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Smarte Technik für ständig steigende medizinische Anforderungen
Knochenschrauben.

Spitzentechnologie für ständig wachsende medizinische Anforderungen

Der menschliche Körper ist ein komplexes, aber gut funktionierendes Gesamtsystem. Bis etwas schief läuft. Dann ist leistungsfähige Medizintechnik gefragt. Diese Branche entwickelt sich ständig weiter und stellt immer höhere Qualitätsanforderungen. Die Werkzeugtechnologie macht den Unterschied aus. Ein gutes Beispiel ist die Wirbelsäulentechnik.

Das menschliche Skelett besteht aus etwa 200 Knochen, die von über 600 Muskeln und zahlreichen Sehnen zusammengehalten und bewegt werden. Die Organe, Muskeln, Knochen, Blutgefäße und Nerven bilden ein funktionierendes Gesamtsystem. Das Herz pumpt bei 100.000 Herzschlägen pro Tag über 6.000 Liter Blut durch den Körper. Doch was passiert, wenn der Körper einmal nicht mehr richtig funktioniert oder die Skelettstruktur beschädigt ist? Genau das sind die Herausforderungen für die Medizintechnik. Diese Branche ist durch eine kontinuierliche, dynamische Entwicklung gekennzeichnet. Die Anforderungen an die Hersteller und damit auch an ihre Zulieferer werden immer höher: kleiner, minimalinvasiv, präziser, sicherer und verträglicher für den Körper. Dies sind nur einige der Anforderungen, denen sich die Hersteller von Medizintechnik tagtäglich stellen müssen. 

Als Werkzeughersteller entwickelt HORN ständig neue Werkzeuglösungen und Fertigungsstrategien für die Medizintechnik. Von Mikrofräsern für die Herstellung empfindlicher Wirbelsäulenimplantate aus Titan bis hin zu Stechwerkzeugen für ein Aluminium-Pumpengehäuse einer Herz-Lungen-Maschine. 

Verwendete Materialien

Nehmen Sie die Wirbeltechnik. Hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten, lange Gewinde mit hoher Oberflächengüte, tiefe Gewindeprofile, kurze Späne, mehrgängige Gewinde sind wesentliche Vorteile des Wirbelverfahrens. Neben den genannten Vorteilen stehen die Anwender aber auch vor technischen Herausforderungen. Ein wichtiger Aspekt sind die verwendeten Materialien für die Knochenschrauben. Die Werkzeugklingen für die Wirbelplatten sind bei der Bearbeitung von Titan, rostfreien Stählen und anderen Superlegierungen sehr hohen Belastungen ausgesetzt. Um dem Schneidenverschleiß bei dem gewünschten hohen Zerspanungsvolumen und der kurzen Bearbeitungszeit entgegenzuwirken, müssen die Werkzeughersteller die eingesetzten Werkzeuge und Verfahren ständig optimieren und weiterentwickeln. 

Mit den Jet-Wirbeln verfügt HORN über ein Wirbelsystem mit innerer Kühlmittelzufuhr. Durch die direkte Kühlung während der Zerspanung ermöglicht das System hohe Werkzeugstandzeiten. Darüber hinaus führt das System in Kombination mit der stabilen Drallanordnung zu besseren Oberflächenqualitäten des Werkstücks und reduziert das Risiko von Spanansammlungen zwischen den Schneidplatten. Die Oberflächenqualität spielt bei der Herstellung von Knochenschrauben eine wichtige Rolle. In jeder Rille oder jedem Grat können sich Keime ansammeln.

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Einpressen des Sechskants einer Kobalt-Chrom-Schraube für die Medizintechnik.

Anstoßen eines inneren Sechsecks

"Ein Sechskant aus Titan lässt sich relativ einfach durch Profilfräsen herstellen. Bei Kobalt-Chrom ist aufgrund der hohen Festigkeit das Reiben in Serie kaum möglich und der Werkzeugverschleiß ist erheblich", so ein deutscher Medizintechnik-Anwender. Aufgrund dieser Probleme schlugen die HORN-Ingenieure vor, den Innensechskant durch Stanzen herzustellen. Dieses Verfahren gewährleistet eine hohe Präzision und eine hohe Prozesssicherheit, da sich die Schneidplattengeometrie und das Hartmetallsubstrat leicht an das zu bearbeitende Material anpassen lassen. Erste Versuche führten schnell zu der gewünschten Lösung. "Mit dem Schlagwerkzeug lassen sich präzise Passungen herstellen und die Oberflächen sind von sehr hoher Qualität", so der Anwender.

Implantat 4.0

Auch bei Implantaten hat die Digitalisierung in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Intelligente Implantate werden bereits in Herzschrittmachern oder in Hirndruckregelventilen eingesetzt - einstellbar per App, versteht sich. Man kann nur spekulieren, was die Zukunft bringt, aber es gibt fast kein Körperteil, das nicht über ein intelligentes Implantat bei Funktionsstörungen gesteuert werden könnte: von Blasen-, Epilepsie- oder Hirnstimulatoren über Netzhautimplantate bis hin zu Dosiersystemen oder einer künstlichen Bauchspeicheldrüse - die Liste wird länger, je mehr Wissenschaftler, Ärzte und Techniker man danach fragt.  

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