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Stressfreies Zerspanen von rost- und säurebeständigen sowie biokompatiblen Materialien

Februar 2018
21
Autor: Diethelm Carius
Firma: VDMA Arbeitsgemeinschaft Medizintechnik
Stressfreies Zerspanen von rost- und säurebeständigen sowie biokompatiblen Materialien

Die Mikron Tool SA Agno wird gemeinsam mit weiteren Unternehmen und Instituten im Rahmen der Medical Area auf der METAV 2018 in Düsseldorf ausstellen. Mit aktuellen Informationen stellen sich die Aussteller im Medizintechnik-Newsroom der AG Medizintechnik des VDMA vor:

Auf der Metav stellt Mikron Tool eine komplette Palette an Zerspanungswerkzeugen vor, die sich speziell eignen für die Bearbeitung von Materialien, wie sie in der Medizintechnik häufig verwendet werden: rostfreie Stähle, Titan oder Chrom-Kobalt-Legierugen.

Stressfreies Zerspanen von rost- und säurebeständigen sowie biokompatiblen Materialien   

Wenn Metalle in Kontakt mit dem menschlichen Körper treten, gibt es keine Kompromisse: absolute Verträglichkeit ist gefordert, auch auf lange Dauer. Und bei Implantaten soll das Material auch möglichst leicht sein. Da kommen nur hochwertige Metalle in Frage, die jedoch in der Bearbeitung entsprechend anspruchsvoll sind.

Mikron Tool hat sich in den letzten Jahren auf die Herstellung von Zerspanungswerkzeugen im kleinen Durchmesserbereich und für Materialien konzentriert, die vor allem auch in der Medizin-und Dentaltechnik Verwendung finden: rostfreie Stähle, Titan und Chrom-Kobalt-Legierungen.    

Die Herausforderungen suchen

Markus Schnyder (President, Mikron Tool International) betont: Wir suchen diese Herausforderungen, da wir als Unternehmen nur dann eine Zukunft haben, wenn wir uns ständig neu erfinden und uns dem industriellen Wandel stellen. Gerade im Medizin- und Dentalbereich sehen wir ein grosses Verbesserungspotential für unsere Kunden. Hier geht es durchwegs um wertvolle Teile, deshalb ist eine prozesssichere Bearbeitung mit effizienten Werkzeugen ein Muss. Hier wollen wir uns positionieren und das Maximum herausholen. Mit speziell für diese Applikationen entwickelten Werkzeugen, die höchste Leistung und Zuverlässigkeit bieten.

Die Entwicklungen

Im Fokus der Entwicklung standen dabei die bei diesen Materialien typischen Herausforderungen wie die schlechte Wärmeabfuhr, die Tendenz zu langen Spänen und deren Verkleben an den Schneiden. Die R&D Ingenieure von Mikron Tool arbeiteten bei der Werkzeugentwicklung an allen möglichen Elementen (Kühlung, Geometrie, Beschichtung und Hartmetall), um diese Risikofaktoren beim Zerspanen in den Griff zu bekommen. Je nach Werkzeugtyp, Durchmesser und Bearbeitungstiefe unterscheiden sich die Lösungen. Das Resultat kann sich sehen lassen: ein komplettes Programm von Bohrern, Fräsern, Entgratwerkzeugen sowie vielen weiteren kundenspezifischen Lösungen steht dem anspruchsvollen Anwender heute zur Verfügung und wird anlässlich der Compamed in Düsseldorf vorgestellt.

Das Programm mit seinen Beispielen:

Kleinbohrer CrazyDrill SST-Inox in Durchmessern von 0.3 bis 2 mm für Bohrtiefen bis 12 x d. Im Schaft integrierte Kühlkanäle verhindern ein Überhitzen der Schneiden, die degressive Nutengeometrie sorgt für einen guten Spänebruch. Bei einem Zahnimplantat konnten mit einer Sonderanfertigung so diverse Schraubenbohrungen in Durchmessern zwischen Ø 1.2 mm – 2.0 mm mit Bohrtiefen bis 9 mm in Titan Grade 5 äusserst prozesssicher gebohrt werden.

Mikrotieflochbohrer CrazyDrill Flex im Durchmesserbereich von 0.3 bis 1.2 mm für Bohrtiefen 30 x d und bis 50 x d. Wichtig ist auch hier die im Schaft integrierte Kühlung, welche die Bohrerspitze bei jedem Entspanzyklus mit Kühlmittel versorgt und verhindert, dass sich die Schneiden überhitzen. So ist es mit einer Ausführung für Titan zum Beispiel möglich, die zentralen Bohrungen in Knochenschrauben mit kurzen schnellen Bohrstössen präzise zu bohren. Bisher war es notwendig, diese Bohrungen mittels aufwändiger Tiefbohrtechnik einzubringen.

