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Implantierbare Antriebssysteme stellen höchste Reinheitsanforderungen: Ausgabe 19/2019, 21.11.2019

Mit der Hygiene im Reinen

Die Medizintechnik verzeiht keine Fehler. Deshalb entstehen die leistungsstarken, zuverlässigen Mikromotoren von maxon in zertifizierten Reinräumen. Der Aufwand für den Bau solcher Spezialräume ist nicht zu unterschätzen. Die Hygieneanforderungen sind extrem hoch.

Autor: Adrian Venetz, maxon, Sachseln, Text und Bilder

Reinräume sind in verschiedensten Branchen nötig – etwa in der Medizin, Lebensmitteltechnologie und Halbleiterindustrie. Dass in Reinräumen Elektromotoren produziert werden, scheint dagegen ungewohnt. Genau dies aber tut maxon seit Anfang 2019 im neu gebauten Innovation Center in der Schweiz. Auf über 1200 m2 sind hier Reinräume entstanden, in denen unter anderem Antriebssysteme unter strengen Hygienevorschriften hergestellt werden. Doch wozu?

Miniantriebe für die Medizintechnik
Klar: Um einen kräftigen Motor zu bauen, der beispielsweise in der Industrieautomation zum Einsatz kommt, braucht es zwar Ingenieurkunst, präzises Arbeiten und eine saubere Umgebung – aber noch lange keinen Reinraum. Vielmehr entstehen in den neuen Reinräumen die Winzlinge aus dem Hause maxon: Motoren mit einem Durchmesser von wenigen Millimetern. Solche Antriebe kommen vor allem in der Medizintechnik zum Einsatz.
Zwar ist maxon bereits heute ein starker Partner, wenn es um Antriebe in der Medizin geht, man denke beispielsweise an Insulinpumpen oder chirurgische Handgeräte. Doch der Schweizer Antriebsspezialist rüstet sich mit den neuen Reinräumen für noch diffizilere und filigranere Anwendungen – die Rede ist von implantierbaren Antriebssystemen wie beispielsweise Herzpumpen.

Monatelange Planung mit externen und internen Experten
«Einen zertifizierten Reinraum zu planen, war für uns eine neue und spannende Herausforderung», sagt Christian Kunde, Projektleiter bei maxon medical. Der Aufwand war enorm. «Etwa 15 Monate steckten wir gemeinsam mit externen Fachleuten in die Planung.» In der Tat: Auf den ersten Blick sind es einfach saubere, durch Glas voneinander abgetrennte Räume mit vielen Montageplätzen und Mikroskopen. Die ganze Technik spielt sich sprichwörtlich hinter den Kulissen ab: In den Zwischenwänden und in der Decke reiht sich Rohr an Rohr, erstrecken sich kilometerlange Kabelstränge.
Nötig ist all die Technik unter anderem, um in den Reinräumen einen höheren Luftdruck zu erzeugen. Das Prinzip dahinter: Wird die Schleuse zu einem Reinraum geöffnet, strömt stets saubere Luft nach aussen – und verhindert so das Eindringen von dreckiger Luft. Eine «Todsünde» wäre es deshalb, alle Türen einfach offen stehen zu lassen. Damit dies gar nicht erst passieren kann, verfügen Reinräume über Schleusen, in denen der Luftdruck etwas tiefer ist als drinnen, aber immer noch höher als normal.

Gespräche zwischen Tür und Angel sind ein Tabu
Moderne Technik verhindert es, dass die beiden Ein- und Ausgänge einer Schleuse gleichzeitig geöffnet sind. «Gespräche zwischen Tür und Angel sind in Reinräumen also nicht möglich», sagt Christian Kunde lachend. Die Partikelkonzentration in der Luft wird im Minutentakt gemessen. Neben den Reinräumen verfügt maxon neu auch über einen sogenannten GMP-Bereich (good manufacturing practice). Hier wird nicht nur die Partikelkonzentration gemessen, sondern auch die mikrobiologische Kontamination von Oberflächen und der Luft mit Keimen, Bakterien oder Pilzen – auch dies wieder mit Blick auf künftige Anwendungen in der Hightech-Medizin mit implantierbaren Kleinstantrieben.

