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Fachbericht Dezember 2021

Innovationspartner fürs Leben

In der Life-Science-Branche hat die produzierende Industrie eine Schlüsselposition inne. Denn bei der Herstellung sensibler Produkte, die direkt mit dem Menschen in Berührung kommen, sind zuverlässige Anlagenkomponenten ein absolutes Muss. Mittendrin: High-Tech-Komponenten von SCHUNK. Sie erfüllen die Anforderungen an Fertigungsqualität und Zuverlässigkeit. Seit mehr als 30 Jahren beliefert das Familienunternehmen Kunden aus der Medizintechnik und Laborautomatisierung mit Standardprodukten und mit spezifisch angepassten Lösungen.
CoLab Der lebenslang wartungsfreie PGN-plus-P mit kundenspezifischer Ummantelung beim Handling von Medikamentenflaschen in einer aseptischen Befüllungsanlage. Bild: Steriline

Bei der „Wissenschaft vom Leben“ – der Life Science – arbeiten Biotechnologie, Medizintechnik und Pharmazie zusammen. Aus der interdisziplinären Kooperation gehen neue medizintechnische Produkte, Behandlungsmethoden und Medikamente hervor. Eine Zukunft mit mehr Gesundheit und Sicherheit – das ist das Ziel. Die Branche gibt sich zukunfts- und krisenfest. Die industrielle Automatisierung nimmt hier einen wachsenden Stellenwert ein, weil die Life-Science-Unternehmen sowohl höchste Anforderungen an Produktqualität und steigende Themenvielfalt meistern müssen – als auch den hohen Effizienz- und Kostendruck. Deshalb steigt die Notwendigkeit, die Produktivität und Wirtschaftlichkeit voranzutreiben.

Inhalt bald verfügbar Der Universalgreifer SCHUNK PGN-plus 64 mit ISO-Reinraumzertifizierung hält den Kunststoffschlauch, der unter Hitze zu einem Ballonkatheter geformt wird. Bild: BW-TEC

Life-Science-Partner mit Applikations-Know-how

Als erfahrener Automationsspezialist und Technologieausrüster von Robotern und Produktionsmaschinen mit einem weltweiten Vertriebsnetz ist SCHUNK für Anlagenbauer und Automatisierer ein zuverlässiger Partner, vor allem auch für die Life-Science-Bereiche MedDevices, MedTech, Lab Automation und Pharma. Seit mehr als 30 Jahren ist das Familienunternehmen SCHUNK in diesen Branchensegmenten unterwegs. Künftig kommen hier vor allem die mechatronischen SCHUNK-Komponenten zum Einsatz, weil sie sich in nahezu jeder Standardlaborausrüstung verwenden lassen und flexibel an die jeweiligen Kundenbedürfnisse anpassbar sind.

Anwendungsbild Kleinteilegreifer SCHUNK EGI Der Kleinteilegreifer SCHUNK EGI ermöglicht unter anderem in Elektronik-, Pharma- und Labor-Anwendungen smarte, hochperformante Handhabungsprozesse.

Zum Life-Science-Portfolio von SCHUNK gehören Greifer, Drehmodule, Linearmodule sowie Sensorikkomponenten und Roboterzubehör. Dank der umfangreichen Applikationserfahrung hält SCHUNK bereits im Standard-Portfolio ISO-reinraumzertifizierte sowie mit H1-Fetten (FDA-Zertifikat) konfigurierte Komponenten, ATEX-Produkte und Schutzhüllen bereit. Bewährte Bestandsprodukte wie der leistungsstarke Parallelgreifer PGN-plus-P sowie der Miniaturgreifer MGP-plus wurden für den medizinischen Einsatz optimiert. Über die Standardprodukte hinaus bietet SCHUNK auch modifizierte Varianten oder bedarfsspezifische Kundenlösungen an. Ein Spezialisten-Team setzt individuelle Automationsanwendungen von der Planung bis hin zur Zertifizierung in engem Austausch mit dem Kunden um.

Inhalt bald verfügbar Mike Mayer Director Global Key Account Management SCHUNK GmbH & Co. KG, Lauffen/Neckar

Mike Mayer, Director Global Key Account Management, gibt Auskunft, wo aktuell die Herausforderungen und Chancen liegen.

