Prozesssicherheit Titanimplantate genauer bohren und fräsen

Redakteur: Anne Richter

Werkstoffe in der Medizintechnik sind in der Regel schwer zu bearbeiten und die geforderten Geometrien sind komplex. Der Zerspanungsspezialist Mawatec aus Selzach nutzt für die Bearbeitung von Titanimplantaten Werkzeuge von Sphinx. Damit erreicht das Unternehmen höhere Genauigkeiten und bessere Standzeiten und kann somit prozesssicher eine komplette Schicht fertigen.

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Lange Standzeiten für bedienerlose Fertigung: beschichteter VHM-Stufenbohrer mit inneren Kühlkanälen und spiralisierten Nuten zum schnellen und prozesssicheren Bearbeiten einer Durchgangsbohrung mit Kugelsitz für Schraubenköpfe in Knochenplatten aus Titanlegierung.
Lange Standzeiten für bedienerlose Fertigung: beschichteter VHM-Stufenbohrer mit inneren Kühlkanälen und spiralisierten Nuten zum schnellen und prozesssicheren Bearbeiten einer Durchgangsbohrung mit Kugelsitz für Schraubenköpfe in Knochenplatten aus Titanlegierung.
(Bild: Sphinx Werkzeuge)

Die Mawatec AG aus Selzach produziert unter anderem Implantate und chirurgische Instrumente für die Medizintechnik. Implantate bestehen meist aus Titan Grade 5 ELI, Ti6Al4V ELI. Chirurgische Instrumente und Fixatoren zum externen Stabilisieren bei Knochenbrüchen werden aus speziellen, korrosionsfesten Legierungen, unter anderem Werkstoff Nr. 1.4441, gefertigt.

Komplexe Geometrien bei zähharten Werkstoffen

Diese Werkstoffe sind zähhart. Wegen des Nickelanteils bilden sie schmierige, lange Späne beim Bohren und Fräsen. Zudem verschleissen die Werkzeuge sehr rasch durch die harten Chromanteile im Edelstahl. Allerdings fordern Chirurgen in Verbindung mit den Konstrukteuren speziell bei Implantaten, zum Beispiel Knochenplatten, immer schwierigere Werkstückgeometrien und zusätzlich höhere Genauigkeiten. Der Lohn- und Auftragsfertiger in Selzach fertigt zahlreiche Varianten, die sich in der Länge und der Anzahl an Bohrungen unterscheiden, jeweils in Serien zu mehreren hundert Bauteilen. Besondere Forderungen stellen die Auftraggeber an die Genauigkeit der Bohrungen. Bei einer Ausführung, die in allen Raumrichtungen gekrümmt ist, sind sie normal zu den Oberflächen einzubringen. Eine nur 0,5 mm breite Fase ist auf 0/+0,05 mm toleriert. Sie sorgt für einen zuverlässigen und richtigen Sitz der später bei der medizinischen Operation eingedrehten Knochenschrauben.

Genutete Stufenbohrer zur Bearbeitung von Knochenplatten

Mawatec bearbeitet diese Knochenplatten inzwischen mit gerade genuteten Stufenbohrern aus beschichtetem Feinstkorn-Hartmetall von Sphinx Werkzeuge AG. Vor allem die lange Standzeit von über 500 min überzeugte die Fertigungstechniker bei Mawatec. Gegenüber ehemals eingesetzten Bohrwerkzeugen ist das eine Steigerung um beinahe 50 Prozent. Ähnliche Verbesserungen erreichen die speziell zum Besäumen der Aussenkonturen von Sphinx Werkzeuge verwirklichten, vierschneidigen VHM-Fräser. Mit diesen VHM-Werkzeugen kann die vollständig automatisierte 5-Achs-Bearbeitung eine komplette Schicht prozesssicher ohne vorbeugenden Werkzeugwechsel durcharbeiten.

Mehr Genauigkeit mit Sonder-Stufenbohrern

Erheblich längere Standzeiten und höhere Genauigkeit realisieren Sonder-Stufenbohrer von Sphinx Werkzeuge auch beim Fertigen von Bohrungen mit kugeligem Sitz. Die stabilen, dreischneidigen Bohrwerkzeuge mit spiralisierten Nuten zentrieren exakt beim Anbohren. Zudem fluchten Durchgangsbohrung und Kugelsitz, da die Geometrie im Stufenbohrer festgelegt ist. Für eine ausreichende Kühlmittelzufuhr, gute Späneabfuhr und somit hohe Prozesssicherheit sorgen die inneren Kühlkanäle mit Austritt des Kühlmittels in den spiralisierten Spannuten. Gegenüber bisherigen Bohrwerkzeugen erreichen diese VHM-Stufenbohrer aus Derendingen mit über 300 min bis zu doppelte Standzeiten. Ihre hohe Prozesssicherheit ermöglicht eine vollständig automatisierte, unbeaufsichtigte Serienfertigung der Knochenplatten auf 5-Achs-Bearbeitungszentren mit Roboterbeladung.

Solche Sonderwerkzeuge aus beschichtetem Vollhartmetall verwirklicht Sphinx Werkzeuge innerhalb kürzester Zeit. Denn der Hersteller kann auf ein umfassendes Programm an Standardwerkzeugen zum Bohren und Fräsen exotischer Werkstoffe zurückgreifen. Häufig lassen sich Sonderwerkzeuge durch Variieren einzelner Geometrien aus Standardwerkzeugen ableiten. Die Spezialisten in Derendingen entwickeln und produzieren hochwertige Mikro-Bohr- und Fräswerkzeuge sowie Sonder-Präzisionswerkzeuge für die Medizintechnik, den Maschinenbau, die Feinwerktechnik und die Elektronik. <<

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