Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

1zu1: High-End-Spritzgießen im Reinraum für In-vitro-Diagnostik in Echtzeit

Feinste Strukturen des Analyzers forderten das ganze Können der Entwickler. (Foto: 1zu1)

Feinste Strukturen des Analyzers forderten das ganze Können der Entwickler. (Foto: 1zu1)

Daniel Quidiello, Senior Projektleiter beim Schweizer Unternehmen Weidmann Medical Technology AG, war mit einem kniffligen Auftrag zu 1zu1, Dornbirn (Österreich), gekommen: Produktion eines Analyzers, mit dem Diagnose-Proben direkt beim Arzt oder im Krankenhaus minutenschnell auf Viren und Bakterien hin untersucht werden können und dadurch Echtzeit-Ergebnisse ohne den Umweg übers Labor ermöglicht. „In diesem High-End-Projekt waren vor allem die vielen Spezifikationen nicht ohne. Alle Anforderungen lagen einen Tick höher als üblich“, sagt Wolfgang Spiegel, 1zu1 Bereichsleiter Tooling.

Diagnose in Echtzeit

Der Analyzer verkürzt die Diagnose-Zeit radikal: bisher mussten Ärzte Proben ins Labor schicken und tagelang auf Ergebnisse warten. Das Weidmann-Diagnosegerät ist in der Lage Blut-, Speichel- oder Plasmaproben auf insgesamt bis zu 22 Krankheitserreger sofort zu analysieren. Quidiello sagt: “Eine schnelle und präzise Diagnose von Krankheiten wie Meningitis oder Influenza wird damit direkt am Point of Care möglich.“ Das Herzstück des neuen Geräts ist eine Cartridge aus zwölf Einzelteilen, ca. 15 cm lang, mit mehreren Kammern für Flüssigkeiten.

Schritt für Schritt zur Perfektion

In nur zwei Prototypen-Phasen wurden die technischen Funktionen getestet, in der dritten Phase bereits medizintechnische Aspekte. Feinste Details im Zwei-Komponenten-Spritzguss, Reinraumqualität, 20.000 Stück aus einem Alu-Werkzeug und Präzision von einem hundertstel Millimeter waren gefragt.

Den Auftakt machten die ersten neun Spritzgieß-Werkzeuge, die in sechs Wochen gefertigt wurden. Die Aluminium-Werkzeuge sind modular aufgebaut, lassen sich rasch und hochpräzise fertigen und können jederzeit an neue Erkenntnisse angepasst werden.

Grenzen verschieben im Spritzguss

Feinste Strukturen forderten das ganze Können: in der Cartridge werden Flüssigkeiten transportiert und gemischt, die Kanäle weisen teilweise Querschnitte von unter einem Millimeter auf, winzige Ventile müssen beweglich sein und trotzdem hundertprozentig dicht schließen. Grate oder Schwimmhäute bewegen sich in einem Bereich von einem hundertstel Millimeter.

Keim- und bakterienfrei im Reinraum

Die weitere Produktion im 1zu1-Reinraum ISO Klasse 8 stellte sicher, dass keine fremde DNA in die Flüssigkeits-Kammern des Analyzers gelangt. Besonders heikel: die Zwei-Komponenten-Spritzgussteile mussten von Hand zwischen den Maschinen umgelegt werden. Spiegel erklärt: „Jeder manuelle Eingriff birgt ein Risiko für Verunreinigungen, aber auch diese Hürde haben wir gemeistert.“

Wegen der hohen Standfestigkeit der Werkzeuge konnte Weidmann sogar auf die Vorserien-Werkzeuge verzichten. Auch beim Design punktete 1zu1 mit Material- und Oberflächenwissen. Für Daniel Quidiello konnte die Kooperation mit 1zu1 nicht besser laufen: „Das benutzerfreundliche, schlichte und elegante Design, macht den Analyzer zu einem echten Hingucker. Das gesamte Projekt lebte von offenem Austausch, innovativem Denken, Präzision und Qualität.“

www.1zu1prototypen.com

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