Warum ist die Herstellung medizintechnischer Anlagen und Produkte so anspruchsvoll?Weil hier die Produktionsumgebungen anders sind als andere industrielle Umgebungen. Für die Fertigungsstätten in den Branchensegmenten MedDevices, MedTech, Lab Automation und Pharma gelten viele strenge Vorgaben. Alle hier verwendeten Anlagen, Produkte und Materialien müssen spezielle Anforderungen und Normen erfüllen. Denn es geht letztendlich um Produkte direkt für den Menschen, seine Gesundheit und seine Sicherheit.Um welche Anforderungen geht es konkret?Es gelten strikte Hygienebestimmungen und Reinraumstandards, zum Beispiel die ISO-Norm 14644-1 sowie die VDI-Richtlinie 2083, welche die ISO-Norm ergänzt. Hierin sind praktische Aspekte und branchenspezifische Eigenheiten festgelegt, etwa besondere Anforderungen an die Reinheit des Raumes, die Prozessmedien, an Mitarbeiter und den Arbeitsplatz. Die Automatisierungskomponenten müssen Temperaturschwankungen, hohe mechanische Belastungen oder auch zum Teil toxische Substanzen aushalten können. Beispielsweise müssen Werkzeugmaschinen zur Fertigung von Implantaten und chirurgischen Instrumenten auch unter extremen Bedingungen präzise und zuverlässig arbeiten. Hier darf es keine Ausfälle geben!Sind die Vorgaben für die Life-Science-Industrien allgemeingültig?

Ja, das sind sie. Es gelten strenge gesetzliche Regularien, zum Beispiel die neue europäische Medizinprodukteverordnung, das Medizinprodukte-Durchführungsgesetz, die ATEX-Richtlinie für explosionsgefährdete Bereiche sowie diverse notwendige ISO-Zertifizierungen. Das SCHUNK-Portfolio erfüllt teilweise diese Vorgaben bereits in der Standardausführung.

Welchen Nutzen haben Anlagenbauer, die Maschinen zur Fertigung medizintechnischer Produkte herstellen, wenn sie SCHUNK-Komponenten verwenden?

SCHUNK hat in den Bereichen Robotik, Automatisierung und Montagehandhabung eine herausragende Expertise. Davon profitieren unsere Kunden. Wir sind mit den Anforderungen der Life-Science-Branche bestens vertraut und bieten mit unserem Produkt- und Leistungsportfolio für alle Einsatzfälle die richtige Lösung. Mit unserem Applikations-Know-how tragen wir dazu bei, dass Herstellungsprozesse der Life-Science-Branche sicher, zuverlässig, wirtschaftlich und vor allem qualitativ auf einem Top-Level ablaufen.

Was macht das Life-Science-Portfolio von SCHUNK konkret aus?

Die SCHUNK-Module sind reinraumtauglich und mit höchster Werkstoffgüte hergestellt. Schon in unserem Standard-Portfolio stehen diese ISO-reinraumzertifizierten und mit H1-Fetten konfigurierten Komponenten zur Verfügung – das heißt, die Schmierung erfolgt mit lebensmitteltauglichen Fetten, die FDA-zertifiziert sind. Außerdem stellen wir ATEX-Produkte und Schutzhüllen zur Verfügung. Alle diese langlebigen Module sind gekennzeichnet durch Zuverlässigkeit, Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit vor allem bei der Teile-Fertigung in empfindlichen Produktionsumgebungen.

SCHUNK ist bekannt als Weltmarktführer in der Greifsystem- und Spanntechnik für den klassischen Maschinenbau. Was schlägt die Brücke zu medizintechnischen Themen?

