DER KONSTRUKTEUR 1-2/2021

ANTRIEBSTECHNIK ANTRIEB

ANTRIEBSTECHNIK ANTRIEB FÜR CORONATESTS PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Was haben Linearaktuatoren mit Coronatests zu tun? Lesen Sie selbst … Die Firma Mobidiag entwickelt und vertreibt molekulare Diagnostik für Infektionskrankheiten und Antibiotikaresistenzen. Das Unternehmen hat es sich zur Aufgabe gemacht, die In-vitro-Diagnostik schnell, genau und leicht zugänglich zu machen. Ziel ist es, die Qualität und Effizienz der Gesundheitssysteme zu verbessern, die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen zu verhindern und neue Möglichkeiten für die routinemäßige Implementierung der Diagnostik zu schaffen. Für den diagnostischen Aspekt im Kampf gegen das Coronavirus hat Mobidiag einen neuen Covid-19-Test entwickelt. Er funktioniert nach dem Novodiag-Prinzip „Probe rein, Ergebnis raus“. Das für die Coronavirus-Infektion verantwortliche Sars-CoV-2-Virus lässt sich damit innerhalb von etwa einer Stunde nachweisen. Das Testgerät arbeitet als geschlossenes System und vollautomatisch. So wird ein zusätzlicher Schutz des Laborpersonals vor potenziellen Kontaminationen erreicht. Das System ist sehr benutzerfreundlich. Es kann in risikoreichen und schwer zugänglichen Regionen eingesetzt werden und ist durch Personal ohne spezielle Qualifikationen bedienbar. Nach dem Joint-Venture mit dem chinesischen Marktführer in der Diagnostik, Autobio Diagnostics, wird Mobidiag seine Novodiag- Lösung in China anbieten. Mit Wirkung vom 1. Mai 2020 hat der Novodiag-Covid-19-Test die Notfallzulassung für Finnland erhalten. Zulassungen für Frankreich, Großbritannien und Schweden sollen demnächst ebenfalls erteilt werden. Quelle: AMETEK, Inc. All rights reserved. Translated and distributed with permission from AMETEK Haydon Kerk Pittman DIE IDEE Um den gewünschten Infektionsnachweis zu führen, müssen zahlreiche biologische Vorgänge in einer bestimmten Reihenfolge ausgelöst werden. Dafür ist es unter anderem notwendig, die Proben zu transportieren. Normalerweise wird diese Aufgabe von Labormitarbeitern ausgeführt. Ziel bei diesem Projekt war es nun, die verschiedenen Bewegungsabläufe automatisiert ablaufen zu lassen. Für das Bewegen von Objekten werden oft Aktuatoren mit definierten Hüben, Kräften und Geschwindigkeiten eingesetzt. Eine optimale Herangehensweise ist deshalb die Integration von Schrittmotor­ Lösungen in die Testgeräte von Novodiag. Der übliche diagnostische Prozess selbst (Probenvorbereitung, PCR, Hybridisierung) muss dafür nicht neu erfunden werden. Das System soll jedoch mit minimaler Einarbeitung bedient werden können und schneller arbeiten als bisher möglich. Ein wichtiges Ziel ist es dabei auch, qualifiziertem Laborpersonal wieder mehr Zeit für andere Aufgaben zu geben. Außerdem ermöglicht Novodiag eine Diagnostik mit viel geringeren Flüssigkeitsvolumina als bei manueller Durchführung. Die Probenvorbereitung erfolgt innerhalb des Geräts. Verarbeitungszeit und Kosten werden erheblich reduziert. AUSWAHL DER AKTUATOREN Als DIV-Hersteller hat Mobidiag hohe Qualitätsanforderungen an alle Instrumente und Einwegprodukte. Deshalb wählt der Anwender seine Lieferanten sehr kritisch aus. Wichtige Grundlagen sind das Qualitätsniveau der Produkte und die Einhaltung von Industrienormen wie ISO 9001. Bei Neuentwicklungen von Mobidiag ist es wichtig, die Normalbedingungen zu reproduzieren, die für ein bestimmtes System definiert sind. Technische Entscheidungen können erst nach umfangreichen Testreihen getroffen werden. Ausgedehntes Suchen nach optimalen Lösungen steigert die Forschungs- und Entwicklungskosten enorm. Das potenziert sich noch, wenn die Angaben von Lieferanten unvollständig sind. Es müssen dann ausgedehnte Tests mehrerer Lösungen 16 DER KONSTRUKTEUR 2021/01-02 www.derkonstrukteur.de

