Open Mind: CAD/CAM für Medizintechnik Mit CAD/CAM-Systemen erfolgreich Automatisierungen und Prozessoptimierungen in der Medizintechnik verwirklichen

Von Konrad Mücke

Medizintechniker nutzen seit einigen Jahren moderne CAD/CAM-Technologie, um die entsprechenden Komponenten zu konstruieren und zu fertigen. Die Fertigung beispielsweise individualisierbarer Knochenimplantate erfordert umfangreiches Wissen und umfassende Erfahrung. Standardisierte und automatisierte Prozesse helfen, Best-Practice-Strategien auf das gesamte Unternehmen auszuweiten. Die erforderlichen Technologien bei CAD/CAM-Systemen erläutert Sinisa Stankovic, Vertriebsleiter bei Open Mind Technologies Schweiz.

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Femur-Komponente: innovative Strategien für eine optimale Bearbeitung auch komplexer Geometrien.
Femur-Komponente: innovative Strategien für eine optimale Bearbeitung auch komplexer Geometrien.
(Bild: Open Mind)

SMM: Herr Stankovic, wie beeinflussen die Trends in der Medizintechnik die Entwicklung und die Eigenschaften von CAD/CAM-Systemen?

Sinisa Stankovic: In der Medizintechnik gibt es einen Trend hin zur «Serienfertigung individueller Implantate». Hierbei handelt es sich nicht um vollkommen identische, sondern um ähnliche Bauteile in unterschiedlichen Ausführungen. Um ökonomisch und effizient zu fertigen, sollten Unternehmen auf eine automatisierte CAD/CAM-Programmierung setzen. Moderne CAM-Systeme bieten dazu geeignete Automatisierungstechnologien. Unsere CAD/CAM-Lösung hyperMILL zeichnet sich unter anderem durch einen hohen Automatisierungsgrad aus. Das ist ein wesentlicher Vorteil, wenn es darum geht, die grosse Anzahl von verschiedenen, aber ähnlichen Teilen wie etwa Implantate zu programmieren und zu fertigen.

Beim Design von Implantaten ergeben sich gelegentlich kurzfristige Änderungen. Was bedeutet das für den CAD/CAM-Programmierer?

S. Stankovic: Für Unternehmen, die ein PLM-System und das CAD/CAM-System hyperMILL im Einsatz haben, ist das kein Problem. Denn alle Informationen über Designänderungen werden automatisch ans CAD/CAM-System übergeben. CAD/CAM-Programmierer können sofort auf mögliche Änderungen reagieren und automatisiert das Programm auf das neue Design anpassen. Wichtig ist, dass automatisierte Abläufe auch innerhalb des Prozesses flexibel und anpassbar sind. Anwender kommen durch Automatisierungen schnell zu einem Ergebnis. Sie können dies jederzeit beeinflussen und ändern, nicht nur während der Automatisierung, sondern auch im Nachgang. So bietet unsere Software hyperMILL ein Höchstmass an Flexibilität.

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Um welchen Faktor lässt sich der Prozess vom Design beziehungsweise der Designoptimierung bis zum fertigen NC-Code beschleunigen, respektive um welche Zeit wird der Durchlauf verkürzt?

S. Stankovic: Man muss sagen, dass es nicht nur um Schnelligkeit geht. Moderne, innovative CAD/CAM-Lösungen müssen schnell, flexibel, sicher und einfach zu bedienen sein. Sichere NC-Programme gewährleisten auch eine sichere Bearbeitung. Es geht aber um mehr, der gesamte Prozess ist zu berücksichtigen. Die Software hyperMILL vereint alles in einem System, vom Einlesen der CAD-Daten über die NC-Code-Simulation bis zur Bearbeitung auf der Maschine. Erreicht wird eine reibungslose und sichere Durchgängigkeit für optimierte Prozesse.

In der Medizintechnik sollen sämtliche Prozesse rückverfolgbar sein. Welche Funktionen ermöglichen in der CAD/CAM-Software hyperMILL, die einzelnen Iterationsschritte beim Optimieren der CAD/CAM-Programmierung rückverfolgen zu können?