In den Life-Science-Segmenten kommen wissenschaftlich-medizinisches Know-how mit Top-Technologie und industriellem Leistungsvermögen zusammen. Das macht die Partnerschaft zwischen dem Automatisierungsspezialisten SCHUNK und der Life-Science-Branche ideal, ja eigentlich beispielhaft. Technologische Weiterentwicklungen und medizinische Erfolge gehen ja immer Hand in Hand. Und der aktuelle Umbruch von analogen zu digitalen Technologien ermöglicht neue Konzepte und Verfahren – nicht nur bei der Herstellung der Devices selbst, sondern auch bei der medizinischen Anwendung. Durch die Digitalisierung der Produkte und Abläufe gewinnen besonders die mechatronischen SCHUNK-Komponenten an Bedeutung, da zunehmend intelligente Eigenschaften neue Möglichkeiten der individuellen Anpassung und Rückkopplung bieten.

Gibt es dafür ein konkretes Beispiel?

Eine wesentliche Unterstützung leistet SCHUNK zum Beispiel mit Sensortechnik in Operationssälen beim Einsatz feinfühliger Robotersysteme. Ein anderes Beispiel sind Assistenzsysteme für die Patientenrehabilitation: Nach einem Schlaganfall helfen Roboter beim Training des menschlichen Bewegungsapparates. Hierbei übernehmen SCHUNK FTN-AXIA80-Sensoren in den Fußpedalen der Trainingsanlage die präzise Kraft-Momenten-Messung und reagieren auf kleinste Patienteneinflüsse. Sie messen die Kraft, mit der der Patient die Pedale belastet, melden die Ergebnisse an den Roboter zurück und ermöglichen so interaktive Rehabilitations-Programme.

Inhalt bald verfügbar In den Fußpedalen der Rehabilitationsroboter von Lambda Health kommen die SCHUNK FTN-AXIA80-Sensoren zum Einsatz. Bild: Lambda
Inhalt bald verfügbar In den Fußpedalen der Rehabilitationsroboter von Lambda Health kommen die SCHUNK FTN-AXIA80-Sensoren zum Einsatz. Bild: Lambda
Welchen Part spielen SCHUNK Greifer in der Life-Science-Branche?

Das SCHUNK Greifsystem-Portfolio mit seinen speziellen Merkmalen spielt hier eine ganz wesentliche Rolle: Die einstellbare Greifkraft, das schonende Greifen über Softgrip, die dauerhafte Aufrechterhaltung der Greifkraft sind nur ein paar wichtige Features, wenn es um die Handhabung empfindlichster Teile geht. Lebenslange Wartungsfreiheit, ISO-Reinraumzertifizierung und die Schmierung mit H1-Fetten sind weitere Parameter, die SCHUNK Greifer für die Life-Science-Industrien unverzichtbar machen. Sie haben sich schon in unzähligen Anwendungen bewährt.

Können Sie konkrete Greifer-Anwendungen beispielhaft nennen?

Ja sicher. Ein Beispiel ist die automatisierte Fertigung von Hüftpfannenimplantaten aus einer Titanlegierung: Die Zentrischgreifer PGN-Plus-P bestücken Zerspanungsmaschinen mit verschiedenen Serien- und Produktgrößen, die über das Schnellwechselsystem SCHUNK SWS gehandhabt werden. Das geschieht flexibel und platzsparend. Auch bei der Produktion hochempfindlicher Ballonkatheter, die in den Arterien rund um das Herz eingesetzt werden, leisten die SCHUNK Greifer ihren Beitrag: Sie halten das Material während des Formvorgangs äußerst exakt. Neben der ISO-Reinraumzertifizierung der Produktionsmaschine ist bei dieser Anwendung die Stabilität gegen prozessbedingte seitliche Belastungen gefordert – ein typischer Einsatzfall für den PGN-plus-64. Unsere elektrischen Module wie der Kleinteilegreifer EGP mit IO-Link oder das kompakte Greif-Schwenkmodul EGS sind vielfach in Laboren im Einsatz und überzeugen im Hinblick auf Zykluszeiten und flexible Fingerpositionen.

Labore sind üblicherweise für die Allgemeinheit unzugänglich. Geben Sie uns einen Einblick – welche Labor- und Pharma-Applikationen bedient SCHUNK?

