Zweck hat die Firma in den letzten Jahren ein großes Netz von qualifizierten Zulieferfirmen aufgebaut, auf die auch Erbe bei der Fertigung von bestimmten Mechanikkomponenten zurückgreifen konnte. " Wir haben von der strukturierten Vorgehensweise der DMT- Entwickler mit ihren zuverlässig planbaren Ergebnissen stark profitiert und daneben auch für uns selbst viel lernen können." Entwicklungsleiter Martin Hagg

5 Deutlich kürzere Montage Die Erfahrungen Erbes mit der Fremdvergabe der Mechanikentwicklung waren insgesamt sehr positiv. Der Entwicklungsprozess hat sich nicht zuletzt durch die disziplinierende Wirkung der unternehmensübergreifenden Zusammenarbeit beschleunigt, auch wenn die Zeiteinsparung schwer zu quantifizieren ist, da es sich um ein völlig neues Produkt handelte. Das innovative Gehäusekonzept E-PAC hat maßgeblich dazu beigetragen, dass die Montagezeiten für das neue Gerät im Vergleich zur Vorgängerversion auf ein Viertel gesenkt werden konnten. Dadurch ist Erbe dem Ziel einer auftragsorientierten Fertigung einen wichtigen Schritt nähergekommen. Gleichzeitig erleichtert E-PAC den Service, da der Techniker nur noch ein paar Schrauben lösen muss, um das Gerät zu öffnen. Das Innengehäuse ist ebenfalls modular aufgebaut, so dass Zusatzkomponenten eingebettet in einen Einschub aus EPP eingesetzt werden können. Spezialist für die Hochfrequenzchirurgie Die Erbe Elektromedizin GmbH ist einer der weltweit führenden Anbieter von medizintechnischen Geräten und Zubehör für Elektrochirurgie, chirurgische Ophthalmologie (Augenoperationen), Kryo- Chirurgie, d.h. die gezielte Devitalisierung von erkranktem Gewebe durch Kälteeinwirkung, und für die physikalische Therapie. Die Produkte des traditionsreichen Familienunternehmens, dessen Anfänge bis in das Jahr 1847 zurückreichen, werden in den Operationssälen überall auf der Welt genutzt, um chirurgische Eingriffe an stark durchbluteten Geweben und Organen möglichst schonend und ohne große Blutverluste durchzuführen. Einsatzgebiete der elektrischen Skalpelle sind neben der allgemeinen Chirurgie und der Augenheilkunde die Dermatologie, die Gastroenterologie, die Gynäkologie, die Herz/Thoraxchirurgie, HNO-Operationen, die Neurochirurgie, die Orthopädie, die Urologie und neuerdings auch die operative Behandlung von Lungenerkrankungen. Die Therapiegeräte werden hauptsächlich von Physiotherapeuten genutzt. Entwickelt und gefertigt werden die elektromedizinischen Geräte am Stammsitz von Erbe in Tübingen, wo etwa zwei Drittel der knapp 450 Mitarbeiter beschäftigt sind. Der internationale Vertrieb erfolgt über die Tochtergesellschaften in Europa, den USA, Russland und China sowie über ein dichtes Netz von Handelsvertretungen. Der renommierte Medizintechnik-Hersteller erwirtschaft mehr als 60 Prozent seines Jahresumsatzes im Exportgeschäft. " Das geschäumte Gehäuse ist zwar nur ein neuer Baustein, aber er fällt Medizintechnikern sofort ins Auge und steht deshalb für die Innovation des gesamten Geräts." Entwicklungsleiter Martin Hagg

6 DMT produktentwicklung AG Carl-Benz-Straße 24 D Nufringen fon +49-(0) fax +49-(0)

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