30.09.2020 Dosierlösungen für Wearables

Wenn es um das Thema Wearables geht, denken viele Menschen an Smartwatches. Doch da gibt es noch viel mehr. Auf dem Markt der Unterhaltungselektronik befinden sich z.B. Hearables, oder auch Smart Headphones genannt, Augmented Reality- und Virtual Reality-Brillen oder smarte Ringe. Im Sportbereich gibt es Fitnesstracker, Sportuhren, smarte Schuhe und smarte Gürtel. Auch vor der Textilindustrie macht der Trend keinen Halt: Smarte Kleidung (Englisch: Smart Clothes) und E-Textilien sind mit elektronischen Geräten oder Funktionen ausgestattet. Und all diese Geräte sind mit zusätzlichen Funktionen, wie etwa einer Drahtlosverbindung zu einem Smartphone oder zu Sensoren, ausgestattet.

Weitere, sehr wichtige Märkte für tragbare Geräte sind Medizintechnik und Gesundheitswesen. In diesen Bereichen erfüllen Wearables verschiedene Funktionen von medizinischen Geräten. Die Überwachung lebenswichtiger Funktionen wie Herzfrequenz, Sauerstoffgehalt, Körpertemperatur und Atemfrequenz sind bereits Standardanwendungen. Wearables nach dem neuesten Stand der Technik zeichnen sich durch hohe Zuverlässigkeit, Präzision und geringen Platzbedarf aus. Das macht sie zu einem multifunktionalen Werkzeug für den medizinischen Bereich: Denn dank ihrem Tragekomfort, der flexiblen Einsetzbarkeit und ihrer Konnektivität sind sie so manch herkömmlichem medizinischen Gerät überlegen. Möglich sind diese technologischen Fortschritte durch stetige Weiterentwicklungen in der Sensorik, im Energie-Management und in der Übertragungstechnik.

Um diese Technik zu ermöglichen, muss auch die Produktion Fortschritte machen – und mit ihr das Handling von viskosen Materialien. In den meisten Produktionsprozessen müssen Flüssigkeiten vollautomatisch und mit einer hohen Wiederholbarkeit aufgebracht werden. Zu verarbeitende Materialien sind z.B. Klebstoffe, Silikone, thermisch und elektrisch leitfähige Materialien oder Fette. Zahlreiche Dosieranwendungen in der Produktion von medizinischen Wearables werden mit preeflow Dispensern von ViscoTec durchgeführt:

• Batterien werden in das Gehäuse eingeklebt.
• Im Energie-Management werden thermisch leitfähige Pasten aufgetragen.
• Prozessoren werden mit einem geeigneten Harz beschichtet oder unterfüllt.
• RF-Module werden angebracht und geklebt, ggf. auch mit elektrisch leitfähigen Materialien.
• Aktuatoren wie Displays werden versiegelt und geklebt.
• Sensoren werden versiegelt, vergossen und geklebt.
• Mikro-elektro-mechanische Systeme (MEMS) werden im Allgemeinen mit einem geeigneten Klebstoff geklebt oder verkapselt.

Ein Bereich mit besonders hohem Potenzial für medizinische Wearables ist das Diabetes-Management. Die Größe des Marktes für digitales Diabetes-Management in den USA hat eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von etwa 20%. Dieses Wachstum wird hauptsächlich durch kontinuierliche Glukose-Überwachung, smarte Glukose- Messgeräte und “Closed-Loop“-Systeme erzielt. Eine interessante Anwendung für ein “Closed-Loop“-System besteht z.B. aus einem Hautpflaster, das den Glukosespiegel im Blut misst, aus einem Gerät, das die Insulindosis berechnet und aus einer smarten Insulinpumpe, die das Medikament injiziert. Die Aufgabe für die Dosiersysteme bei der Produktion dieses „Closed-Loop“-Systems besteht darin, eine definierte Fettmenge von weniger als 1 µl präzise in eine Getriebekomponente des Elektromotors der Insulinpumpe zu dosieren. Dabei war das Hauptanliegen des Kunden, einen 0,7-Mikroliter-Punkt eines hochviskosen Fettes absolut präzise zu dosieren. Die hohen Anforderungen konnten mit dem preeflow eco-PEN330 erfüllt werden. Das Dosiersystem wird von einem Kunden in Westindien eingesetzt, der Hersteller des “Closed-Loop“-Systems ist in den Vereinigten Staaten.