S. Stankovic: Durch die direkte Anbindung an ein PLM-System können Designänderungen am Bauteil rückverfolgt werden. Die Änderungen, die in der CAD/CAM-Programmierung vorgenommen wurden, können jederzeit wieder zurück in das PLM-System «eingecheckt» werden. Dadurch sind Veränderungen sowohl am Design als auch in der Programmierung jederzeit versionierbar. Wird ein PLM-System genutzt, ist ebenfalls sichergestellt, dass alle Programmierer immer mit der aktuellen Designversion arbeiten. Verwechslungen sind ausgeschlossen. Alles Punkte, die für eine hohe Sicherheit sorgen.

Welchen Vorgaben muss das CAD-Modell entsprechen, damit die Software hyperMILL in Verbindung mit dem PLM-Connector dynamisch die CAM-Programmierung an die optimierte Konstruktion anpassen kann?

Spezielle Vorgaben gibt es nicht. Das CAD-System kommuniziert mit dem PLM-System. Es übernimmt exakt diese Daten aus dem PLM-System. Dazu wird der PLM-Connector genutzt. Die Automatisierung findet immer auf der Basis des aktuellen CAD-Modells statt.

Auch bei automatisierten Abläufen spielen die Konstrukteure und NC-Programmierer immer noch eine wichtige Rolle. Wie sorgt die Software hyperMILL dafür, dass die NC-Programmierer schnell und komfortabel arbeiten?

S. Stankovic: Mit unserer Automatisierungstechnologie sind komplexe Abläufe in einem einfach zu bedienenden, interaktiven Ablauf darzustellen. CAD/CAM-Programmierer haben immer die Möglichkeit, an entscheidenden Stellen individuell einzugreifen und durch qualifizierte Entscheidungen das NC-Programm zu beeinflussen. Generell ist zu sagen, dass eine CAD/CAM-Automatisierung den Flaschenhals in der Programmierung vermeidet. Darüber hinaus werden die Mitarbeiter von wiederholbaren Routinen entlastet und können andere, anspruchsvollere Aufgaben übernehmen. Routinemässige Aufgaben können fehleranfällig sein, eine Automatisierung dieser Arbeiten sorgt für Fehlervermeidung und problemlose Abläufe. Unternehmen, die auf die CAD/CAM-Software hyperMILL setzen, optimieren Prozesse, fertigen schneller, flexibler und effizienter.

Nun trägt eine kurzfristige, schnelle NC-Programmierung nur zum Teil dazu bei, die Durchläufe in der Fertigung zu beschleunigen und somit die Zeit vom Design bis zum fertig bearbeiteten Bauteil zu verkürzen. Doch nach wie vor wird viel Zeit darauf verwendet, beispielsweise die Bauteile auf den Bearbeitungszentren auszurichten. Wie kann die Software hyperMILL dazu beitragen, auch diese Zeiten zu verkürzen und somit eine höhere Flexibilität zu schaffen?

S. Stankovic: Mit der Funktion hyperMILL Best Fit haben wir eine innovative Lösung für das Thema Bauteilausrichtung auf der Maschine entwickelt. Bisher mussten Anwender die Aufspannung manuell mit Messuhr, Steuerungszyklen und viel Feingefühl ausrichten. Und zwar so, dass diese zum NC-Programm passt. Dieser Prozess ist sehr zeitaufwendig und fehleranfällig. Die Funktion hyperMILL Best Fit richtet das Bauteil automatisch aus. Damit wird die virtuelle Welt, also die Programmierung, an die reale Welt, die Aufspannung, angepasst und nicht umgekehrt. Das Ergebnis ist ein nicht gekanntes Mass an Prozesssicherheit. In der Medizintechnik ist diese Technologie besonders bei 3D-gedruckten Bauteilen von Vorteil. Additiv erstellte Bauteile müssen fast immer nachbearbeitet werden. Stützkonstruktionen, die für das Pulverbettverfahren notwendig sind, müssen entfernt werden. Bisher war es eine grosse Herausforderung, die Bauteile aus dem 3D-Druck in einem Fräszentrum einzurichten. Mit der Software hyperMILL ist das kein Problem, denn die Funktion Best Fit passt den NC-Code automatisch per Knopfdruck exakt an die reale Bauteilposition an.

SMM

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