Verbundprojekt »MeKuMed«

Werkstoffgerechte und kosteneffektive Fertigung von Metall/Kunststoff-Hybridbauteilen für die Anwendung in der Medizintechnik

Herstellung hybrider Medizintechnikprodukte durch innovative Fertigungskette

Mittels Laserstrahlung in Vorversuchen mikrostrukturierte und geschnittene Bördelkappe
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Mittels Laserstrahlung in Vorversuchen mikrostrukturierte und geschnittene Bördelkappe

Durch die langen Innovationszyklen in der Medizintechnik von der Idee zur Marktreife werden Medizinprodukte mit veralteten und oft mit Nachteilen behafteten Fertigungsprozessen produziert. Bei Produkten aus unterschiedlichen Materialien wird das Potenzial der Einzelwerkstoffe und deren Zusammenspiel im Hybrid nur in Teilen ausgenutzt.

Die pharmazeutische Bördelkappe ist ein Beispiel für solch ein hybrides Produkt. Die Ampulle, gefüllt mit Medikamenten, wird mit einem Gummistopfen luftdicht und steril verschlossen. Der Gummistopfen wird durch die verbördelte Verschlusskappe in der Ampulle fixiert. Durch die Kombination von Aluminiumdünnblech und Kunststoff werden die Anforderungen an das Produkt erfüllt. Die Fertigungskette besteht aus fünf getrennten Einzelschritten, wodurch sich eine hohe Anzahl an Handling- und Reinigungsschritten und ein hoher Maschinen- und Werkzeugbedarf ergeben. 

© IKV Aachen.
Bisherige Fertigungskette zur Herstellung einer medizintechnischen Bördelkappe.

Ziel dieses Vorhaben ist es, eine formschlüssige Verbindung durch das Hinterspritzen mikrostrukturierter Aluminiumkappen zu erzeugen. Dabei fließt der Kunststoff in die hinterschnittigen Strukturen und erzeugt eine mediendichte, definiert lösbare Verbindung. In dem Verbundvorhaben soll durch die Kooperation zwischen Forschung und Industrie eine werkstoffgerechte und kosteneffiziente Fertigung für hybride Medizintechnikprodukte entwickelt und realisiert werden. Durch die Verkettung innovativer Technologien im Stadium des Technologiedemonstrators soll das gesamte Potenzial des Metall-Kunststoff-Verbunds ausgeschöpft werden. Die Kombination der einzelnen Prozessschritte zu einer hoch automatisierten Fertigungslinie verkürzt die Produktionszeit und verbessert die Qualität. Bei der Montage wird auf Klebstoffe oder Haftvermittler verzichtet, um keine weiteren Werkstoffe im Verbund nach den Regularien wie z. B. der EU-Medizinprodukte-Verordnung qualifizieren zu müssen. Die Anforderungen, die an die Bördelkappe gestellt werden, sollen durch die neue Fertigungslinie erfüllt werden.

© IKV Aachen.
Stark verkürzte Fertigungskette durch Rekombination von Technologien und Prozesskombination.

Beteiligte Projektpartner:

  • KraussMaffei Technologies GmbH (Projektkoordinator)
  • Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
  • Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen University
  • Röchling Medical Brensbach GmbH
  • Simpatec GmbH
  • Pulsar Photonics GmbH
  • Werkzeugbau Siegfried Hofmann GmbH

Das Projekt »Werkstoffgerechte und kosteneffektive Fertigung von Metall/Kunststoff-Hybridbauteilen für die Anwendung in der Medizintechnik« (MeKuMed) wird vom BMBF unter dem Kennzeichen 03XP0291 gefördert.