AMB 2022 Automatisiertes Hochleistungs-Tiefbohren

Von Anne Richter

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Unisig präsentiert auf der AMB die zweispindelige Hochleistungs-Tiefbohrmaschine UNE6-2i mit zwei unabhängigen Bohrachsen zur Fertigung von chirurgischen Instrumenten mit extremen D : d-Verhältnissen. Die maschineninterne Automatisierung gewährleistet höchste Bohrungsqualität.

Maschineninterne Automatisierung: die perfekte Wiederholgenauigkeit des Robo­ters gewährleistet höchste Bohrungsqualität.
Maschineninterne Automatisierung: die perfekte Wiederholgenauigkeit des Robo­ters gewährleistet höchste Bohrungsqualität.
(Bild: Unisig)

Medizinisch gesehen ist es gefährlich, Menschen aufzuschneiden. Heutzutage umgehen Ärzte dieses Problem, indem sie moderne chirurgische Instrumente einsetzen, um minimalinvasive Eingriffe durchzuführen, die grössere Operationen zu einfachen ambulanten Terminen machen. Um diese Leistungen der chirurgischen Wissenschaft zu vollbringen, müssen Hersteller in der Medizintechnik Bohrungen mit kleinem Durchmesser durch die gesamte Länge nur etwas grösserer Instrumente bohren. Dünne Wandstärken, komplizierte Merkmale, hohe Anforderungen an Oberflächenqualität und Konzentrizität sowie extreme Tiefen-zu-Durchmesser Verhältnisse (D : d) machen die effiziente Produktion dieser Komponenten zu einer Herausforderung.

Tieflochbohren – ein anspruchsvoller Prozess

Ein typisches laparoskopisches chirurgisches Instrument dient beispielsweise dazu, Werkzeuge, Kameras und andere Geräte mithilfe eines Führungsdrahtes durch das Instrument in den Körper zu leiten. Und da es sich um lange, dünne Werkzeuge handelt, haben die Bohrungen in ihren Zentren häufig ein D : d-Verhältnis von weit über 100 : 1, eine Bohrtiefe, die eine spezielle Tiefbohrausrüstung erfordert.

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Angesichts dieser Herausforderungen ist es nicht verwunderlich, dass viele Hersteller versuchen, den Tiefbohrprozess vollständig zu überspringen, indem sie diese Arbeit auslagern, aber der Wechsel zu externen Lieferanten bringt wiederum seine eigenen Probleme mit sich. Vorgebohrte Rohlinge können das Problem des Tiefbohrens lösen, müssen jedoch einzeln in die Maschine eingelegt werden, wodurch der gesamte Zweck des Einsatzes automatisierungsfähiger Maschinen beim Langdrehen zunichte gemacht wird. Bereits kanüliertes Rohmaterial ermöglicht es den Herstellern, weiterhin ihre Materialzuführungen einzusetzen, aber es ist sehr teuer – und die Bohrungsqualität und Aussendurchmesser/Innendurchmesser-Konzentrizität erfüllen ohnehin selten die Bedürfnisse von Medizintechnikherstellern.

Spezialisierte Tiefbohrmaschinen

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, setzen mehr und mehr Hersteller in der Medizintechnik auf spezialisierte Tiefbohrmaschinen, um In­strumente fertigzustellen, deren Produktion auf Langdreh­maschinen begonnen wurde. Mit einem erfahrenen Tiefbohrmaschinen-Bediener, sorgfältiger Einrichtung und ein wenig Finesse kann eine ausgezeichnete Bohrungsqualität erreicht werden, während die Langdrehmaschinen weiter voll­automatisch betrieben werden können. Somit verbleibt einzig das Problem des räumlichen Abstands zwischen den beiden Maschinen, da der Teiletransport erhebliche Risiken mit sich bringt, wenn die Genauigkeits­anforderungen derart hoch sind. Muss zudem das Werkstück umgedreht werden, um eine Stufenbohrung von der anderen Seite einzubringen, so führt dies zu mehr Einrichtvorgängen und einem erhöhten Fehlerrisiko.

Zweispindlige Tiefbohrmaschine mit zwei unabhängigen Bohrachsen

Als zweispindlige Tiefbohrmaschine mit zwei unabhängigen Bohrachsen verfügt die UNE6-2i von Haus aus über die Fähigkeiten, die Hersteller von einer Hochleistungs-Tiefbohrmaschine erwarten. Gegenlauf von Werkzeug und Werkstück, spezialisierte Werkstückaufnahmen und eine überlegene Ausrichtung und Präzision ermöglichen es den Fertigern, Konzentrizitätstoleranzen sicher einzuhalten und Bohrungsverläufe zu minimieren, selbst bei den in der medizinischen Industrie üblichen extremen D : d-Verhältnissen. Darüber hinaus vereinfacht das Unisig Smart Control Interface die Bedienung, während ein innovatives strömungsbasiertes Kühlmittelsystem automatisch auf Druckänderungen reagiert, um eine effektive Spanabfuhr und eine hohe Prozesssicherheit zu gewährleisten.

Maschineninterne Automatisierung

Womit die UNE6-2i jedoch im Produktionsprozess für chirurgische Instrumente wirklich glänzt, ist die maschineninterne Automatisierung. Nachdem auf der vorderen Spindel die erste Bohrung gesetzt ist, nimmt ein Roboter es aus der Bohreinheit heraus, transferiert das Werkstück in die zweite Bohreinheit und lädt einen weiteren frischen Rohling in die erste Spindel. Die perfekte Wiederholgenauigkeit des Roboters gewährleistet die höchste Bohrungsqualität – und die einzige manuelle Arbeit, die für den Prozess erforderlich ist, besteht darin, Stangenmaterial in die Langdrehmaschinen zu laden, die Rohlinge für den Roboter der UNE6-2i vorzubereiten und die fertigen Werkstücke zur Nachbearbeitung weiterzuleiten.

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Die Möglichkeiten der UNE6-2i bieten in der Fertigung erhebliche Produktionsflexibilität. Zwei Bohrungen mit zwei unterschiedlichen Durchmessern können gleichzeitig in ein einzelnes Werkstück gebohrt werden, oder zwei Werkstücke können simultan in Bearbeitung sein, damit Bediener oder Roboter die Maschine laden und entladen können, ohne anzuhalten. Alternativ kann diese Doppelspindelkonfiguration eingesetzt werden, um ein Werkstück von einem Ende mit der ersten Spindel bis zur Mitte zu bohren und auf der zweiten Spindel die Bohrung vom gegenüberliegenden Ende aus fertigzustellen. -ari- SMM

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