Zeit sparen bei der dynamischen Werkstoff- und Bauteilprüfung
Selbstlernende Maschine für die Prüfung von Wirbelsäulen-Implantaten
Neuer Regler für Prüfmaschinen folgt der Sollkurve nach wenigen Zyklen exakt.
Stolberg, 16. Dezember 2009. Auf dem diesjährigen Wirbelsäulenkongress hat DYNA-MESS Maschinen für die dynamische Prüfung von Werkstoffen und Bauteilen aus der Medizintechnik vorgestellt, die mit dem neuen Automatikregler DYNA-AC ausgestattet sind. Er adaptiert sich selbständig an die gewünschte Sollkurve, ohne dass der Bediener zeitaufwändige Optimierungen der Reglerparameter an der Prüfmaschine vornehmen muss.
Die servopneumatischen Prüfmaschinen von DYNA-MESS werden für die Werkstoff- und Bauteilprüfung in der Medizintechnik eingesetzt – in Bezug auf die Wirbelsäule vorwiegend für die Prüfung von Implantaten wie Schrauben, Abstandhaltern oder Ersatzwerkstoffen für Bandscheiben.
Der neue Automatik-Regler DYNA-AC für die Prüfmaschinen von DYNA-MESS „lernt“ selbstständig und macht bei der dynamischen Prüfung von Werkstoffen oder Bauteilen in der Biomechanik die Optimierung der Regelparameter der Prüfmaschine überflüssig. Die Einstellung der Regelparameter war bisher zeitaufwändig und erforderte große Erfahrung. Die Bedienung ist einfach und intuitiv, die Parameter für Mittel-, Ober- und Untergrenze der Belastung und die Anzahl der Lastwechsel lassen sich einfach eingeben.
DYNA-AC kompensiert automatisch das nichtlineare Verhalten der Regelstrecke und eliminiert so auch den Stick-Slip-Effekt des Prüfzylinders. Der Regler benötigt nur wenige Zyklen, um die Istkurve auf den Sollverlauf abzugleichen. Zusätzlich regelt er automatisch eine Phasenverschiebung zwischen Soll- und Ist-Signal aus.
Das Ergebnis: Die zeitaufwändige Optimierung des Regelverhaltens entfällt vollständig, das spart Zeit und Geld. Außerdem braucht sich der Bediener nicht mit Details der Regelungstechnik zu belasten; die Eingabe eines Startpunktes reicht aus und nach wenigen Zyklen sind Soll- und Istkurve deckungsgleich.
DYNA-AC wird als Add-On zum bestehenden Regler der servopneumatischen Prüfmaschinen von DYNA-MESS installiert. Er ist für alle periodischen Signale im Ein- oder Mehrstufen-Schwingversuch bei Frequenzen bis 15 Hz geeignet, zum Beispiel für Sinus-, Dreieck- und Rechteck-Verläufe.
Damit Kräfte entsprechend der internationalen Normen für die Bauteilprüfung axial in den Prüfling eingeleitet werden können, bietet DYNA-MESS eine Schiebeplatte als Zubehör.
Servopneumatische Prüfsysteme sind ideal an die Bedürfnisse der Medizintechnik angepasst, da sie die Wirklichkeit der biomedizinischen Anwendungen nach Kraft und Frequenz realistisch abbilden. In den meisten Fällen reicht es aus, Kräfte unter 5 kN zu realisieren; die höchsten Belastungen liegen bei etwa 20 N. Auch die Frequenzen entsprechen mit 2 bis 15 Hz der Realität in der Medizintechnik.
Aufgrund des geringen apparativen Aufwandes sind servopneumatische Systeme erheblich kostengünstiger als hydraulisch betriebene. Besonders wenn mehrere Systeme parallelen betrieben werden, entlasten sie das Investitions- und Betriebskostenbudget. Anwender berichten, dass sie für den Preis einer hydraulischen Maschine mehrere servopneumatische beschaffen konnten.
Für den Betrieb im Prüflabor sind sie auch deshalb gut geeignet, weil sie keine Hydraulikflüssigkeit benötigen – die vorhandene Druckluftversorgung reicht aus. Darüber hinaus arbeiten sie leise, sparen Energie und brauchen nicht gekühlt zu werden, denn im Gegensatz zu hydraulischen Maschinen verfügen sie nicht über eine Pumpe, die ständig in Betrieb ist.
