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AME (additivly manufactured electronics) in medical applications

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The article "Wie gedruckte Elektronik die Medizintechnik verändert" discusses how printed electronics are changing the field of medical technology.

The five main aspects of the article are:

  1. Scalability: Printed electronics can be easily scaled up, which allows for a new price level compared to previous technologies. This makes the technology particularly interesting for industrial applications.
  2. Materials: The choice of materials used in printed electronics depends on the desired properties of the end product. The most commonly used materials include conductive polymers, metallic nanoparticles, graphene, and organic semiconductors. However, there are few established standards in the market for printed electronics.
  3. E-Paper Displays: Ynvisible, a Canadian deep-tech company, produces thin, flexible, and extremely power-saving E-Paper displays. These displays are ideal for battery-powered or battery-less applications, as they consume power in the microwatt range, have an operating voltage of only 1.5 V, and can display images for a long time. The electrical circuits of Ynvisible are directly applied to various substrates such as plastic, paper, and textiles.
  4. Manufacturing Process: E-Paper displays are printed using a roll-to-roll process on thin and flexible plastic substrates, which makes them different from other display options in terms of both the manufacturing process and the materials used.
  5. Standards: The two international standards IEC 62899-201-2 and IEC 62899-202-4 give the relevant requirements for medical products.

→ Impact on Medical Technology: Printed electronics have the potential to revolutionize the field of medical technology by enabling the development of new, innovative products.

Examples for products or applications:

  • printed sensors can be used to monitor vital signs
  • printed batteries can be used to power medical devices
  • printed electronics can be used to create flexible and wearable devices that can conform to the body, making them more comfortable for patients to wear. *Current flex foils made of PI (polyimid) can be too uncomfortable using directly on the skin.*
  • A tennis court measuring almost 670 m2 is lined with the film to analyze the players' running paths. It can be printed within less than an hour.
  • Implantierbare Medizinprodukte wie Herzschrittmacher und Insulinpumpen
  • Occlusense-Systems is revolutionizing the way dentists check chewing pressure distribution during occlusion. The handheld device is equipped with a 60 µm thin sensor with 1018 pressure sensors that can distinguish 256 pressure levels. The measurement results are transmitted wirelessly to an iPad and visualized in an app. This is much more accurate than traditional occlusal paper, which stains the tooth under pressure. A new pressure sensor is required for each patient per dental visit for hygienic reasons.
  • Intelligent Mattresses for better care for pressure ulcer patients
  • Diapers with moisture sensors for incontinence patients
  • Car seats detecting different driver

