Da geht nichts in die Knie

Um Gelenkprothesen zu optimieren, stehen sowohl das Gelenk wie auch der Ablauf bei den operativen Eingriffen auf dem Prüfstand. Auf die Entwicklung solch hochwertiger Knie- und Hüftprothesen hat sich beispielsweise auch die CGL GmbH aus Tutzing spezialisiert. Im Gegensatz zu den verbreiteten Kniegelenkprothesen aus einer Chrom-Kobalt-Molybdän-Legierung setzt dieses Unternehmen auf eine Titan-Legierung mit nioboberflächen-gehärteten Gleitflächen. Die Kontaktflächen zum Knochengewebe bestehen aus Reintitan, das gegenüber einer Chrom-Kobalt-Molybdän-Legierung eine niedrigere Gewebebelastung durch geringeren Abrieb verspricht sowie ein niedrigeres Allergierisiko.

Sowohl in der Konstruktion ihrer Prothesen wie auch in der Prototypen- und Serienfertigung arbeitet CGL sehr eng mit der Grabenstätter Lex Feinmechanik GmbH zusammen: So begannen beide 2004 mit der Entwicklung und Spezifikation der Doppelschlitten-Knieimplantate aus Titan, die heute in verschiedenen Standardgrößen sowie auch als Individualprothese auf modernen CNC-Maschinen in Serie gefertigt werden.

Die Grundlage für den Einsatz im Bereich Medizintechnik bildete bei Lex die in 20 Jahren erworbene Erfahrung bei der Fertigung von Spezialwerkzeugen. Mitinhaber und Geschäftsführer Martin Lex betont, dass „unser Pluspunkt immer war, dass wir uns sehr intensiv mit der Thematik unserer Kunden auseinander setzen.“ Er selbst hat mehrfach chirurgische Eingriffe verfolgt, um die Abläufe und Arbeitsabfolgen bei der Implantation von Kniegelenken zu verstehen.

Um flexibel auch solche Produkte, wie CGL sie benötigt, fertigen zu können, nutzt sein Unternehmen die CAD/CAM-Lösung der Open Mind Technologies AG in Weßling. Ein anwenderfreundliches und flexibles CAD-System war für Lex ein Muss, da das Unternehmen bereits bei der Entwicklung der Implantate einbezogen wird. Bei der Auswahl des CAM-Systems zählte für ihn

Das CAM-System hyperMill in Verbindung mit hyperCAD bot hierfür die Lösung. Ergänzt wurde das Paket durch das Modul für die Mehrseitenbearbeitung.

Gefräst wird mit Unterstützung des CAD-CAM-Systems in erster Linie auf einer Mikron UCP 600 Vario mit angestellter vierter und fünfter Achse. Als besonders praktisch beim Fräsen der Knieimplantate hat sich die Bearbeitungsstrategie des 3D-Kurvenfräsens erwiesen. Weil Titan so fest ist und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, muss man sehr sensibel damit umgehen – was hohe Anforderungen an die Bearbeitung stellt. hyperMill bietet hierfür eine ganze Reihe von Optimierungsfunktionen. Die Verfahrwegsoptimierung hilft zudem, Maschinenlaufzeiten zu senken.

In der Endbearbeitung werden die bearbeiteten Titanteile geschliffen, hochglanzpoliert und oberflächengehärtet. Dank der Modularität von hyperMill kann das System für die Fünf-Achsen-Simultan-Bearbeitung erweitert werden. Damit könnten kürzere und stabilere Werkzeuge eingesetzt werden, was die Prozesssicherheit erhöht. Durch das Fräsen in einer Fünf-Achsen-Simultanbewegung werden auch An- und Abfahrmarken vermieden.

Mit hyperMill lassen sich auch Jobs in strukturierten Listen verwalten, die direkt in das CAD-Modell gespeichert werden. Hinterlegte Automatismen berücksichtigen geänderte Parameter, so dass Änderungen praktisch per Mausklick möglich sind. Modifikationen im CAD-Modell werden bei Berechnung des CAM-Programms sofort berücksichtigt. Das ist für die Kniegelenk-Fertigung sehr wichtig, da basierend auf den Erfahrungen der Ärzte immer wieder Anpassungen anfallen.

Ines Kaminzky Director Marketing Communications bei Open Mind Technologies

Weitere Informationen zum CAD/CAM-Anbieter: www.openmind-tech.com/de

Die Software hyperMill bietet ein umfassendes CAM-Konzept, das 2D-, 3D-, HSC-, Fünf-Achsen- sowie Fräs-Dreh-Strategien unter einer einfachen Bedienoberfläche integriert. Ergänzt wird dieses Konzept durch eine CAD-Software, CAD-Integrationen, CAD-Direktschnittstellen und anwenderindividuell entwickelte Postprozessoren, so dass die gesamte Prozesskette aus einer Hand abgedeckt werden kann. Eine einfache intuitive Bedienoberfläche, übersichtliche, grafisch unterstützte Eingabemasken und die Rapid-Result-Technologie sollen die Einarbeitung und Anwendung erleichtern. Nach Angaben des Herstellers ermöglichen es Feature-Technologie und Makrodatenbank, übersichtliche Joblisten und das Programmieren per Drag&Drop, dass NC-Programme sehr effizient und schnell entstehen.