Zerspanung im Mikrobereich

Mikrozerspanung mit schnellem Werkzeugwechsel

| Redakteur: Anne Richter

Funktionstest der montierten Löffelteile einer Biopsiezange.
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Funktionstest der montierten Löffelteile einer Biopsiezange. (Bild: W&R/Zikomm)

Die Günter Stoffel Medizintechnik zerspant mit Fräsmaschinen von Brother ein Gramm leichte Bauteile auf bis zu 5 µ genau. Aufgrund der schnellen Werkzeugwechsel konnte die Bearbeitungszeit der Bauteile aus Titan und Edelstahl deutlich reduziert werden.

Wenn man bei Günter Stoffel Medizintechnik GmbH in die Bearbeitungszentren schaut, weiss man manchmal gar nicht, ob sich darin ein bearbeitetes Teil befindet oder ob die Maschine leer ist. So klein sind die Bauteile, die in dem 15 Mitarbeiter zählenden Medizintechnikunternehmen gefertigt werden. «Löffelteile, die wir für unsere Biopsiezangen verwenden, wiegen weniger als ein Gramm», erklärt Geschäftsführer Dieter Stoffel. «Bei uns sind die Späne manchmal grösser als die Teile.» Entsprechend anspruchsvoll sind die Anforderungen an die Zerspanung. Denn einerseits sollte diese möglichst effizient und genau sein, anderseits erfordern die Bauteile eine sehr filigrane und feinfühlige Behandlung.

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Das Unternehmen Günter Stoffel Medizintechnik produziert in Wurmlingen bei Tuttlingen, dem weltweiten Zentrum für Medizintechnik. «Wir machen hier eine ganz andere Zerspanung als man sie aus anderen Industrien kennt», erklärt der Maschinenbaumechaniker und -ingenieur Dieter Stoffel. «Die Vorgaben, die wir zum Beispiel für das i-Machining bekommen, können wir hier nicht berücksichtigen.» In Wurmlingen arbeitet man deshalb mit deutlich niedrigeren Schnittwerten als in der herkömmlichen Zerspanung. Eine grosse Herausforderung sei das Spannen, da viele Teile für die Chirurgie, wie die Löffelteile, runde Oberflächen aufweisen.

Gleichzeitig erfordert die filigrane Zerspanung sehr scharfe Werkzeuge. «Wir schmeissen Werkzeug schon weg, wenn andere sie noch für recht neu halten», so Stoffel. Ein Nachschleifen sei nicht möglich, da zum Beispiel bei einem Kugelfräser die Krümmungen minimal verändert würden und dann nicht mehr für die hochpräzise Bearbeitung taugen.

«Maschinen verdammt schnell»

Für die Bearbeitung setzt Günter Stoffel Medizintechnik auf Technologie von Brother. «Die Maschinen sind verdammt schnell», zeigt sich Geschäftsführer Dieter Stoffel begeistert. Bei den Löffelteilen, die aus Edelstahl-Rundmaterial gefräst werden, ist eine Vielzahl an Werkzeugwechsel und Positionieraufgaben erforderlich. «Hier liegt die Brother weit vorn und ist bereits nach 1,4 Sekunden wieder am Span», erklärt André Herzog, der als technischer Vertriebsmitarbeiter von W&R Industrievertretung in Tuttlingen der Ansprechpartner für Maschinen von Brother, YCM und Sugino sowie für Technologien wie Werkzeuge, Rundtische und Spannvorrichtungen ist. Durch die schnellen Werkzeugwechsel konnte die Bearbeitungszeit für die winzigen Löffelteile, die aus Edelstahl- oder Titan-Stangen gefräst werden, auf 150 Sekunden reduziert werden.

Seit 1992 ist Firmengründer Günter Stoffel von Brother-Technologie überzeugt, und die Bearbeitungszentren haben im Laufe der Jahre auch im Unternehmen viel verändert. „Früher kam es ganz auf das handwerkliche Geschick und das technische Wissen des Arbeiters an“, erinnert sich der 78-jährige Unternehmensgründer, der seit 2004 zusammen mit Sohn Dieter das Unternehmen leitet. «Heute wird mehr als 75 Prozent von der Maschine geleistet.» Mittlerweile hat das Unternehmen vier Bearbeitungszentren von Brother im Einsatz: zwei TC-22B sowie jeweils eine TC-32 BN FT und Speedio S500X1. Zwei Maschinen aus den Jahren 1992 und 1994 wurden in den letzten drei Jahren ersetzt, «und an den alten Anlagen hatten wir in 26 Jahren bis auf den Austausch von Verschleissteilen keine Reparaturen», so Günter Stoffel.

Gleichzeitig spielt auch die intensive Betreuung vor Ort eine wichtige Rolle bei der Partnerschaft mit W&R. Ausschlaggebend für die Investitionen in den vergangenen Jahren war neben den technischen Besonderheiten auch der sehr gute Kontakt zu André Herzog, der auch das W&R-Vorführzentrum in der Nachbarschaft in Wurmlingen betreut. Über die Jahre hat sich das Unternehmen ein grosses technisches Wissen bei der Fertigung der Instrumente aufgebaut. Die passenden Schnittwerte, Frässtrategien und die Auswahl der Werkzeuge hat man teilweise nach monatelangen Tests immer weiter optimiert.

Handwerkskunst weiterhin wichtig

Auf Handwerkkunst wird aber bei Günter Stoffel Medizintechnik trotz des technischen Fortschritts nicht verzichtet. Die betrifft einmal die Qualitätssicherung, bei der die winzigen Löffelteile zwar vermessen, aber letztlich erst nach einem Funktionstest für gut befunden werden. Auch die Montage ist Handarbeit – oftmals ist hierbei der Einsatz von Mikroskop und Pinzette unabdingbar.

Neben den Biopsie- und Fremdkörperzangen hat sich das Unternehmen aus Wurmlingen auf Clamps und komplette Instrumentarien für die Handchirurgie spezialisiert. Rundgriffinstrumente werden aus Edelstahl und Titan gefertigt. Titaninstrumente kommen zum Beispiel bei Operationen unter dem MRT zum Einsatz. Hier dürfen die Instrumente nicht auf magnetische Kräfte reagieren. Zu den Kunden zählen namhafte Unternehmen der Medizintechnik sowie verschiedene Händler in Deutschland und im Ausland. Bei der Produktion ist das Unternehmen so flexibel, dass es auch auf die besonderen Wünsche von Ärzten und Chirurgen eingehen kann.

Vor einige Herausforderungen stellen das Unternehmen laut Geschäftsführer Dieter Stoffel der Markteintritt von asiatischen Anbietern, die günstige Einweginstrumente anbieten, und der Fachkräftemangel. Die Ausbildung der Chirurgiemechaniker in Deutschland findet grösstenteils in Tuttlingen statt. Entsprechend begehrt sind die Absolventen. Diese Entwicklung wirkt sich auch auf ein recht kleines Unternehmen wie Günter Stoffel Medizintechnik aus. «Wenn wir mehr neue Mitarbeiter einstellen könnten, würden wir auch mehr Maschinen kaufen. Denn die Aufträge sind da, zum Teil mussten wir schon welche ablehnen.» SMM

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