#Medizintechnik, #GedruckteElektronik, #FlexibleSensoren, #TragbareSensoren, #Textilintegration, #Vitalfunktionen, #Echtzeitdaten
embedded World 2024 in Nürnberg
von Steffen Braun 18 Apr., 2024
Die Messe „Embedded World“ fand vom 09.-11.04.2024 in Nürnberg statt und ist nun vorüber. Viele Elektronik- und Software- Highlights wurden vorgestellt. Einen guten Überblick findest Du hier über Tag 1 , Tag 2 und Tag 3 . Du fragst Dich vielleicht, was hat nun die embedded mit einem Konstrukteur zu tun? Die Antwort gibt Hr. Bernd Hense in seinem Bericht “Impulse” aus der Fachzeitschrift "Elektronik" 07 vom 2.4.2024: Schwerpunkt-Themen der Messe sind hauptsächlich in der Elektronik und Software zu finden. Aber es gibt auch Mechanik-Themen: Anforderungen an die Konstruktion kommen aus der Hochfrequenztechnik: "Zunehmend mehr mobile Geräte, die mit der Umwelt drahtlos kommunizieren, zunehmend mehr äußere Signale wahrnehmen und bei kleiner Bauform möglichst lange laufen sollen. [..] EMV-verträgliches Design ..“ 👍Also spannende Herausforderungen für jeden Konstrukteur👍 → weißt Du, was HF = Hochfrequenz beim Gehäusedesign bedeutet? → weißt Du, was EMV bedeutet? → wie fit bist Du darin, ein möglichst EMV-gerechtes Gehäuse zu entwickeln? → weißt Du, das EMV-verträgliches Design ein Skill ist, der speziell in Jobanzeigen gesucht wird? Du kannst Dich mit dem Wissen über HF und EMV herausheben und spannende und zukunftsfähige Jobs bekommen. → Kennst Du die konstruktiven Möglichkeiten, wie ein möglichst kleines Gerät möglichst lange betrieben werden kann? Schreib mir Deine Antworten gerne an mich: sb@elektronikkonstrukteur.de Ich freue mich über jede Antwort :) Herzliche Grüße Steffen Braun
Produktentwicklung und Nachhaltigkeit
von Steffen Braun 19 Feb., 2024
Wir als Produktentwickler haben viel mehr in Hand als wir denken - besonders, wenn es um die Nachhaltigkeit der Produkte geht. Obwohl die Themen “Elektronikschrott” oder “Energieverbrauch von Elektronik” schon lange in den (technischen) Medien behandelt werden, gibt es nun speziell für den Produktentwickler von elektrischen oder elektronischen Produkten Möglichkeiten, die Nachhaltigkeit der Produkte zu steuern.
Fliegende Verdrahtung, gepresste Leiterplatte, additive Fertigung der Elektronik
von Steffen Braun 31 Jan., 2024
Wir schauen uns gemeinsam die Entwicklungsstufen der Elektronik vom Jahr 1900 bis heute an. Die 3 Generationen der Leiterplatte kennenlernenSchau Dir diese Webinar-Aufnahme an, um Dich auf den aktuellen Stand der Leiterplatten-Technologien zu bringen.
Planetengetriebe zeigt die Zusammenarbeit im Team der Mechatronik
von Steffen Braun 16 Jan., 2024
Der Artikel "Mechatronik beherrschen – wie sich moderne Produkte entwickeln lassen" betont die Bedeutung der optimalen Zusammenarbeit von Elektronik, Software und Mechanik bei der Produktentwicklung. Die Richtlinie VDI 2206 "Entwicklung mechatronischer und cyber-physischer Systeme" unterstreicht die Notwendigkeit, die Produktentstehung von mechatronischen Systemen zu berücksichtigen. Die optimale Verbindung der drei Bereiche Elektronik, Software und Mechanik ist entscheidend, um innovative und exzellente Produkte in einem optimalen Zeithorizont und zu angemessenen Kosten zu entwickeln. Es wird darauf hingewiesen, dass die softwareseitige Zusammenarbeit integriert sein sollte, da dies einen hohen Nutzen für das Produkt bietet. Dies meint auch, dass der manuelle Austausch von Export-Files durch Echtzeit-Schnittstellen ersetzt werden sollte, um die Produktqualität und Innovationstiefe zu verbessern.
Smart Tool
von Steffen Braun 17 Dez., 2023
Der intelligente Werkzeughalter smartTOOL, gemeinsam von Fraunhofer IWU und Fraunhofer IIS entwickelt, adressiert diese Herausforderungen durch wirkstellennahe Prozessüberwachung und die Generierung hochsensitiver Daten. Diese Daten bilden die Grundlage für eine umfassende Optimierung und adaptive Regelung der Bearbeitung. Darüber hinaus bietet das System Vorteile wie eine neuartige autarke Energieversorgungstechnologie und kabellose Datenübertragung.
Stormtrooper problem: real innovation is not possible with similar thoughts
von Steffen Braun 09 Dez., 2023
Stormtrooper problem: real innovation is not possible with similar thoughts
von Steffen Braun 26 Nov., 2023
In Gesprächen mit Kunden und Fachleuten taucht immer wieder die Frage nach dem Arbeitsfeld des Elektronikkonstrukteurs auf und ob es einen neuen Begriff zur Einordnung gibt. Der Elektronikkonstrukteur ist in verschiedenen Bereichen, die mit Elektronik zu tun haben, unverzichtbar : Von der Entwicklung von Bauteilen bis zur Gestaltung von Leiterplatten mit Schutzfunktionen und deren Integration in Gehäuse spielt der Elektronikkonstrukteur eine entscheidende Rolle. Doch wo genau wird der Elektronikkonstrukteur benötigt? Eine Leiterplatte kann nicht alleine in einem Gerät verwendet werden, da meist weitere Funktionen erfüllt werden müssen, wie beispielsweise: -der Schutz der Elektronik vor äußeren Einflüssen, -der Schutz der Umgebung vor der Elektronik, -Anschlussmöglichkeiten von Kabeln, -die Benutzerfreundlichkeit