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Trockenlaufende Kunststoff-Gleitlager kommen in der Augenheilkunde zum Einsatz

Steckbrief

  • Was wurde benötigt: Halbzeuge, die sich bis in den μm-Bereich hochpräzise zu Lagern bearbeiten lassen
  • Herstellungsverfahren: Die Halbzeuge wurden ohne weitere Bearbeitung an den Kunden geliefert
  • Anforderungen: Höchste Präzision, individuelle Lagerform, Lager für leichten und leisen Lauf, hygienischer Einsatz ohne zusätzliche Schmiermittel, hohe Lebensdauer
  • Material: iglidur® J
  • Branche: Medizintechnik
  • Erfolg für den Kunden: Die mechanische Bearbeitung der Hülse, vor allem der Ausschnitt für die Leitungen, war als Messing-Teil sehr problematisch. Mit Kunststoff konnten wir dem Kunden eine kostengünstige Lösung bieten .

Anspruchsvolle Aufgabe: Lagerung des Mikroskoparms

Was für den Zahnarzt der Bohrer ist, ist für den Augenarzt die Spaltlampe. Diese erlaubt einen Einblick in die verschiedenen Bereiche des Auges mit bis zu 40-facher Vergrößerung und ermöglicht damit eine gesamtheitliche Diagnose sowie die Erkennung verschiedener Augenkrankheiten. Die technischen Anforderungen an die mechanische Konstruktion des medizinischen Gerätes sind hoch. Thomas Herberger, Konstrukteur bei A.R.C.: „Ein kritischer Punkt ist die Bewegung des Mikroskoparms. Die Lampe muss sich sehr leicht bewegen lassen, die Achsen müssen dabei hochpräzise geführt werden, denn jede Unregelmäßigkeit und jedes Spiel teilt sich dem Arzt über das Mikroskop in 40-facher Verstärkung mit. Minimale Stellwege sind aber unabdingbar, wenn der Augenarzt beispielsweise nach Blutungen auf der Netzhaut sucht. Zugleich muss er den Mikroskoparm aber auch sicher fixieren können.“

Individuelle Lager aus iglidur® Hochleistungspolymeren liefern die Lösung

Mikroskop für Augenuntersuchungen mit Speziallagern von igus®  

Hier sah A.R.C. noch Verbesserungspotenzial: „Die von uns getesteten Spaltlampen legten den Schwerpunkt entweder auf die leichtgängige Bedienung oder auf die Präzision. Wir wollten aber beides bieten.“ Dies war umso schwieriger zu erreichen, weil das Mikroskop rund 250 Millimeter von der Lagerung des beweglichen Arms entfernt ist und somit einen Hebel bildet, der eine präzise und spielfreie Lagerung erschwert. Bei der Recherche nach einer optimalen Lagerlösung stießen die Konstrukteure von A.R.C. auf die igus-Gleitlager aus den Hochleistungskunststoffen der iglidur-Reihe. Diese Lager bewähren sich auch bereits in anderen Bereichen der Medizintechnik. Wenn sie Zustellbewegungen ausführen, sind in der Regel Lager mit der Standardpassung E 10 ausreichend. Im Falle der A.R.C-Spaltlampe waren aber deutlich höhere Anforderungen zu erfüllen. Thomas Herberger: „Wir befinden uns hier in Grenzbereichen dessen, was mechanisch zu fertigen ist.“ Deshalb wurde in Zusammenarbeit mit igus® eine individuelle Lösung erarbeitet, die für eine optimale Passung mit kleinstmöglichem Spiel bei gleichzeitig extrem leichtem Lauf und der Möglichkeit der Fixierung sorgt. Auch die Werkstoffpaarung wurde auf diese Lagerlösung angepasst.

Vom Halbzeug zum perfekt sitzenden Gleitlager

Mikroskoparm mit igus Gleitlagern  

Bei den eingesetzten Gleitlagern von igus® handelt es sich um Komponenten aus iglidur®J – die als Halbzeug gelieferten Lager werden in der Fertigung von A.R.C. bis in den μm-Bereich hochpräzise bearbeitet, um die gewünschte Passung zu erreichen. Bei der Konstruktion wurde auch auf eine möglichst dünne Wandstärke der Kunststoff-Gleitlager geachtet, um ein Höchstmaß an Dimensionsstabilität sicherzustellen. Erschwerend kommt noch hinzu, dass A.R.C. in die Lagerbuchsen Durchbrüche einbringt, um elektrische Leitungen durch die Spaltlampenarme führen zu können.

Auch an anderen Lagerstellen der Spaltlampe verwendet A.R.C. Kunststoff-Gleitlager von igus® und ist damit sehr zufrieden. Thomas Herberger: „In Kombination mit den eingesetzten Werkstoffen Edelstahl und Messing erreichen wir perfekte Ergebnisse. Wichtig ist für uns auch, dass der Gleitlagerwerkstoff homogen ist, sodass die Gleiteigenschaften auch bei bearbeiteten Bauteilen immer gleich sind.“ Ebenfalls bedeutsam sind die geräuschfreie Bewegung und die Schmierstofffreiheit: Der Augenarzt möchte keinesfalls nachschmieren müssen. Last but not least ist die Lebensdauer ein zentrales Kriterium, denn Spaltlampen sind oft jahrzehntelang im täglichen Einsatz.
 

Keine Vorbehalte gegenüber Kunststoff

Das Beispiel demonstriert eindrucksvoll, dass eventuelle Vorbehalte gegenüber den Einsatz von Kunststofflagern in der Medizintechnik fehl am Platze sind. Vielmehr lässt sich mit diesen Lagern höchste Präzision erreichen, der Verzicht auf Schmierstoffe ist dabei aus Hygienegründen sehr vorteilhaft. Die intensiven Dauertests, die A.R.C. über Monate durchgeführt hat, beweisen auch die Langlebigkeit des Präzisionslagers am Mikroskoparm. Und die Konstrukteure von A.R.C. sind nicht nur mit der technischen Lösung, sondern auch mit der Unterstützung durch igus® zufrieden. Thomas Herberger: „Das igus-Branchenmanagement Medizintechnik hat uns gut beraten, wir sind während der Entwicklungsarbeit immer schnell und unkompliziert mit diversen Musterlagern versorgt worden.“

Weitere Anwendungsberichte

Wartungsfreie 3D-gedruckte Greifer

Kunststoffgreifer aus igus Filamenten. Sie kommen direkt aus dem 3D-Drucker. Seit 2015 bietet igus® tribologisch-optimierte 3D-Druck Filamente für den 3D-Druck an. Liegen die CAD-Daten eines Produktes vor, ist es ein Leichtes, dieses im additiven Verfahren zu fertigen.
 

3D-gedrucktes Lager nach wenigen Stunden abholbereit

Was tun, wenn auf dem Weg zur Fachmesse plötzlich ein wichtiges Ersatzteil für ein Exponat fehlt? Die Antwort des Berliner Unternehmens Blackcam, ein Hersteller von Kamerabewegungssystemen: den 3D-Druckservice von igus® einschalten.
 

Robustes Sonderlager für Heuschwader

Seit über 90 Jahren konstruiert das Unternehmen FELLA bereits Arbeitsmaschinen für Traktoren. Dazu zählen Mäher, Heuer und Schwader. Die Traktoren müssen im rauen Alltag eine Menge aushalten. igus® hat für FELLA besonders robuste Sonderteile gefertigt.
 

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