Innovationen entstehen aus Synergie

Zusammenarbeit mit VDL Group

Ein Team von Topspezialisten hat fünf Jahre intensiv zusammengearbeitet, um den komplexen und bahnbrechenden Entwurf des Inkubators zu realisieren. Daraus entstanden völlig neue Anwendungen und Technologien. „Zuvor hat das Entwicklungsteam bestehend aus MMID, VDL und Dräger Ideen ausgetauscht, um von jeder Partei den wertvollsten Input zu erhalten“, erzählen Chris Mulder und Wouter Arents von VDL Wientjes. Der Inkubator enthält ein paar Innovationen, die nur entstanden sind durch die Nutzung der Synergien zwischen den unterschiedlichen Spezialisten.

Das Dreieck zwischen Kunde, Produzent und MMD hat sich als eine starke Kombination erwiesen.  „Wir haben eine gemeinsame Arbeitsweise entwickelt, die den größtmöglichen Effekt hatte, größer als jeder einzeln je hätte erreichen können“, erklärt Danker Kemper, Entwickler Producibility bei MMID. Chris Mulder, Geschäftsführer von VDL Wientjes bestätigt das. „Jeder Entwicklungspartner war gefordert bis zum Äußersten zu gehen und mit tatsächlich innovativen Lösungen zu kommen. Gerade wenn nicht der einfachste Weg gewählt wurde, konnten wir uns immer auf die Expertise der anderen Parteien verlassen.“

Komfort und Sicherheit

Die Mitglieder des Entwicklungsteams von Dräger, MMID, VDL Apparatenbouw, VDL Parree und VDL Wientjes Roden standen bei der Entwicklung des Hybrid-Inkubators vor einigen Herausforderungen. Dieser Inkubator sollte eine offene  und geschlossene Versorgung von Frühgeborenen ermöglichen. Das Ziel von Dräger war es, ein Maximum an Sicherheit und Komfort für das frühgeborene Baby und größtmögliche Benutzerfreundlichkeit für das Krankenpflege- und Reinigungspersonal zu erreichen. Alle internen Teile mussten bündig aufeinander schließen, um unter Berücksichtigung von Mechanik, Thermodynamik und Toleranzen, ein perfektes Klima für das Baby zu gewährleisten.

Glasklare 3D-Haube

MMID und VDL sind einander nicht fremd. Die Beziehung geht zurück bis ins Jahr 1992. Damals hatte MMID die Expertise von VDL bei der Entwicklung einer Sonnenbank für Alisun in Anspruch genommen. Als Dräger auf der Suche nach einem Spezialisten auf dem Gebiet der Kunststoffverarbeitung war, fiel schnell der Name des Lieferanten aus Roden. Der Großteil des Inkubators besteht aus hellen, flachen oder transparenten Bauteilen. Während die Vorgängerversion des Inkubators noch komplett aus mittlerweile als gesundheitskritisch eingestuften Polycarbonat-Spritzgussteilen bestand, musste für den Nachfolger ein sicherer Werkstoff gefunden werden, welcher dennoch hochtransparent und gut zu verarbeiten ist. Nach der Erprobung verschiedenster Kunststoffe fiel die Wahl letztendlich auf Acryl. Für Dräger bedeutete diese Materialauswahl aber auch die Auseinandersetzung mit einer neuen Fertigungstechnologie.

Neue Technologie

Die Materialauswahl allein brachte das Entwicklungsteam noch nicht ans Ziel. Die transparenten Oberflächen, die während dem Fertigunsgprozess mit dem Werkzeug in Berührung kamen  wurden wellig und bekamen Beulen. Die Anforderung war jedoch hochtransparente Hauben und Seitenwände zu erzielen. VDL Wientjes löste diese Herrausfordrung indem sie eine neue Produktionstechnologie entwickelten. „Wir haben dafür gesorgt, dass das Material während der Fertigung nur im Randbereich mit dem Werkzeug in Berührung kommt“, erklärt Mulder. „Eine große Herausforderung dabei war, dass die Vorderseite der Haube auch in zwei Ebenen überspannt ist, also über zwei Flächen gekrümmt. Normalerweise ist das nicht zu erreichen, aber wir haben einen Weg gefunden das Material zu Stützen, ohne das Werkzeug zu berühren. Auf diese Weise lassen sich komplexe 3D-Geometrien mit einer herrvorragenden Oberflächenqualität erzielen.“

Um dieses Resultat zu erzielen, erklärt Wouter Arents, Leiter R&D bei VDL Wientjes, war es notwendig den bisherigen Fertigungsprozess zu überdenken und zwei Technologien aus dem Bereich Thermoformen zu kombinieren .“ Dies erforderte jedoch einige Änderungen. Arents: „Wir haben eine bestehende Maschine umgestaltet und anstatt auf gängige Aluminium-Werzeuge auf Stahlwerkzeuge gesetzt. Was Thermoregulation angeht ist dieses Set-up genau so aufgebaut wie eine Spritzgussmaschine mit unterschiedlichen Kühlkanälen. Auf diese Weise lassen sich im Werkzeug einzelne Temperaturzonen sehr genau regeln.