durch Bedienung und Anzeigen (UX/UI), -das individuelle Design und USP -und wenn nötig die Kühlung von heißen Bauteilen/Bereichen. → Hier ist der Elektronikkonstrukteur gefragt, mit seinem Spezialwissen diese Aufgaben zu lösen. Es gibt jedoch noch mehr Einsatzmöglichkeiten als nur das Gehäuse: Die Produkte der Mechatronik lassen sich in drei Typen unterteilen, und überall wird der Elektronikkonstrukteur gebraucht: Angefangen bei Bauteilen über Leiterplatten mit Schutzfunktionen bis hin zu Gehäusen mit mehreren Leiterplatten , ist der Elektronikkonstrukteur unverzichtbar. Es gibt sicherlich eine andere Sichtweise auf die Mechatronik, nämlich ein Standard-Mechanik-Gerät, das mit einem Elektronik-Produkt ausgestattet wird, z.B. Getriebe + Elektronik oder Motor + Elektronik. Diesen Mechatronik-Typ sehe ich als Gehäuse, dem 3. Typ, da das Gehäuse auch ein Teil eines Getriebes sein kann. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Elektronikkonstrukteur vielseitig gebraucht wird, vom Bauteil bis zum Gehäuse. Er hat viele Funktionen im "Griff" , darunter die Elektronik, die Sicherheit und die Kundenzufriedenheit. Der Beruf des Elektronikkonstrukteurs ist spannend und bietet die Möglichkeit, gemeinsam Innovationen für die Zukunft zu schaffen, wo Mechanik auf Elektronik trifft und so Innovationen für die Zukunft entstehen. Hier das Video auf dem MDI-Youtube-Kanal: https://youtu.be/D6QLSDsSH8k
Spontane Ideen in einem Meeting
von Steffen Braun 27 Okt., 2023
ideen im meeting - beschreiben, als Bild im 3D-CAD oder als Scribble auf dem Papier?
Elektronikgehäuse
von Steffen Braun 25 Aug., 2023
In dem Buch von Herrn Bauer wird behauptet, dass die Mechanik in elektronischen Geräten hauptsächlich aus verfügbaren und vorgefertigten Teilen besteht, die direkt im CAD verwendet werden können. Diese Beschreibung wird jedoch von meiner Erfahrung als Elektronikkonstrukteur nicht bestätigt. Meiner Meinung nach sind vorgefertigte Lösungen und standardisierte Teile nicht ausreichend innovativ und bieten dem Kunden nur mittelmäßige Lösungen. Stattdessen sind Gehäuse mit Montage-Vereinfachungen, einfacher Anschlusstechnik, funktionalen Anzeige- und Bedienelementen, intelligenten Kühltechnologien und kunden-spezifischem Design innovative Produkte. Natürlich entscheidet der Kunde letztendlich darüber, wie individuell und innovativ ein Produkt ist und ob er es kauft. Es ist jedoch ein Trend feststellbar, dass Kunden immer mehr Funktionen und Design fordern und am Ende des Tages froh über den Mehrwert sind.
gehäuselose Elektronik
von Steffen Braun 08 Juni, 2023
Gehäuselose Elektronik benötigt Gehäusetechnologie vom Elektronikkonstrukteur … In den Technews des Herstellers FAULHABER Drive Systems ist zum Motion Controller MC 3603S zu lesen: „Erst zusammen mit dem passenden Motion Controller werden Klein- und Kleinstmotoren zu einem zuverlässigen Antriebssystem.“ Hier wird eine elektrische Komponente zu einem elektronischem Gerät. Das nenne ich innovativ. „…ein weiteres gehäuseloses Familienmitglied …(der Motion Controller,) der sich mit seinen kompakten Abmessungen vor allem für die Integration in Gerätebau- und Medizintechnikanwendungen eignet.“ Wenn der Elektronikkonstrukteur ein gehäuseloses Bauteil in ein Gerät integrieren möchte, muss er den verfügbaren Bauraum des Geräts berücksichtigen und das Bauteil entsprechend positionieren und befestigen. Hierbei ist es wichtig, die Maße des Bauteils genau zu kennen und zu beachten, um eine optimale Integration zu gewährleisten. Im Datenblatt des gehäuselosen Bauteils finden sich oft nützliche Angaben zu den Abmessungen. Toleranzen sind nicht immer angegeben wie beispielsweise bei den Befestigungsbohrungen. Maße und deren Toleranzen sind für den Elektronikkonstrukteur entscheidend, um das Bauteil richtig in das Gerät zu integrieren und eine optimale Funktionalität sicherzustellen. Zur weiteren Dimensionierung und Integration in die bestehende Geometrie sollten 3D-Daten zur Verfügung stehen. Unterschiedliche Bussysteme erfordern unterschiedliche mechanische Abmessungen-die Anschlusstechnik und die Beschaltung sind die Gründe dafür. Allgemein bei der Anschlusstechnik ist es wichtig, den zusätzlichen Platzbedarf zu berücksichtigen, da dieser je nach Ausführung des verwendeten Steckers (Winkelstecker,…) variieren kann. Auch Faktoren wie Kabel und Leitungsführung müssen bei der Wahl der richtigen Anschlusstechnik berücksichtigt werden. Zur Wärmeableitung liegen hierzu keine konkreten Informationen vor. Bedeutet der sogenannte „Betriebstemperatur-Bereich“ den Temperaturbereich des Motion Controllers? Hier ist besonders der Elektronikkonstrukteur gefragt: Sie müssen sich über die Lage der Wärmequellen Gedanken machen und bei der Integration in die Gesamtgeometrie festlegen, welche Konvektionsart, ob freie oder erzwungene Konvektion, zum Einsatz kommen soll. Ein klares Verständnis dieser Technologien ist für ein erfolgreiches Design unerlässlich. Website Datenblatt ——— Steffen Braun - Weiterbildung für innovative Konstrukteure
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