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Aus der Maschine in die Schale

Kunststofftechnik: SPM-Verfahren automatisiert die Fertigung von Dentalprodukten
Aus der Maschine in die Schale

Eine transparente Makrolon-Schale ermöglicht Anwendern des HSC-Fräsmaschinen-Pioniers Röders effizientere Arbeit. Das Bauteil, von dem bisher rund 5000 Stück im Spritzguss-Verfahren Space Puzzle Molding (SPM) hergestellt wurden, erlaubt den automatischen Betrieb einer Dental-Maschine.

Bereits seit vielen Jahren pflegen die Soltauer Röders GmbH und Protoform K. Hofmann GmbH aus Fürth geschäftliche Beziehungen. Als man sich bei Protoform im Jahr 1998 für die Anschaffung der ersten HSC-Maschine entschied, machte die Röders RFM 760 das Rennen. Auch die erste Fünf-Achsen-Fräsmaschine, die bei Protoform im Einsatz war, stammt aus dem gleichen Hause. Im Formenbau von Protoform arbeiten inzwischen drei HSC-Fräsen dieses Herstellers. Innerhalb kürzester Durchlaufzeiten werden so Formeinsätze für die Herstellung serienidentischer Bauteile gefertigt. Der Spritzguss-Spezialist Protoform hat mehr als 35 Jahre Erfahrung in der Herstellung von serienidentischen Prototypen und Kleinserien im Originalwerkstoff. Eigens zu diesem Zweck wurde das patentierte SPM-Verfahren entwickelt. Der Maschinenpark des Fürther Unternehmens ist daran angepasst. Im hauseigenen Spritzguss-Betrieb wird mit hohem Automatisierungsgrad produziert. Die benötigten SPM-Formeinsätze werden auf Röders-Maschinen gefertigt. „Durch die Fünf-Achsen-HSC Maschine RFM 600 DSP mit 15-fach-Plattenwechsler können wir die komplexen Formeinsätze effizient bearbeiten. Dadurch haben wir erhebliche Zeitersparnis und kürzere Rüstzeiten. Durch den 15-fach Plattenwechsler und 85 Werkzeugplätze ist die Maschine sehr flexibel und dynamisch“, sagt Murat Recberoglu, Leiter CNC Fräsen/Programmieren bei Protoform. Im hauseigenen Formenbau entstehen zwei Werkzeuge pro Tag. Bis heute wurden so rund 10 000 Formeinsätze gefertigt.

Um den automatischen Betrieb der Dental-Fräsmaschine RXD5 zu ermöglichen, entwickelte man bei Röders eine Schale, in die das fertige Dentalprodukt abgelegt werden sollte. Erste Teile wurden als Aluminium-Drehteil im eigenen Betrieb hergestellt. „Aufgrund des ganzen Prozesses war die Herstellung aber sehr aufwendig”, erinnert sich Dr. Oliver Gossel, Vertriebsleiter HSC-Maschinen bei Röders. „Die Variante aus Aluminium wäre nicht verkaufbar gewesen.“
Im Kriterienkatalog legten die Entwickler im Röders-Geschäftsbereich High Speed Dental schließlich eine Schale aus transparentem Kunststoff fest. Zusätzlich erforderte die fortschreitende Automation in Dentallaboren die Integration eines Lesechips. Diese Arbeit sollte bei Röders kostengünstig erledigt werden. Bei den Produkten, die Röders-Kunden in der Dental-Fräsmaschine RXD5 fertigen, handelt es sich um patientenspezifische Einzelanfertigungen wie Brücken und Zahnersatz. Verwechselung muss da auch im automatischen Betrieb zu 100 % ausgeschlossen sein.
Nach der Entscheidung, die Schale in Kunststoff herstellen zu lassen, stellte sich den Entwicklern bei Röders die Frage, in welchem Verfahren das Bauteil gefertigt werden sollte. „Für ein Spritzgussteil sind hohe Werkzeugkosten einzukalkulieren. Da wir im voraus nicht wussten, wie das Produkt ankommt, stellten diese Kosten ein hohes Risiko für uns dar”, erklärt Gossel. Man entschied sich für die Zusammenarbeit mit Protoform. „Protoform bietet optimale Lösungen für kleine Stückzahlen. Die Kosten für die Formeinsätze sind beim Space-Puzzle-Molding-Verfahren sehr gut abzufangen”, sagt Gossel.
Aus einem ursprünglichen Bedarf von 500 Prototypenteilen wurden inzwischen 5000 Serienteile. 3000 davon wurden problemlos mit Hilfe des Rapidtools hergestellt, das auch die ersten Prototypenteile lieferte. Nachdem die garantierte Ausbringungsmenge längst überschritten war und der Kunde mit steigenden Stückzahlen rechnete, stieg Protoform auf SPM-Kleinserienformeinsätze um. Das neue Tool garantiert eine Ausbringung von 6000 Teilen, bisher lieferte es 1500 Makrolon-Schalen. „Ein Merkmal des Space-Puzzle-Molding-Verfahrens ist, dass vom ersten Prototypen an Teile in Serienqualität produziert werden. So treten auch bei der Umstellung von SPM-Prototypenformeinsätzen auf SPM-Kleinserienformeinsätze keine Schwierigkeiten auf“, erklärt Protoform-Vertriebsleiter Wolfgang Tykvart.
Die weiterentwickelte Dental-Fräsmaschine RXD5 bietet den Kunden die Möglichkeit, die Materialausnutzung zu optimieren. Die neue Technik erlaubt das automatische Heraustrennen der Dentalarbeiten aus dem Rohling durch Fräsen direkt in der Maschine. Die fertigen Produkte werden in den von Protoform gefertigten Schalen abgelegt, automatisch aus der Maschine befördert und zur weiteren Bearbeitung von Hand bereitgestellt. „Früher wurden die Zähne durch Stege im Werkstoff-Rohling festgehalten und dann von Hand herausgetrennt. Nun trennt die Maschine gleich die Stege ab“, erklärt Oliver Gossel. Vorteil für die Anwender: Durch diese Erweiterung können erheblich mehr Einheiten pro Rohling hergestellt werden.
Beate Ziehres Fachjournalistin in Hixon/USA
Weitere Informationen Über den Spritzgussspezialisten Protoform (Halle 6, Stand 6234): www.protoform.de Über den Fräsmaschinenanbieter Röders: www.roeders.de

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