Luft im Reinraum wird ständig  «verdünnt»
Reinräume gibt es in verschiedenen Zertifizierungsklassen. Die Reinräume von maxon gehören noch zur «angenehmen» Sorte. Heisst: Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter müssen zwar vor und während der Arbeit verschiedene Massnahmen treffen – zum Beispiel ein Haarnetz tragen und spezielle Kleidung anziehen –, sie befinden sich aber nicht in einer völlig anderen Welt. In der Nanotechnologie, Pharmazie oder in der Halbleiterfertigung ist das anders. Hier sehen die Mitarbeiter teils aus, als befänden sie sich auf einem anderen Planeten. Auch die Technik, um die Partikelkonzentration möglichst tief zu halten, unterscheidet sich.
In den Reinräumen von maxon strömt ständig gefilterte Luft hinein. Diese «durchwirbelt» die bestehende Luft, welche dann wieder abgeführt und gefiltert wird. Durch diesen ständigen Austausch wird die Luft sozusagen «verdünnt», was ihre Partikelkonzentration angeht. Eine andere, etwas aufwändigere Technik, die beispielsweise in Operationssälen zum Einsatz kommt, nennt man Verdrängungsströmung oder auf Englisch «laminar flow». Hier strömt gefilterte Luft von oben nach unten, und das Ziel ist es nicht, die Luft aufzuwirbeln, sondern Partikel gar nicht erst im Raum «schweben» zu lassen.

Infoservice
maxon motor ag
Brünigstrasse 220, 6072 Sachseln
Tel. 041 666 15 00
info@maxongroup.com, www.maxongroup.com
 



Im Ende 2018 eröffneten neuen Innovation Center in Sachseln sind auf einer Fläche von über 1200 m2 Reinräume entstanden, die strengsten Hygienevorschriften entsprechen


Diese Wicklungen im neuen Reinraum von maxon sind bereit für den Einsatz. Bald verrichten sie ihren Dienst in bürstenlosen Mini-Motoren mit einem Durchmesser von nur 6 mm. Besonders in der Medizintechnik sind solche Winzlinge gefragt. Der Kupferlackdraht für diese Wicklungen hat einen Durchmesser von unter 0,07 mm – und ist damit etwa so dünn wie ein menschliches Haar

Firmenprofil


maxon, der Schweizer Spezialist für Qualitätsantriebe, entwickelt und baut bürstenbehaftete und bürstenlose DC-Motoren. Die Produktpalette umfasst zudem Getriebe, Encoder, Steuerungen sowie komplette mechatronische Systeme. maxon Antriebe werden überall eingesetzt, wo besonders hohe Anforderungen gestellt werden: etwa in den NASA-Rovern auf dem Mars, in chirurgischen Handgeräten, Humanoiden Robotern und präzisen Industrieanlagen. Um in diesem anspruchsvollen Markt vorne zu bleiben, investiert das Unternehmen einen grossen Teil des Umsatzes in Forschung und Entwicklung. Weltweit beschäftigt maxon rund 2800 Mitarbeitende an neun Produktionsstandorten und ist in über 30 Ländern mit Vertriebsgesellschaften präsent.
Kundenversprechen
In enger Zusammenarbeit mit den Kunden entwickelt maxon innovative mechatronische Antriebssysteme zu wettbewerbsorientierten Preisen. Die Schweizer Herkunft verpflichtet das in Privatbesitz befindliche Unternehmen dabei stets zu kompromissloser Qualität. Die motivierten maxon-Mitarbeiter und -Mitarbeiterinnen sind erst zufrieden, wenn die perfekte Antriebslösung für jede Anwendung gefunden wird.