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Horn Blog

Werkzeuge für die Medizintechnik

August 2021
26
Autor: paulhorn
Firma: Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH
Werkzeuge für die  Medizintechnik

Rund 200 Knochen bilden das menschliche Gerüst, welches von über 600 Muskeln sowie unzähligen Sehnen zusammengehalten und bewegt wird. Die Organe, Muskeln, Knochen, Gefäße und Nerven bilden ein funktionierendes Gesamtsystem, welches perfekt aufeinander abgestimmt ist. Über 6.000 Liter Blut pumpt das Herz mit 100.000 Herzschlägen pro Tag durch den Körper. Doch was passiert, wenn der menschliche Körper mal nicht mehr richtig funktioniert oder das Knochengerüst Schäden aufweist? Genau hier beginnen die Herausforderungen der Medizintechnik. Die dynamische Entwicklung der Branche ist unaufhaltsam. Stetig steigen die Anforderungen der Hersteller und somit an deren Zulieferer: immer kleiner, minimalinvasiver, präziser, sicherer und verträglicher für den Einsatz im Körper. Dies sind nur ein paar Eigenschaften, deren sich die Hersteller medizintechnischer Produkte täglich stellen.

Als Werkzeughersteller sieht sich HORN in der Lage, diesen Herausforderungen gerecht zu werden und ständig an der Entwicklung neuer Werkzeuglösungen und Fertigungsstrategien für die Medizintechnikindustrie zu arbeiten. Vom Mikrofräser für die Fertigung von sensiblen Wirbelsäulenimplantaten aus Titan bis hin zu Stechwerkzeugen für ein Aluminium-Pumpengehäuse einer Herz-Lungen-Maschine. HORN baut sein Know-how für die Werkzeugtechnologien der Medizintechnik stetig aus.

Ein Beweis des Know-hows von HORN  ist die Wirbeltechnologie. Hohe Zer­span­raten, lange Gewinde mit hohen Oberflächengüten, tiefe Gewindeprofile, kurze Späne, mehrgängige Gewinde und geringe Werkzeugbelastungen sind wichtige Vorteile des Wirbelprozesses. Neben den genannten Vorteilen stehen dem Anwender aber auch technische Herausforderungen gegenüber. Ein wichtiger Aspekt sind die eingesetzten Werkstoffe für die Knochenschrauben. Die Werkzeugschneiden der Wirbelplatten sind bei der Zerspanung von Titan, nicht rostenden Stählen und anderen Superlegierungen sehr hohen Belastungen  ausgesetzt. Um dem Schneidkantenverschleiß bei dem gewünscht hohen Spanungsvolumen und kurzer Bearbeitungszeit entgegenzuwirken, müssen Werkzeughersteller die eingesetzten Werkzeuge und Verfahren ständig optimieren und weiterentwickeln.

Mit dem Jet-Wirbeln zeigt HORN ein Wirbelsystem mit innerer Kühlmittelzufuhr. Das System ermöglicht hohe Standzeiten durch die direkte Kühlung der Schneiden. Des Weiteren erreicht das System in Verbindung mit dem stabilen Wirbelaggregat bessere  Oberflächengüten am Werkstück und verringert das Risiko eines Spänestaus zwischen den Schneidplatten. Die Oberflächengüte spielt bei der Herstellung von Knochenschrauben eine große Rolle. Jede Riefe oder Grataufwürfe  können den Platz für Keimherde bilden.

Stoßen eines Innensechskants

„Die Herstellung von einem Sechskant in Titan ist relativ einfach durch das Profilräumen herstellbar. In Kobalt-Chrom ist das Räumen in Serie wegen der hohen Festigkeit kaum möglich und der Werkzeugverschleiß ist erheblich“, sagte ein deutscher Anwender aus der Medizintechnik. Aufgrund dieser Problematik schlugen die HORN-Techniker vor, den Innensechskant über das Stoßverfahren herzustellen. Das Verfahren bietet hohe Präzision und hohe Prozesssicherheit, da sich die Schneidengeometrie und das Hartmetallsubstrat leicht an den zu bearbeitenden Werkstoff anpassen lassen. Die ersten Versuche brachten schnell die erhoffte Lösung. „Durch das Stoßwerkzeug ist die Herstellung von genauen Passungen möglich und die Oberflächen sind sehr gut“, so der Anwender.

Implantat 4.0

Die Digitalisierung nimmt seit den letzten Jahren auch bei Implantaten einen immer höheren Stellenwert ein. Intelligente Implantate findet man schon in Herzschrittmachern oder in Ventilen zur Hirndruckregulierung – per App steuerbar. Was die Zukunft bringt, darüber lässt sich sicher spekulieren, aber es gibt praktisch kein Körperteil, welches sich bei einer Dysfunktion nicht über ein intelligentes Implantat steuern lassen könnte: Blasen-, Epilepsie- oder Hirnstimulatoren und Retina-Implantate; Dosiersysteme oder künstliche Bauchspeicheldrüsen – die Liste wird länger, je mehr Wissenschaftler, Ärzte und Techniker man fragt.

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