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Medizintechnik Lieferung innert 24 Stunden garantiert

| Autor: Anne Richter

In der Dentalbranche ist eine hohe Flexibilität in der Fertigung gefragt. Losgrösse 1 und kurze Lieferzeiten sind der Standard. Die Firma Allshape hat sich auf die Produktion hochpräziser Produkte für die Dentalindustrie spezialisiert. Mit einem 5-Achs-Fräszentrum Mikron HSM 400U LP und Palettierungslösung von System 3R kann das Unternehmen Lieferzeiten von 24 Stunden und Genauigkeiten von ±0,015 mm garantieren.

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(Bild: GF Machining Solutions)

Die Fortschritte in der Dentalmedizin haben auch die Fertigung von Zahnersatz und Implantaten nachhaltig beeinflusst und beeinflussen sie noch. Immer mehr werden handwerkliche Herstellungsprozesse in den Dentallaboren von industrieller Fertigung abgelöst. Ausserdem besteht ein grosses Interesse der Dentallabore, unabhängig von nur einem grossen Dentalhersteller zu sein. In diese Marktlücke ist die Firma Allshape gestossen.

Kundenspezifische Einzelteile

Das Unternehmen ist in Lengnau am Jurasüdfuss angesiedelt und wurde 2008 gegründet. «Der Hauptzweck der Gründung war die Produktion hochpräziser Produkte für die Dentalindustrie», erklärt Allshape Geschäftsführer Bruno-Reto Aschwanden. Dabei handelt es sich vor allem um Implantatsuprastrukturen, also um Verbindungsteile zwischen einem Zahnimplantat, das ein Zahnwurzelersatz ist, und dem sichtbaren Zahnersatz. Mit insgesamt acht Mitarbeitern werden jährlich etwa 2500 klinische Fälle aus der Schweiz, Europa und Übersee bearbeitet. Allshape ist nach der ISO-Norm 13485 für das Design und die Herstellung von Medizinprodukten zertifiziert.

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Die Allshape sieht sich als Dienstleister und Portal für Dentallabore mit modernsten CAD/CAM-Lösungen, ohne dass Handwerksfirmen selber Investitionen tätigen müssen. Deshalb bietet das Unternehmen auch weitere Dienstleistungen an, wie beispielsweise das Scannen von Modellen und Erstellen von Designs der gewünschten Produkte. Des Weiteren beinhaltet das Produkteportfolio Hilfsmittel, wie Schrauben, Analoge oder Titanbasen.

Hohe Ansprüche an die Genauigkeit und kurze Lieferzeiten

An die Fertigung der Implantat-Suprastrukturen werden ganz spezielle Anforderungen gestellt. So werden ausschliesslich Einzelteile gefertigt, da jedes Teil kundenspezifisch angepasst ist. Neben Titanlegierungen werden auch andere anspruchsvolle Materialien wie Kobalt-Chrom und Zirkoniumdioxid verarbeitet. Ausserdem garantiert Allshape seinen Kunden Lieferzeiten von 24 Stunden ab Bestelleingang. «Die grosse Herausforderung dabei ist es, Unikate innert dieser Zeit zu produzieren», bestätigt Bruno-Reto Aschwanden.

Hinzukommen die Qualitäts- und Genauigkeitsanforderungen. «Die Implantatschnittstellen müssen absolut genau gefräst werden; unsere Genauigkeit liegt bei ±0,015 mm», erklärt Bruno-Reto Aschwanden. Die hochpräzise Arbeitsweise ist notwendig, damit die Bauteile spannungsfrei auf die Implantate passen. Entsprechend sind die Anforderungen an die Fräsmaschine. Genauigkeit und Präzision sind gefordert, genauso wie eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit, Flexibilität und eine hohe Verlässlichkeit und Prozesssicherheit der Maschine.

Unter anderem auch aus produktionsorganisatorischen Gründen musste 2012 ein neues Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung von Bauteilen aus Titan Grad 5 angeschafft werden. Man entschied sich für eine Fräsmaschine Mikron HSM 400U LP von GF Machining Solutions.

Direktantriebe in allen Achsen für höchste Genauigkeit

Das dynamische 5-Achs-Fräszentrum ist ausgelegt für die genaue Teilefertigung und hat sich vor allem in der Medizintechnik und in der Uhrenindustrie bewährt. Konstruktionsseitig garantiert ein Maschinensockel aus Mineralguss gute Dämpfungseigenschaften und ist damit die Voraussetzung für eine präzise und dynamische Fertigung, genauso wie die Direktantriebe in allen fünf Achsen.

Werkzeugspindel für anspruchsvolle Bearbeitung

Auch die Hochgeschwindigkeitsspindel von Step-Tec ist ausgelegt für anspruchsvolle Bearbeitungen mit präziser Hochleistung, kurzen Beschleunigungszeiten und einem hohen Drehmoment. Dazu trägt die hohe Steifigkeit der Spindel bei. Volles Drehmoment im tiefen Bereich wird mit einer Vektorregelung erzielt. Ausserdem ist in der Spindel das «smart machine»-Modul APS (Advanced Processing System) integriert. Damit können Vibrationen während des Fräsprozesses zuverlässig erfasst und angezeigt werden.

