„Die dynamische Entwicklung der Medizintechnik ist unaufhaltsam. Stetig steigen die Anforderungen an die Hersteller und somit an deren Zulieferer. Die Produkte für den Einsatz im Körper werden immer kleiner, minimalinvasiver, präziser, sicherer und verträglicher“, so Markus Horn, Geschäftsführer des Werkzeugherstellers Paul Horn in Tübingen (www.phorn.de). Dies sind nur einige der Anforderungen, denen sich die Hersteller medizintechnischer Produkte täglich stellen müssen. Als Produzent von Werkzeugen sieht sich Horn in der Lage, diesen Herausforderungen gerecht zu werden und ständig an der Entwicklung neuer Werkzeuglösungen und Fertigungsstrategien für die Medizintechnikindustrie zu arbeiten: vom Mikrofräser für die Fertigung sensibler Wirbelsäulenimplantate aus Titan bis hin zu Stechwerkzeugen für das Aluminium-Pumpengehäuse einer Herz-Lungen-Maschine.
Horn baut sein Knowhow für die Werkzeugtechnologien der Medizintechnik stetig aus. Ein Beleg hierfür ist die Wirbeltechnologie. Hohe Zerspanraten, lange Gewinde mit hohen Oberflächengüten, tiefe Gewindeprofile, kurze Späne, mehrgängige Gewinde und geringe Werkzeugbelastungen sind wichtige Vorteile des Wirbelprozesses. Diesen Vorteilen stehen allerdings auch technische Herausforderungen gegenüber. Ein wichtiger Aspekt sind die Werkstoffe der Knochenschrauben bei Implantaten. Die Werkzeugschneiden der Wirbelplatten sind bei der Zerspanung von Titan, nicht rostenden Stählen und anderen Superlegierungen extremen Belastungen ausgesetzt. Um dem Schneidkantenverschleiß bei hohem Spanungsvolumen und kurzer Bearbeitungszeit entgegenzuwirken, entwickelt Horn die Technologie stetig weiter. Markus Horn: „Der Schwerpunkt Medizintechnik spielt auf der Metav 2022 in Düsseldorf eine zentrale Rolle – auch bei uns (Halle 16, D20). Wir zeigen neben Wirbeln auch unsere Lösungen zur Herstellung von Implantaten, medizinischen Instrumenten und Geräten.“
Mehrachsiger 3D-Druck
Nach Meinung von Prof. Oliver Riedel und Prof. Alexander Verl, Leiter am Institut für Steuerungstechnik (ISW) der Universität Stuttgart, besteht „unsere Aufgabe als Ingenieure darin, Technologien zu entwickeln, die den Menschen dienen. Hierbei spielt die Medizintechnik eine ganz besondere Rolle“ (www.isw.uni-stuttgart.de). Eine neuartige Technologie stellt beispielsweise das Bioprinting dar. Es verfolgt das Ziel, biologische Gewebestrukturen als Ersatz für erkranktes Patientengewebe herzustellen. Am ISW wird an einer 3D-Druck-Anwendung geforscht, mit der Kniearthrose mittels personalisierter Knorpelimplantate geheilt werden soll. Auf der Metav 2022 gibt es für beide Zukunftsfelder – Medical und Additive Manufacturing – zahlreiche Anlaufstellen.
Mit Werkzeugschrumpf- und -voreinstelltechnik produktiv
Abutments, Titanklebebasen sowie Labor- und Implantatschrauben sind anspruchsvolle Drehteile, die sowohl in großen Stückzahlen als auch in zahlreichen Varianten hergestellt werden. Das wiederum heißt, die Drehmaschinen müssen häufig umgerüstet werden. Hier verspricht ein Werkzeugmanagement bestehend aus Schrumpfspannzangen, Schrumpf- und Voreinstellgerät vielfältige Vorteile.
„Beim Rüsten auf der Maschine lassen sich etwa acht Minuten pro Werkzeug einsparen“, argumentiert Haimer aus Igenhausen (www.haimer.com). Der europäische Marktführer für Werkzeugspanntechnik bietet unter anderem Schrumpfspannzangen an, die sich durch eine hervorragende radiale Rundlaufgenauigkeit sowie einen einfachen und raschen Werkzeugwechsel auszeichnen. Für den Schrumpfvorgang eignet sich beispielsweise ein Gerät der Süddeutschen, dessen horizontaler Aufbau vor allem die Handhabung kleiner Werkzeuge erleichtert.
Schnell gespannt ist halb gewonnen
Bei der Herstellung filigraner chirurgischer Instrumente nutzt die Firma Anton Betzler aus Tuttlingen die Effizienzeffekte des flexiblen, stationären Baukastens von Schunk beim Spannen und Rüsten auf 5-Achs-Bearbeitungszentren (www.schunk.com). Die Bauteile der Mikroscheren und Skalpelle werden zunächst maschinell gefertigt und anschließend in handwerklicher Meisterleistung veredelt. Hierbei kombiniert Betzler ein Nullpunktspannsystem mit zwei manuellen Spannern aus dem Schunk-Programm, die vollständig mit passenden Spannpaletten geliefert wurden. Bei den Schraubstöcken ist die Spannkraft flexibel einstellbar, sodass sich die dünnen Schmiedeteile nicht deformieren. Das Familienunternehmen hat sämtliche Maschinen mit jeweils zwei Nullpunktspannmodulen ausgestattet, wodurch sich jeder Spanner schnell montieren lässt. Beim Rüstvorgang wird der komplette Spanner inklusive Palette gewechselt. Das geht einfacher und schneller als ein reiner Spannbackenwechsel. Auf diese Weise können Engpässe vermieden und Lieferzeiten verkürzt werden. Die Wiederholgenauigkeit beim Wechsel von www.metav.de