Tausende Nutzer berichteten über verschwommenes Sehen mit einem neuen Modell von Kontaktlinsen, ein massiver Fehler, der die Hersteller dazu veranlasste, in der fortschrittlichen Messtechnik nach Antworten zu suchen. Die Untersuchung ergab, dass der Einspritzdruck des Hydrogels die polierten Stahlformen um nur 2 Mikrometer verformte – eine für das menschliche Auge nicht wahrnehmbare Abweichung, die jedoch ausreichte, um die optische Stärke der Linse zu verändern. Die Lösung kam nicht mit einem physikalischen Messgerät, sondern mit einem digitalen Zwilling der Form.
Drucksimulation und optische Validierung mit SolidWorks und GOM Inspect 🔍
Das Ingenieurteam erstellte einen digitalen Zwilling der Form unter Verwendung von SolidWorks Mold Flow, um den Fluss und den Druck des Hydrogels während des Spritzgießens zu simulieren. Die Simulation sagte eine strukturelle Verformung im Formhohlraum voraus, genau im Bereich der Basiskurve der Linse. Um diese Daten zu bestätigen, wurde die physische Form mit einem Keyence-System gescannt und das ursprüngliche CAD-Modell mit dem realen Teil mittels GOM Inspect verglichen. Die optische Messsoftware erkannte eine Abweichung von 2 Mikrometern in der Geometrie und bestätigte damit exakt das, was die Simulation vorhergesagt hatte. Diese Rückkopplungsschleife zwischen dem digitalen Zwilling und der Realität ermöglichte es, die Grundursache zu isolieren, ohne Tausende zusätzlicher fehlerhafter Teile produzieren zu müssen.
Der digitale Zwilling als Werkzeug zur optischen Vorhersage ⚙️
Dieser Fall zeigt, dass ein digitaler Zwilling nicht nur ein statisches 3D-Modell ist, sondern ein lebendiges System, das Simulation, Messung und Korrektur integriert. Durch die Korrelation der mikrometergenauen Verformung mit dem Verlust an Sehschärfe können Ingenieure nun die Formgeometrie anpassen oder die Einspritzparameter ändern, bevor ein einziges Teil gefertigt wird. In der Medizingeräteindustrie, wo ein Mikrometer den Unterschied zwischen perfekter Sicht und einer Massenklage bedeuten kann, wird die virtuelle Nachbildung der Form zur besten Qualitätssicherung.
Wie konnte mit dem digitalen Zwilling eine Abweichung von nur 2 Mikrometern in der Kontaktlinsenform identifiziert werden, und welche Lehren zieht dieser Fall für die Toleranzvalidierung in der Herstellung von Medizinprodukten?
(PS: Mein digitaler Zwilling ist gerade in einer Besprechung, während ich hier modelle. Also bin ich technisch gesehen an zwei Orten gleichzeitig.)