Eine Spindelmantelkühlung mit geregeltem Kühlmittelkreislauf ermöglicht konstante Temperaturen während der gesamten Arbeitszeit. Eine zusätzliche Barriere gegen den Wärmefluss gewährleisten die Opticool-Spindeln. Diese spezielle Konstruktionslösung realisiert die Kühlung zwischen Werkzeugschnittstelle und vorderem Spindellager. Vor allem Oberflächenqualität und Genauigkeit profitieren davon.

Ausgeklügeltes Kühlmanagement

Ausserdem verfügt die Maschine über ein ausgeklügeltes Kühlmanagement. Jede der Linearachsen sowie die Rund-Schwenk-Einheit weisen einen eigenen Kühlkreislauf auf. Die Wärme wird so konsequent aus der Maschine gebracht und nicht etwa weiter in der Maschine verteilt. Daraus resultierend, ist eine geometrische Stabilität zu verzeichnen, die eine extrem hohe Wiederholgenauigkeit der Bewegungsführung sicherstellt.

Besonderes Augenmerk wurde in diesem Zusammenhang auch der Späneentsorgung gewidmet. Die Konstruktion des Bearbeitungszentrums ist auf eine sofortige und garantierte Entsorgung der Späne ausgelegt. Somit wird mit den Spänen auch die entstandene Schnittprozesswärme entsorgt.

Automatisierung ermöglicht kurze Lieferzeiten

Voraussetzung für die angestrebten Lieferzeiten von maximal 24 Stunden ist eine an die Bedürfnisse angepasste Automatisierung. «Ohne Automatisierung wäre eine Lieferung innert 24 Stunden nicht möglich», erklärt Bruno-Reto Aschwanden. Die Mikron-Anlage ist mit einem Rundspeicher-Palettenmagazin mit 24 Palettenplätzen und Nullpunkt-Spannsystem von System 3R ausgestattet. Standardmässig wird bei All­shape jeder Palettenplatz mit einem Rohling belegt, aus dem wiederum je nach Grösse der Bauteile unterschiedlich viele Teile gefräst werden können. Die Palettenplätze sind mit einem Chip ausgestattet, die Informationen zum Bearbeitunsprogramm und zu den Werkzeugdaten enthalten. Dadurch ist eine mannlose Fertigung über Nacht und die Verarbeitung der über Tag aufgelaufenen Aufträge möglich und die gefertigten Produkte können am nächsten Morgen nach Auftragserteilung ausgeliefert werden.

Eine effiziente Produktion ist auch aufgrund des zuverlässigen und schnellen Werkzeugwechselsystems möglich. Die 68 Werkzeugplätze können während des Betriebes mit Erst- und Schwesterwerkzeugen belegt werden. Um eine präzise Bearbeitung zu garantieren, werden Länge und Durchmesser der Werkzeuge laserunterstützt kontrolliert.

Guter Überblick und Zugänglichkeit

Doch nicht nur die einzelnen technischen Details des Mikron-Fräscenters, sondern auch die gesamte Gestaltung, das Handling und die Zugänglichkeit der Maschine werden bei Allshape besonders positiv gesehen. Pieter Wackenier, Technischer Leiter bei Allshape, fasst zusammen: «Das Handling ist sehr gut und man hat sofort den Überblick. Der Werkzeugwechsler ist auf der einen Seite, auf der anderen Seite der Palettenwechsler. Es besteht ein freier Zugang zum Arbeitsraum und eine sichtbare Wartungseinheit gibt eine sofortige Übersicht.»

Service – ein wichtiges Kriterium

Neben den technischen Anforderungen war für Allshape der Service ein wichtiges Entscheidungskriterium. «Hier hat GF Machining Solutions einen entscheidenden Standortvorteil», bekräftigt Pieter Wackenier. Die Maschine und wichtige Komponenten wie die Spindel werden in der Schweiz gefertigt und auch der Firmenhauptsitz ist in der Schweiz. Hinzukommt das gesamte Servicepaket. «Wir mussten den Service zwar bisher noch nicht wirklich in Anspruch nehmen, aber alles ist sehr überzeugend und die Reaktionszeiten sind kurz», fasst Pieter Wackenier zusammen.

Mit der für die Dentalbranche unüblichen industriellen Lösung ist Allshape erfolgreich in eine Marktlücke gestossen. Das Mikron-Fräscenter konnte alle Erwartungen erfüllen. Bruno-Reto Aschwanden fasst zusammen: «Die wichtigsten Kriterien für uns waren, die Lieferzeiten von 24 Stunden garantieren zu können und die Präzision der Fräsbearbeitung. Die Mikron arbeitet wesentlich genauer, schneller und produktiver als die herkömmlichen Labormaschinen.» <<

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Über den Autor

 Anne Richter

Anne Richter

Redaktorin SMM