Das Gehäuse des proximalen Durchflusssensors von Hamilton Medical besteht aus zwei geformten Hälften aus medizinischem Kunststoff.

Beatmungskreislauf und Atmung. Wenn sich das Inspirationsventil öffnet, befördert der Überdruck (Atemwegsöffnungsdruck oder PAO) Luft in den Kreislauf, füllt ihn und bläst die Lunge auf, bis der eingestellte Inspirationsdruck erreicht ist.

Ultraschallschweissen für Durchflusssensoren

Publiziert

Intelligente Beatmungslösungen bieten mehr Behandlungssicherheit und erleichtern die Arbeit des klinischen Personals. Dabei erfordert ihr Einsatz höchste Präzision für die Nachbildung feiner Anpassungen, die das menschliche Gehirn sonst zur Regulierung des Atmungsprozesses vornehmen würde. Dafür braucht es präzise Durchflusssensoren, die Beatmungsgeräte überwachen und selbst kleinste Druckänderungen erkennen.

Der proximale Durchflusssensor bildet seit 1983 das Herzstück aller Beatmungsgeräte von Hamilton Medical. Der Schweizer Hersteller mit Hauptsitz in Bonaduz produziert intelligente Beatmungslösungen für Intensivstationen und -transporte. Mit dem Sensor können wertvolle Daten direkt von der Atemwegsöffnung des Patienten geliefert werden, zudem erkennt er selbst winzige Druckänderungen. Diese signalisieren den Versuch des Patienten, auf natürliche Weise zu atmen. Dabei passt sich der Sensor dem Atmungsvorgang des Patienten an, um ihn mit der erforderlichen Menge an sauerstoffangereicherter Luft zu versorgen.

Die erfolgreiche Massenproduktion hochentwickelter und extrem präziser Durchflusssensoren aus Einwegkomponenten stellte Hamilton Medical vor erhebliche Herausforderungen hinsichtlich Konzeption, Montage und Kosten. Jedoch hatte das Unternehmen bereits seit Jahren in die Konstruktion und Entwicklung investiert und in Zusammenarbeit mit Emerson und lokalen Maschinenbauern automatisierte Systeme für die Montage von Vollkunststoff-Durchflusssensoren mit der Branson Ultraschallschweisstechnik entwickelt und validiert.

Maximale Präzision durch Ultraschallschweissen
Beim Ultraschallschweissen werden hochfrequente mechanische Schwingungen und Schweisskräfte kombiniert, um Reibungswärme und ein gezieltes Aufschmelzen an der Verbindungsstelle der sich berührenden thermoplastischen Teile zu erzeugen, wodurch diese dauerhaft miteinander verbunden werden können. Das Verfahren eignet sich besonders für die Montage von Durchflusssensoren, da es das Risiko von Hitze, mechanischer Belastung oder Verunreinigung der empfindlichen Sensormembran praktisch ausschliesst.
Das vollautomatische Durchflusssensor-Montagesystem wurde unter der Leitung von Hamilton vom Schweizer Unternehmen Imperia Systems gebaut. Emerson stellte für die medizinische Produktion geeignete Branson-2000Xc-Ultraschallschweissmaschinen, -Schweisswerkzeuge sowie technische und Integrationsunterstützung für das kurzfristige Montageprojekt bereit. Nach der Auslieferung absolvierte das System rechtzeitig vor dem Produktionsstart im September 2020 die erforderliche IQ/OQ/PQ (Installations-, Betriebs- und Leistungsqualifikation).

Während des Betriebs nimmt der Roboter des Montagesystems die drei Sensorkomponenten auf und positioniert sie auf dem unteren Schweisswerkzeug, allen voran die untere Hälfte, in die die Klappe mit der Membran eingesetzt wird. Nachdem der Roboter die korrekte Position der Ringmembran geprüft hat, wird die obere Hälfte aufgesetzt. Anschliessend senkt sich die Vorschubeinheit der Schweissmaschine und drückt das obere Schweisswerkzeug auf die Sensorkomponenten. Durch die Schweisskraft wird die Ultraschallschweissung ausgelöst, die in weniger als einer Sekunde abgeschlossen ist.

Während der Ultraschallschweissung überwacht die digitale Steuerung der Schweissmaschine alle Schweissparameter in Echtzeit und speichert für jedes Teil einen vollständigen Schweissdatensatz. Die für den medizinischen Bereich geeigneten Schweissmaschinen sind mit Datensicherheitsfunktionen wie einem hierarchischen Passwortschutz und einer hochgradigen Datenverschlüsselung ausgestattet. Sie unterstützen die Übereinstimmung mit führenden globalen Fertigungsstandards, einschliesslich ISO 13485 sowie mit den Anforderungen an die Fertigung von Medizinprodukten und die Rückverfolgbarkeit von Teilen gemäss der Verordnung für Medizinprodukte der Europäischen Union und den Bestimmungen von 21 CFR Part 11 der U.S. Food and Drug Administration (FDA).