Rückwand

Für die nichttransparente Inkubatorrückwand wählte der Spritzguss Spezialist „VDL Paree“ das formfeste Thermoplast ABS, welches auch bei hohen Temperaturen eine geringe Schrumpfung aufweist. Eine weitere Herausforderung ergab sich durch die von Dräger geforderte hohe Formteilsteifigkeit und der damit verbundenen hohen Wandstärke von 8mm ABS. „Normalerweise ist man beim ABS-Spritzguss auf 4 mm Wandstärke beschränkt. Bei höheren Wandstärken ist mit Oberfächenfehlern wie bspw. Einfallstellen zu rechnen“, sagt Mulder. Um trotzdem die geforderte Wandstärke zu realisieren, entschied sich das Entwicklungsteam für den Einsatz einer neuen Technologie. Die Lösung war das MuCell-Verfahren, bei dem das Thermoplast auf mikrozelluärer Ebene aufgeschäumt wird. „Mit diesem Prozess lässt sich eine hohe Wanddickenauslegung bei gleichzeitiger Material- und Gewichtseinsparung realisieren“. „MuCell ist an sich kein neues Verfahren, aber bisher in vergleichbaren Produkten noch nie eingesetzt worden.“

Der Arm

Auch bei der Entwicklung und Produktion des Trägerarms konnte VDL einen wertvollen Beitrag leisten. Dieser Trägeram bildet eine kinematische Verbindung zwischen „Backbone“ und Inkubatorhaube. Die Komplexität lag in der Auslegung der kinematischen Freiheitsgrade, erklärt Mulder. „So war bspw. eine schiebende Bewegung aufgrund der Silikon-Flachdichtung zwischen Haube und Gehäuse nicht möglich. Dies erforderte eine Gelenkkonstruktion die eine mehrdimesionale Bewegung zulässt und zudem eine Dämpfung beinhaltet, die einen sanften und geräuscharmen Schließvorgang sicherstellt.  Bei dem Öffnungsmechanismus bestand die Kunst darin die richtige Balance zwischen einfacher und sicherer Bedienung zu finden. So sollte zum Beispiel während eines Transports die Haube geschlossen bleiben, aber in einer Notsituation muss diese Haube mit ein Schubs zu öffnen sein. „Es gab während der Entwicklung viele streitige Anforderungen, aber letztendlich konnten alle realisiert werden“, sagt Mulder.

Gesamtheit

Der Schlüsselfaktor der erfolreichen Entwicklung lag in der engen und integralen Zusammenarbeit zwischen MMID und den einzelnen VDL-Abteilungen.

„Mit dieser Arbeitsweise kommt man schnell von Konzepten zu konkreten Produktionslösungen. Die Machbarkeit ist damit direkt getestet“, erzählt Arents. „Genau da lag die Stärke unserer Zusammenarbeit; man kann gemeinsam viel schneller entscheiden, entwickeln und Entwicklungsrisiken aufdecken, als wenn die einzelnen Parteien für sich arbeiten, mit dem Risiko, dass am Ende der Hersteller Probleme mit der Umsetzung hat oder der Entwickler mit der Umsetzung nicht zufrieden ist. In diesem Projekt war es immer eine richtige Zusammenarbeit gewesen.“ „Das ist für Dräger auch ein wichtiger Punkt gewesen. Sie haben bewusst ein Dreiecksverhältnis zwischen Hersteller, Entwickler und sich Selbst angestrebt. Auf diese Weise gehen die Entwicklungsschritte einfach schneller. Das Resultat ist wirklich ein Produkt von Gesamtheit.“

So waren während der Entwicklung fast jeden Freitag Entwickler von MMID in VDL Niederlassungen oder auch umgekehrt anzutreffen, um schnell und pragmatisch an Modellen zu arbeiten oder diese gemeinsam mit Dräger zu testen.

Der Babyleo TN500 hat Anfang dieses Jahres zwei prestigeträchtige internationale Designpreise gewonnen: den iF Product Design Award und den Red Dot Award.