Laborinstrumente und Zuverlässigkeit

Bei Labortests spielt die Zuverlässigkeit eine entscheidende Rolle. Um mit dem erforderlichen Tempo Schritt halten zu können, muss die Laborausrüstung nicht nur in funktioneller Hinsicht äusserst zuverlässig sein, sondern auch eine lange Lebensdauer aufweisen. Dabei ist die Wiederholbarkeit und Präzision massgebend für einwandfrei reproduzierbare Resultate. Für die Entwicklung von Laborprüfmaschinen, die diese zwei Aspekte zuverlässig erfüllen, muss besonders auf die Designoptionen und Motorwahl geachtet werden.  Das hat verschiedene Gründe. 

Zuverlässigkeit: ein entscheidender Faktor für Laborinstrumente 

Laborgeräte müssen einen extrem hohen Durchsatz erzielen, um kostengünstig zu sein und den Markterwartungen zu entsprechen. Es ist nicht ungewöhnlich, dass diese Maschinen rund um die Uhr im Einsatz sind. Um Produktionsausfallzeiten zu vermeiden, ist daher ein optimaler Betrieb besonders wichtig. Die kleinste Fehlfunktion könnte zum Abbruch des gesamten Testprozesses führen, wodurch wertvolle Betriebszeit verloren ginge. Der Schlüssel zu einem guten Design sind daher zuverlässige Komponenten, die eine lange Lebensdauer sowie eine angemessene Qualität aufweisen. 

Betriebstemperaturen, die Rückverfolgbarkeit und Sauberkeit von Zulieferungen, das Abdichten der Ausrüstung, Dosierpräzision beim Pipettieren – dies sind nur einige der Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, um die Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit von Bewegungen und die Zuverlässigkeit von Tests zu gewährleisten. Ein besonderes Augenmerk muss hierbei den Unterbaugruppen, die die Testergebnisse liefern, gelten. Diese Unterbaugruppen führen alle erforderlichen Antriebsbewegungen durch, die die analysierten Proben mit dem gewünschten Reagenz in Kontakt bringen. Dazu gehören insbesondere die Beförderung und das Pipettieren. 

Zuverlässige Laborinstrumente: bewährte Designpraktiken 

1. Beachten Sie bei jeder einzelnen Komponente die Baugruppenspezifikationen. Selbst wenn Sie aufgrund von Kosteneinsparungen versucht sind, von den Spezifikationen abzuweichen, eine minderwertige Baugruppenqualität kann zu Wiederholbarkeitsabweichungen zwischen den unterschiedlichen, gefertigten Produkten führen. Dies muss in Anbetracht der erforderlichen Zuverlässigkeit unbedingt vermieden werden. 
2. Schliessen Sie Einstellungen aus, deren Auslegung im Ermessen des Bedienpersonals liegt. Menschliches Eingreifen während der Einrichtungsphase kann von Person zu Person zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Die bedienende Person gibt die Einstellungen vielleicht nicht richtig ein oder die Anleitung ist nicht eindeutig genug. Sollte bei mechanischen Bauteilen eine Einstelloption vorliegen, kann es ebenso passieren, dass diese Einstellung nach einer bestimmten Zeit verloren geht und neu vorgenommen werden muss. 
3. Sparen Sie nicht an Präzision, sowohl bei den Komponenten selbst als auch bei den Schnittstellen zwischen den Komponenten. 
4. Achten Sie auf Einheitlichkeit bei der gesamten Qualitätskette, sowohl hinsichtlich der Lieferantenqualität als auch bei der Bauteilabnahmeprüfung vor dem Zusammenbau. 

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Designoptionen: ein wachsames Auge in puncto Bewegungspräzision

Die richtige Qualität zum richtigen Preis. Das ist die zentrale Herausforderung bei der Entwicklung. Es gelingt, indem Sie bei der technischen Wahl die gewünschte Funktion sowie die vorgesehenen Lebensdauer des Geräts in den Mittelpunkt stellen. Bei Präzisonsbewegungen haben Sie mehrere Möglichkeiten: 

• Endschalter und Schrittmotoren: Wenn die Motorgrösse richtig gewählt wurde, können Sie mit dieser Kombination die Positionierung steuern, allerdings ohne Feedback. 
• Encoder und Schrittmotoren: Diese Kombination liefert sofort Informationen zur exakten Position. Sie ist die beste Option, wenn Sie den höchsten Grad an Bewegungspräzision wünschen. Encoder sind im Allgemeinen jedoch teurer als Endschalter. 

Anstelle eines Schrittmotors können Sie auch einen EC-Motor (auch BLDC-Motor genannt) wählen. Dieser bietet noch mehr Steuerungskapazität sowie die Servoregelung von Bewegungen. 

Mit ihrer integrierten Intelligenz geben BLDC-Motoren Feedback zum Motorbetrieb, was die Steuerung wesentlich vereinfacht. BLDC-Motoren sind jedoch preisintensiver als Schrittmotoren. Daher ist die Kombination von Schrittmotoren mit Endschaltern oder Encodern in manchen Fällen zu bevorzugen. 

Liegt der Schwerpunkt auf einer langen Lebensdauer, so sind bürstenlose Technologien die beste Wahl, denn die Integration bürstenbehafteter Motoren kann zu einer eingeschränkten Lebensdauer führen. 

Lebensdauer und Verschleissteile 

Nur eine lange Lebensdauer der Motoren und Baugruppen von Laborinstrumenten kann auch eine hohe Zuverlässigkeit gewährleisten. Da Sie diese Herausforderung nicht mit allen Motoren meistern können, müssen Sie eine entsprechende Wahl unter den verschiedenen, verfügbaren Produktpaletten treffen. Einige Motortechnologien erreichen lediglich 3000 Betriebsstunden, andere hingegen bis zu 20000. 

Auch ein mangelhafter Zusammenbau oder der Betrieb des Motors ausserhalb seines Nennbereichs können in einer verkürzten Lebensdauer resultieren. Deshalb ist es äusserst ratsam, sich an die jeweiligen Herstellerempfehlungen zu halten. Das Gleiche gilt für alle Bewegungskomponenten: Lager, Ritzel, Riemen und Schaltelemente. Auch bei diesen Komponenten müssen Sie die Verschleissteile bedenken. 

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