durchgeführt werden, um am Ende bei einer funktionierenden Konstruktion anzukommen. Regis Melizzi, Instrument Team Manager bei Mobidiag, bringt es auf den Punkt: „Für die Beschleunigung von Entwicklungsprozessen brauchen wir von Lieferanten transparente Antworten und Lösungen für Probleme.“ Haydon Kerk, eine Unternehmenseinheit von Ametek Advanced Motion Solutions, zählt zu den führenden Herstellern von Linearaktuatoren und kann mit seinen Produkten diese Erwartungen erfüllen. Melizzi kannte den Spezialisten für auf Schrittmotoren basierenden Linearaktuatoren bereits: „Seit 2006 verwende ich die LC15-Modelle von Haydon Kerk. Das sind die kleinsten Linearaktuatoren mit einem Durchmesser von 15 mm. Deshalb kannte ich bereits die proaktive Arbeitsweise von Haydon Kerk in der Konstruktionsphase. Sie haben von Anfang an die richtigen Informationen geliefert, ohne dass ich danach suchen musste. Wenn mir spezielle technische Schwierigkeiten bewusst wurden, lagen die entsprechenden Antworten von Haydon Kerk bereits vor.“ DREI LINEARAKTUATOREN IM EINSATZ Bei dem neuen Covid-19-Test kommen drei Aktuator-Modelle von Haydon Kerk zum Einsatz. Der erste Aktuator, ein 19 000 Captive, wird in einer Spritzenpumpe verwendet. Bei einer solchen Anwendung muss der Aktuator hochauflösende Bewegungen für eine präzise Dosierung geringster Flüssigkeitsmengen ausführen. Um die Verarbeitungszeiten zu optimieren, muss bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten immer die nötige Kraft vorhanden sein. „Hauptgründe für meine Entscheidung für den Haydon 19 000 Captive waren, dass er die Anforderungen erfüllt, und der geringe Platzbedarf“, sagt Regis Melizzi. Der Durchmesser des Aktuators beträgt lediglich 20 mm. Kundenspezifische Anpassungen, darunter ein angepasster Hub und die Modifizierung der Rückseite des Aktuators aus Platzgründen, nennt Regis Melizzi als weitere überzeugende Gründe für die Auswahl dieser Spritzenpumpe. „Trotz Recherchen konnte ich auf dem Markt keine Alternative finden, die unsere Kriterien vollständig erfüllt“, berichtet Regis Melizzi. Der zweite Aktuator hat eine zentrale Funktion in der Novodiag- Architektur. „Wir nennen ihn ‚pressing motor‘“, berichtet der Team Manager, „weil er unsere Einweg-Kassette gegen die aktiven Elemente drückt, also gegen die Flüssigkeitsdichtungen und die Kontaktflächen.“ Dafür braucht er eine hohe Schubkraft. Gleichzeitig muss er die Position über längere Zeit halten, um einen perfekten Kontakt aller Elemente zu gewährleisten. Regis Melizzi erklärt: „Dies wurde mir im Zuge der Entwicklung klar. Wir besprachen dieses Thema mit Haydon Kerk Pittmann, um herauszufinden, was passiert, wenn ein solcher Aktuator außerhalb der Datenblattangaben betrieben wird, also bei erhöhtem Strom mit Auswirkung auf Kraft und Wärmeentwicklung des Motors. Normalerweise hätte unser F&E-Team all diese Fragen durch umfangreiche Tests beantwortet. Aber Haydon Kerk war für das Thema aufgeschlossen und konnte uns Daten zur Technologie bereitstellen, die eine fundierte Entscheidung über die Auswahl eines 35 000 Captive-Aktuators ermöglichten. Diese Angaben wurden durch unserer Leistungs- und Lebensdauertests bestätigt.“ Um die notwendigen Leistungsparameter garantieren zu können, werden alle Aktuatoren von Haydon unter den von Novodiag definierten Bedingungen geprüft. Deshalb kann die Produktion die Aktuatorbaugruppe direkt einbauen, ohne zuvor zusätzliche Tests durchzuführen. Regis Melizzi sagt: „Etwas anderes wäre für uns nicht in Frage gekommen“ und erklärt weiter: „Die speziellen technischen Anforderungen hätten sich ohne Unterstützung von Haydon Kerk zu einer schwierigen Heraus forderung entwickeln können.“ Bilder: AMETEK, Inc. www.haydonkerkpittman.com Vollständig überarbeitet! Die Berechnung und Gestaltung von Wälzlagern erreicht eine neue Ära Wälzlagerpraxis Das Standardwerk für Konstrukteure und Studenten in der 5. Auflage. Wälzlagerpraxis jetzt bestellen unter shop.engineering-news.net