EVENTS

Logistik Forum Schweiz

«Challenge Supply Chain: digital, sicher, nachhaltig»

Datum: 07. Juni 2023

Ort: Verkehrshaus Luzern (CH)

EPHJ-EPMT-SMT

Internationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik

Datum: 06.-09. Juni 2023

Ort: Palexpo Genf (CH)

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Immer wieder wird erzählt, welche positiven Wirkungen Digitalisierung auf das Gesundheitswesen haben kann.

Datum: 15.–16. Juni 2023

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Kongress mit technologie- und marktrelevante Themen aus der Medizintechnik- und Gesundheitsbranche

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Automatica

Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 27.-30. Juni 2023

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Blezinger Healthcare

8. Fachkonferenz - Das Pflegeheim der Zukunft

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LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse für Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 27.-30. Juni 2023

Ort: München (D)

SWISS eHEALTH FORUM

Pusher der Digitalisierung im Gesundheitswesen

Datum: 29.-30. Juni 2023

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Die Entscheider- und Expertenkonferenz bringt das gesamte Wertschöpfungssystem rund um die additive Fertigung zusammen.

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Swiss Medtech Expo

Fachmesse und Symposium: Inspiration, Weiterbildung und Netzwerk

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Rehacare

Die REHACARE ist die internationale Fachmesse für Rehabilitation, Prävention, Inklusion und Pflege.

Datum: 13.-16. September 2023

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Führungstagung

Tagung für Führungs- und Fachkräfte aus dem Gesundheits- und Sozialbereich

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CMS Berlin

Europas erfolgreichste Leitmesse für Reinigung und Hygiene

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Schmelztiegel für High-Tech-Lösungen in der Medizintechnik

Datum: 13.-16. November 2023

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Internationale Plattform für Hotellerie, Gastronomie, Take-away und Care-Institutionen in der Schweiz

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Branchentreffpunkt für das verarbeitende schweizerische Lebensmittelgewerbe

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Das Fachevent zum Megatrend Dekarbonisierung, die Plattform für Energiespeicher und Klimaneutralität in Unternehmen.

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Weltweit führende Fachmesse für Wohn- und Objekttextilien

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Die führende Plattform der Bau- und Immobilienwirtschaft in der Schweiz.

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The Future of Packaging Technology

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Internationale Zuliefermesse für die Lebensmittel-und Getränkeindustrie

Datum: 19.-22. März 2024

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Die Fach- und Erlebnismesse für Gastfreundschaft

Datum: 24.-26. März 2024

Ort: Olma Messen St.Gallen (CH)

analytica

Leitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 09.-12. April 2024

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Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung

Datum: 23.-26. April 2024

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Altenpflegemesse

Leitmesse für die Pflegewirtschaft

Datum: 23.-25. April 2024

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IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 13.-17. Mai 2024

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drupa

Weltweit führende Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 28. Mai - 07. Juni 2024

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ArbeitsSicherheitSchweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz & Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 05.-06. Juni 2024

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Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 10.-14. Juni 2024

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Die Fachmesse PFLEGE PLUS bringt Fachbesucher mit ausstellenden Unternehmen, Branchenverbände sowie Experten des Pflegemarkts zusammen.

Datum: 14.-16. Mai 2024

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all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 28.-29. August 2024

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Cleanzone

Internationale Fachmesse und Kongress für Reinraumtechnologie

Datum: 25.-26. September 2024

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FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 24.-26. September 2024

Ort: Nürnberg (D)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

Chillventa

Weltleitmesse der Kältetechnik

Datum: 08.-10. Oktober 2024

Ort: Nürnberg (D)

SIAL

Fachmesse für Nahrungsmittel-Innovationen

Datum: 19.-23 Oktober 2024

Ort: Paris (F)

ZAGG

DER BRANCHENTREFFPUNKT MIT RELEVANTEN GASTRO-TRENDS

Datum: 20.-23. Oktober 2024

Ort: Luzern (CH)

Ifas

Fachmesse für den Gesundheitsmarkt

Datum: 22.-24. Oktober 2024

Ort: Digital (CH)

all4pack Paris

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 04.-07. November 2024

Ort: Paris (F)

Swiss Handicap

Nationale Messe für Menschen mit und ohne Behinderung.

Datum: 29. November-1. Dezember 2024

Ort: Luzern (CH)

Oils + fats

Leitmesse der Öl- und Fettindustrie in Europa.

Datum: Herbst 2025

Ort: München (D)

Bezugsquellenverzeichnis