Zerspanungstechnikanwenderreportage
Medizintechnik als Herausforderung
Implantate aus Titan genauer und zuverlässiger bohren und fräsen: Bei Mawatec, einem Schweizer Lohnfertiger u. a. im Bereich der Medizintechnik, stehen schwer zu bearbeitende Werkstoffe an der Tagesordnung. Die Sphinx AG – in Österreich durch Rabensteiner Präzisionswerkzeuge vertreten – konnte dem Unternehmen mit speziellen Fräsern und Bohrern aus beschichtetem Vollhartmetall bei der Herstellung von Implantaten und chirurgischen Instrumenten erhebliche Verbesserungen in Bezug auf Genauigkeit und Produktivität ermöglichen.
Genau und prozesssicher: Gerade genutete VHM-Stufenbohrer bearbeiten Bohrungen für Knochenschrauben zusammen mit einer auf 0 / + 0,05 mm tolerierten Fase.
Infos zum Anwender
Die Mawatec AG in Selzach ist ein Zulieferbetrieb im Bereich der Zerspanungstechnik und Baugruppenmontage. Um die strikten Anforderungen der Kunden aus dem Bereich Medizinaltechnik zu erfüllen, wurde dafür eigens ein so genannter MedTech-Prozess entwickelt. Von der daraus folgenden Sensibilisierung der Mitarbeiter profitieren nicht zuletzt auch die Kunden aus den übrigen Bereichen.
www.mawatec.ch
Die Mawatec AG im schweizerischen Selzach produziert u. a. Implantate und chirurgische Instrumente für die Medizintechnik. Implantate bestehen meist aus Titan Grade 5 ELI, Ti6Al4V ELI. Chirurgische Instrumente und Fixatoren zum externen Stabilisieren bei Knochenbrüchen werden aus speziellen, korrosionsfesten Legierungen, u. a. Werkstoff Nr. 1.4441, gefertigt. Diese Werkstoffe sind zähhart. Wegen des Nickelanteils bilden sie schmierige, lange Späne beim Bohren und Fräsen. Zudem verschleißen die Werkzeuge sehr rasch durch die harten Chromanteile im Edelstahl. Allerdings fordern Chirurgen in Verbindung mit den Konstrukteuren speziell bei Implantaten – z. B. Knochenplatten – immer schwierigere Werkstückgeometrien und zusätzlich höhere Genauigkeiten.
Lange Standzeiten in der unbeaufsichtigten Fertigung: beschichteter VHM-Stufenbohrer mit inneren Kühlkanälen und spiralisierten Nuten zum schnellen und prozesssicheren Bearbeiten einer Durchgangsbohrung mit Kugelsitz für Schraubenköpfe in Knochenplatten aus Titanlegierung.
Hohe Anforderungen an die Werkzeuge
Mawatec fertigt zahlreiche Varianten, die sich in der Länge und der Anzahl an Bohrungen unterscheiden, jeweils in Serien zu mehreren hundert Bauteilen. Besondere Forderungen stellen die Auftraggeber an die Genauigkeit der Bohrungen. Bei einer Ausführung, die in allen Raumrichtungen gekrümmt ist, sind sie normal zu den Oberflächen einzubringen. Eine nur 0,5 mm breite Fase ist auf 0 / + 0,05 mm toleriert. Sie sorgt für einen zuverlässigen und richtigen Sitz der später bei der medizinischen Operation eingedrehten Knochenschrauben.
Aufgrund der hohen Anforderungen bearbeitet man diese Knochenplatten inzwischen mit speziellen, gerade genuteten Stufenbohrern aus beschichtetem Feinstkorn-Hartmetall von der Sphinx Werkzeuge AG. Vor allem die lange Standzeit von über 500 min überzeugte die Fertigungstechniker bei Mawatec. Gegenüber ehemals eingesetzten Bohrwerkzeugen ist das eine Steigerung um beinahe 50 Prozent.
Ähnliche Verbesserungen erreichen die speziell zum Besäumen der Außenkonturen von Sphinx Werkzeuge verwirklichten, vierschneidigen VHM-Fräser. Mit diesen VHM-Werkzeugen kann die vollständig automatisierte 5-Achs-Bearbeitung eine komplette Schicht prozesssicher ohne vorbeugenden Werkzeugwechsel durcharbeiten.
Bis zu doppelte Standzeiten
Erhebliche längere Standzeiten und höhere Genauigkeit realisieren Sonder-Stufenbohrer von Sphinx auch beim Fertigen von Bohrungen mit kugeligem Sitz. Die stabilen, dreischneidigen Bohrwerkzeuge mit spiralisierten Nuten zentrieren exakt beim Anbohren. Zudem fluchten Durchgangsbohrung und Kugelsitz, da die Geometrie im Stufenbohrer festgelegt ist. Für eine ausreichende Kühlmittelzufuhr, gute Späneabfuhr und somit hohe Prozesssicherheit sorgen die inneren Kühlkanäle mit Austritt des Kühlmittels in den spiralisierten Spannuten. Gegenüber bisherigen Bohrwerkzeugen erreichen diese VHM-Stufenbohrer mit über 300 min bis zu doppelte Standzeiten. Ihre hohe Prozesssicherheit ermöglicht eine vollständig automatisierte, unbeaufsichtigte Serienfertigung der Knochenplatten auf 5-Achs-Bearbeitungszentren mit Roboterbeladung.
Umfangreiches Werkzeugprogramm ist kein Geheimnis
Solche Sonderwerkzeuge aus beschichtetem Vollhartmetall verwirklicht Sphinx Werkzeuge innerhalb kürzester Zeit. Denn der Hersteller kann auf ein umfassendes Programm an Standardwerkzeugen zum Bohren und Fräsen exotischer Werkstoffe zurückgreifen. Häufig lassen sich Sonderwerkzeuge durch Variieren einzelner Geometrien aus Standardwerkzeugen ableiten. Die Spezialisten in Derendingen entwickeln und produzieren somit hochwertige Mikro-Bohr- und Fräswerkzeuge sowie Sonder-Präzisionswerkzeuge für die Medizintechnik, den Maschinenbau, die Feinwerktechnik und die Elektronik – u. a. für die Mawatec AG.
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