SCHUNK ist als Automatisierungsexperte in Laboren und in der Pharmaindustrie sehr rege unterwegs und hat inzwischen viel Anwendungserfahrung. Etwa, wenn es um das maschinelle Handling mikrobiologischer Proben geht, wo es auf Präzision und Dynamik ankommt. Meistens muss die Handhabungslösung auch platzsparend ausgeführt sein, auf jeden Fall aber absolut prozesssicher. Ein anderes Beispiel ist das Liquid Handling, also das Dispensieren und Pipettieren zur Vorbereitung von Probenanalysen. Hier kommt es auf exaktes Positionieren und eine hundert Prozent sichere Handhabung an. Auch bei der vollautomatisierten Medikamentenaufbereitung in verschiedene Behältnisse, zum Beispiel in Glasfläschchen oder IV-Beutel, sind Roboter mit SCHUNK Wechselsystemen im Einsatz. Je nach Behältnis und je nach Prozessabschnitt setzt der Roboter verschiedene SCHUNK Greifer ein. Auf diese Weise lassen sich spezielle, patientenspezifische Medikamentenaufbereitungen realisieren, wie es zum Beispiel bei Chemotherapien vorkommt. Auch klein- und mittelgroße Aufbereitungsserien sind auf diese Weise automatisiert umsetzbar.

Gibt es SCHUNK-Applikationen im Labor in Zusammenhang mit der Corona-Pandemie?

Ja, eine sehr aktuelle sogar, die in dieser Art noch nie in einem Labor verbaut war: Es handelt sich um eine Roboterzelle, die PCR-Teströhrchen vollautomatisiert auswertet und die ein süddeutscher Sondermaschinenbauer entwickelt hat. Herzstück dieser Anlage sind zwei kooperierende Sechsarmroboter mit fünf elektrisch geregelten Kleinteilegreifern vom Typ SCHUNK EGP. Diese Corona-Teströhrchen aus verformbarem Kunststoff müssen absolut sicher gegriffen und gehalten werden, hier darf keinesfalls etwas herunterfallen! SCHUNK löst diese Herausforderung mit dem EGP 64 mit IO-Link und einer integrierten Softgrip-Software, die dafür sorgt, dass die empfindlichen Röhrchen sicher und schonend gegriffen werden. Eine absolute Neuheit in der Labortechnik! Und auch beim Abfüllen der sogenannten Vials, die inzwischen jeder kennt, weil auch flüssige Impfstoffe darin transportiert werden, ist SCHUNK aktiv vertreten.

Inhalt bald verfügbar Im neuen Roboter-Applikationszentrum CoLab informiert SCHUNK in einer aktuellen Sonderausstellung über Lösungen im Bereich Life Science.

Zu den aktuellen technologischen Trends gehört es, sich Lösungen von der Natur abzuschauen – zum Beispiel bei Bewegungen, Strukturen und Materialien. Nimmt auch SCHUNK sich die Natur als Vorbild?

Ja, die Natur inspiriert uns vor allem beim Greifen und Halten. So haben wir den ADHESO entwickelt, einen Greifer, der die bestehenden Anziehungskräfte auf Molekülebene nutzt – die Van-der-Waals-Kräfte. Dieses Funktionsprinzip der Natur ist zum Beispiel bei den Geckos zu beobachten, wenn sie sich sehr schnell über verschiedenste Oberflächen bewegen, sogar über Kopf, ohne herunterzufallen. Die Haftfläche des ADHESO ist so aufgebaut, dass sich sehr viele kleine intermolekulare Anziehungskräfte aufsummieren und der Greifer sowohl leichte als auch schwere Teile sanft und rückstandsfrei handhabt – völlig ohne externe Energie! Das Funktionsprinzip eröffnet viele neue Einsatzgebiete in unterschiedlichen Branchen, besonders interessant aber für hygienisch sensible Umgebungen. Denn ADHESO funktioniert ohne Partikelemission, es gibt keinen Abrieb. Deshalb ist sind ADHESO-Greifer perfekt für Reinraumanwendungen im Labor, in der Medizin- und Pharmaindustrie und in der Elektroindustrie geeignet. Mit diesem funktionalen und nachhaltigen Greifkonzept hat SCHUNK beim German Innovation Award 2021 überzeugt und in der Kategorie „Machines & Engineering“ als Innovation ausgezeichnet.