Automatisierte Lasertechnik zur Beschriftung von medizinischem Besteck



Das Beschriften von medizinischem Besteck bzw. Instrumenten, sei es aus Gründen der Rückverfolgbarkeit oder zur Kennzeichnung durch den Hersteller, wird bereits häufig mittels Laserkennzeichnung durchgeführt. Schnelles Markieren und eine dauerhafte Beschriftung sind dabei die größten Vorteile der Lasertechnik.

Trotec Laser hat für einen renommierten Medizin-technik-Kunden eine automatisierte Laserbeschriftungsanlage entwickelt und gebaut, bei der neben der Beschriftung an sich auch der komplette Arbeitsprozess mitgeplant wurde.

Vielseitige Anforderungen

Grundsätzlich möchte der Hersteller von medizinischem Besteck seine Artikel aus Edelstahl mittels Laser-Anlassmarkierung so kennzeichnen, dass einerseits eine dauerhafte Beschriftung und somit Rückverfolg-barkeit auch nach zahlreichen Sterilisierungsvorgängen gewährleistet und andererseits ein Plagiatsschutz durch ein Logo gegeben ist.

Der Kunde ist zwar bereits Laseranwender, bisher musste allerdings jedes Teil einzeln und mit hohem manuellem Aufwand eingelegt und beschriftet werden. Durch die geringe Taktzahl, die nicht mehr ausreichende Präzision und die daraus resultierende geringe Wirtschaftlichkeit wurde für den Medizintechnik-Hersteller eine neue Lösung notwendig.

Aus den bisherigen Erfahrungen ergaben sich mehrere Anforderungen. Vor allem eine hohe Taktzahl mit einer geringen Beschriftungszeit, eine hohe Präzision und Positionierung der Beschriftung (Logo, Teilenummer), so wenig manuelles Handling wie möglich und eine Variabilität hinsichtlich verschiedener Bauarten und Größen der jeweiligen Artikel, waren die Hauptanforderungen.

Umfassendes Anlagenkonzept zur Lasermarkierung

Gefunden hat man schließlich die beste Lösung beim Laserspezialisten Trotec, der ein umfassendes Konzept einer automati-sierten Laser-Markieranlage mit einem Bandumlaufsystem, Be- und Entladestation und einer Teilevermes-sung angeboten hat.

Um die Anforderungen zu erfüllen, wurde der komplette Prozess inklusive Vor- und Nachstufen betrachtet, bzw. auch ein Augenmerk auf die Prozessoptimierung gelegt. Der Markierprozess läuft über fünf Stationen: Beladestation, Bauteilvermessung, Lasermarkierung Vorderseite, Lasermarkie-rung Rückseite und Entladestation.

Beladestation mit speziellen Werkstückträgern

Bei der Beladestati-on werden spezielle Werkstückträger (WT) manuell bestückt. Die WT sind auf die jeweilige Teileart abge-stimmt und können jederzeit gewechselt werden. Jeder WT ist mit einem Schreib-/Lesesystem ausgestattet, das es erlaubt die Produkt- und Laserdaten mitzuführen, die für den Beschriftungsvorgang notwendig sind.

Per mobilem Barcodescanner an der Beladestation werden die Auftragsdaten vom Auftragsdokument auf den WT geschrieben, was einerseits die Teileart sowie andererseits den Beschriftungsinhalt umfasst. 

Automatische Teilevermessung

Nach der Bestückung der Werkstückträger wird dieser zur nächsten Station zur automatischen Vermessung der Werkstücke befördert. Dort wird mit einem optischen Messsystem die Anzahl und exakte Position der Werkstücke erfasst und auf den Werkstückträger geschrieben. Das ermög-licht eine präzise Beschriftung genau in der Mitte des jeweiligen Teils.

Beschriftungsvorgang in zwei Schritten und Entladestation mit Erfolgskontrolle

Ist die Vermessung erfolgt, wird der WT zur ersten Beschriftungsstation geleitet. Aus den Vermessungsdaten, die vom WT gelesen werden, berechnet die Trotec Lasersoftware SpeedMark dynamisch die Position und die Größe des zu beschriftenden Logos. Der Markiervorgang mit dem ersten Laser auf der Vorderseite der medizinischen Instrumente wird gestartet. Danach werden die Werkstücke zur Beschriftung der Rückseite zur nächsten Station weitergeschickt. Das Markierergebnis beider Stationen wird jeweils auf dem WT protokolliert. Nach dem Eintrag des zweiten Beschriftungsvorganges erfolgt der Weitertransport zur letzten Station.

Um möglichst kurze Taktzeiten zu erreichen, wurde der Beschriftungsprozess auf zwei Stationen mit separaten Laserquellen (Trotec Speed-Marker Faserlaser) aufgeteilt. Damit kann die gesamte Durchlaufzeit wesentlich reduziert werden.

An der Entladestation werden die Daten am Werkstückträger ausgelesen. Das positive Ergebnis oder eventuelle Fehler werden auf einem Bildschirm angezeigt. Nach der manuellen Entladung wird der Werkstückträger wieder zur Beladestation transportiert. Die manuellen Vorgänge beschränken sich also auf das Be- und Entladen der Werkstückträger und das Einscannen der Auftragsdaten. 

Trotec: Laser und Maschinenbau Know-how

Die Herausforderungen für Trotec waren umfangreich. Besonders das komplexe Datenhand-ling in Kombination mit unterschiedlichen Werkstückträgern und komplexen Berechnungen, sowie die Ab-laufsteuerung per SPS und der koordinierte Betrieb von zwei Laserquellen parallel sind hier zu erwähnen.

Trotec hat sich hier als zweifacher Spezialist erwiesen. Neben der Kernkompetenz in der Lasertechnik konnte auch der Maschinenbau- und Automatisierungszweig von Trotec am Standort Markdorf seine Kom-petenz voll ausspielen. Letztlich war die Kombination aus Laserkompetenz und Maschinenbau Know-how, sowie die Tatsache, dass man auf einen einzigen Ansprechpartner für die komplette Anlage zurückgreifen kann, für den Kunden ausschlaggebend. Sehr positiv wurde auch die Anstrengung von Trotec empfunden, für diesen Markierprozess spezielle Werkstückträger zu entwickeln, was gemeinsam mit einer Partnerfirma für Rapid Prototyping erfolgt ist.

Über Trotec: Trotec ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich der Lasertechnolgie und setzt neue Standards. Als Teil der Trodat-Unternehmensgruppe entwickelt, produziert und vermarktet der europäische Innovationsführer Lasersystemlösungen und Lasergeräte zum Beschriften, Schneiden und Gravieren von verschiedensten Materialien und Werkstoffen. Lasergravierbare Materialien runden das Produktportfolio ab. Trotec beschäftigt mehr als 200 Mitarbeiter und betreut Kunden in über 90 Ländern.

Weitere Informationen finden Sie unter www.troteclaser.com.