Kundenspezifische Knöpfe für tragbare EKG-Monitore durch Spritzgussverfahren hergestellt

Die Tasten eines Elektrokardiographen (EKG-Geräts) helfen medizinischem Fachpersonal bei der Bedienung der Geräte. Sie sind Teil des Bedienfelds zur Anpassung der Einstellungen. Zu den gängigen Tasten, die Sie am Gerät finden, gehören unter anderem „Ein/Aus“, „Aufnahme/Start“, „Stopp“, „Menü/Einstellungen“, „Geschwindigkeit“, „Kopieren“ und so weiter. Bei der Herstellung von EKG-Tasten müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden, darunter:;

• Auswahl der Materialien: Das Material muss für bestimmte medizinische Anwendungen biokompatibel sein, um den FDA-Vorschriften zu entsprechen. Es sollte zudem chemikalienbeständig sein, um aggressiven Sterilisationsmitteln standzuhalten, und flammhemmend, um den Sicherheitsstandards zu genügen.
• Ergonomie und haptisches Feedback: Die Tasten des EKG-Monitors sollten so gestaltet sein, dass sie ein “Klick”-Gefühl vermitteln. Die Tasten müssen wiederholter Nutzung standhalten, ohne an Funktionalität zu verlieren oder sich abzunutzen.
• Genauigkeit und Toleranzen: Für eine exakte Ausrichtung, Passgenauigkeit und einen gleichmäßigen Betrieb muss die Präzision hoch sein.
• Ästhetik: Die Tasten müssen mit einer Beschriftung versehen sein, die ihre Funktion angibt. Die Beschriftung darf sich bei wiederholtem Gebrauch nicht ablösen und auch nicht während der Sterilisation oder Reinigung entfernt werden.

Anforderungen des Kunden

Ein Kunde besuchte den Standort von First Mold mit der Anfrage nach Fertigungswerkzeugen für Tasten für EKG-Monitore für Endverbraucher aus ABS/PC+ABS. Während der Gespräche zeigte sich der Kunde in vielen Aspekten der Form für die EKG-Tasten unsicher. Er legte jedoch durchweg Wert auf eine kostengünstige Fertigung.

Bei einem der Treffen mit dem Kunden erklärte Bowen Huang, Produktionsleiter bei First Mold: “Gerade die Teile, die am einfachsten aussehen, erfordern manchmal die größte Sorgfalt”, und ermutigte den Hersteller von EKG-Tasten, seine Anforderungen so detailliert wie möglich zu formulieren.

Daraufhin legte der Hersteller die Kernanforderungen für das Projekt fest und überließ es dem Team von First Mold, die Lücken auszufüllen.

• Wesentliche Produktionsbeschränkung: Kosten
• Gesamtgewicht: Leicht
• Oberflächenbehandlung: Standard – glatt
• Beschriftung: Unklar, muss jedoch gegen Abnutzung und Abblättern durch wiederholten Gebrauch beständig sein
• Teiltoleranz: 0,04 mm
• Ausbeute bei der Massenproduktion von EKG-Tasten: ≥98%

Herausforderungen und Lösungen

Da der Knopf für ein EKG-Messgerät für Endverbraucher bestimmt war, gab es keine Reinraumanforderungen, die die Produktionskosten in die Höhe getrieben hätten.

Obwohl der Herstellungsprozess der EKG-Tasten unkompliziert war und keine nennenswerten technischen Probleme auftraten, bestand die größte Schwierigkeit darin, im Rahmen der Kommunikation mit dem Kunden zu einer Entscheidung zu gelangen, da dieser über keinen konkreten Entwurf verfügte und sich größtenteils nicht sicher war, was er eigentlich wollte.

Erstellen von Schaltflächensymbolen für EKG-Monitore

Der Kunde wollte Tasten-Symbole entwickeln, die auch bei wiederholtem Gebrauch und der Reinigung mit aggressiven Desinfektionsmitteln weder abblättern noch ausbleichen. Zunächst zog das Ingenieurteam von First Mold das Zweikomponenten-Spritzgießen von ECG-Tasten in Betracht, um die Symbole herzustellen.

Der Kunde wollte jedoch die Massenproduktionskosten für den EKG-Knopf niedrig halten. Nach Rücksprache mit dem Kunden haben wir daher beschlossen, auf das Zwei-Komponenten-Spritzgießen zu verzichten und stattdessen andere Druckverfahren für die Beschriftung zu nutzen, um die Kosten zu senken.

Nach der Herstellung der EKG-Tasten entschieden sich die Ingenieure von First Mold für den Siebdruck mit entsprechender UV-Härtung, um die maßgefertigten Tasten mit den entsprechenden Buchstaben zu kennzeichnen, die ihre Funktion an der Maschine angeben.

Herstellung von ECG-Knopfformen mittels CNC-Bearbeitung

Bei der Herstellung der Form für die EKG-Tasten hat unser Team die DFM-Analyse (Design for Manufacturability) sorgfältig berücksichtigt, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der Erzielung einer gleichmäßigen Wandstärke lag, um eine konsistente, ertragsreiche und fehlerfreie Produktion zu gewährleisten.

Darüber hinaus optimierte das Team die Angussführung, um eine ordnungsgemäße Befüllung des Formhohlraums ohne übermäßige Spannungen zu gewährleisten. Durch eine angemessene Angussführung konnte eingeschlossene Luft entweichen, wodurch Brandspuren oder Ausbreitungen verhindert wurden.

First Mold erreichte die Toleranz von 0,04 mm für die EKG-Tastenform durch hochpräzise CNC-Bearbeitung. Zur Endbearbeitung der Formplatten wurde Präzisionsschleifen eingesetzt, um ebene Passflächen mit hoher Toleranz zu gewährleisten. Dieses Schleifen trug zudem dazu bei, die für das Produkt vorgeschriebene glatte Oberflächenbeschaffenheit zu erreichen.

Die Vorteile für den Kunden durch die Lösungen von First Mold

Als der Kunde sich an First Mold wandte, stellte die Unklarheit hinsichtlich seiner Anforderungen eine besondere Herausforderung dar. Durch klare Kommunikation gelang es uns jedoch, eine Form für die Serienfertigung von EKG-Tasten zu liefern, die die Erwartungen des Kunden übertraf.

“Die Arbeit fällt leichter, wenn der Kunde einen klaren Plan hat, in dem alle Anforderungen deutlich hervorgehoben sind”, sagte Huang. “Wenn der Kunde viele Lücken lässt, die man selbst füllen muss, weiß man nie, welche Reaktion man am Ende des Tages erhalten wird. Das ist eher wie ein Würfelspiel. Man kann eine Sechs oder eine Eins würfeln.”

Die EKG-Tastenform wurde termingerecht geliefert, was der Kunde sehr zu schätzen wusste. Zudem erhielt der Kunde eine umfassende Optimierungsdokumentation (mit Empfehlungen zu Temperatur- und Druckbereichen, Qualitätskontrollen, Wartungsanweisungen und Richtlinien zur Fehlerbehebung), um einen gleichbleibend ertragreichen Betrieb zu gewährleisten. Schließlich erhalten alle unsere Kunden bei Ersatzteilbestellungen stets Vorrang, um Ausfallzeiten auf ein Minimum zu beschränken.

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