Innengekühlte Bohrer CrazyDrill Cool SST-Inox in Durchmessern 1 bis 6 mm für Bohrtiefen bis 20 x d. Die spiralisierten Kühlkanäle mit einem speziellen Querschnitt in «Tropfenform» führen bis zu 4 Mal mehr Kühlmittel (verglichen mit dem bisher üblichen runden Querschnitt) an die Spitze des Bohrers und garantieren eine konstante und massive Kühlung der Schneiden. Bei Führungsbohrungen Ø 2.2 mm, Bohrtiefe 21 mm in rostfreien martensitischen Stahl 1.4031 (DIN X39Cr13 / AISI 420)) eines Endoskopie-Rohteils konnte 60% an Zeit eingespart werden.

Als Ergänzung zu den oben erwähnten Bohrern umfasst das Programm auch die passenden Zentrier- resp. Pilotbohrer/Kurzbohrer. Ihr Einsatz ist unverzichtbar, wenn es bei tiefen Bohrungen um eine prozesssichere und präzise Bearbeitung geht. Diese Werkzeuge sind auf derselben Grundtechnik aufgebaut wie die langen Bohrwerkzeuge, sowohl in Bezug auf das Kühlsystem, die Geometrie, das Hartmetall oder die Beschichtung. Für ein Endoskopiebauteil aus martensitischem rostfreiem Stahl 1.4125 (DIN X105CrMo17 / AISI 440C) wurde z. Bsp. bei einer Startbohrung Ø 0.9 mm für nachfolgendes Nutenfräsen ein Pilotbohrer mit im Schaft integrierter Kühlung verwendet.

Schrupp- und Schlichtfräser CrazyMill Cool von 0.3 mm bis 8 mm für Frästiefen bis 5 x d: Einmalig ist das Programm an Kleinfräsern dank einer Kombination von integrierten Kühlkanälen im Schaft, einer «Inox» Geometrie und einer passenden Beschichtung. Vor allem die konstante und massive Kühlung an den Schneiden ermöglicht eine Bearbeitung mit hohen Geschwindigkeiten und -vorschüben und damit hohen Abtragsraten. Da trotz extremen Einsatzdaten die Schneiden nicht überhitzt werden und das Material nicht verklebt, ist auch eine lange Lebensdauer der Werkzeuge garantiert. Gleichzeitig werden die Späne kontinuierlich aus der Fräszone gespült, was ein wiederholtes Zerstückeln der Späne verhindert und damit ein Beschädigen der Schneiden oder der gefrästen Oberfläche. Dies wirkt sich positiv sowohl auf die Standzeit als auch auf die Oberflächenqualität aus. Anwendung finden diese Fräser bei der Bearbeitung von verschiedensten Teilen der Medizin- und Dentaltechnik. Zum Fräsen einer Knochenplatte in Titan Grade 2 wurden verschiedene zwei- und vierzahnige Fräser der CrazyMill Familie eingesetzt. Damit konnte die Bearbeitungszeit vom Rohteil bis zur Fertigstellung mit einer optimalen Frässtrategie von 120 Minuten auf 42 Minuten reduziert werden.

Entgraten mit CrazyMill Chamfer im Durchmesserbereich von 0.4 bis 6 mm. Die Palette der standardisierten Entgratfräser umfasst vier unterschiedliche Werkzeuge, die sich perfekt ergänzen. Je nach Typ eignen sie sich für ein Entgraten auf der Vorderseite und/oder auf der Rückseite oder für schwer erreichbare Stellen und komplexe Formen wie Bohrverschneidungen im Werkstück. Mit einem Fräser für rückseitiges Entgraten konnten zum Beispiel die Konturen an der Unterseite einer Operationszange aus Titan Grade 5 sauber entgratet werden, ohne dass dabei Sekundärgräte entstanden.

Mikron Tool an der Metav in der Medical Area des VDMA: Halle 7 / Stand B111

 

Kontakt:

Mikron Tool SA Agno

Via Campagna 1

6982 Agno / Schweiz

Tel +41 91 610 40 00

 mto@mikron.com

www.mikrontool.com

 

Bildquelle:          

Mikron Tool SA Agno

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