Bei der Fertigung medizintechnischer Apparate und Implantate für die Knochenchirurgie bieten mehrstufige Fertigungsprozesse immer seltener die benötigte Einsatzflexibilität. Auch in punkto Stückkosten gibt es bessere Lösungen.
In den Bereichen Traumatologie, Wirbelsäulen- und Gesichtschirurgie (CMF), Biomaterialien sowie Power Tools gehört Synthes mit weltweit 10 000 Mitarbeitern und 2,5 Mrd. US-$ Umsatz seit Jahren zu den erfolgreichsten Innovatoren. Neben vier Standorten in den USA ist das Unternehmen auch in Europa mit Werken in der Schweiz, in Österreich und in Deutschland präsent.
Am expandierenden Standort Tuttlingen fokussieren mittlerweile 90 Mitarbeiter auf die Präzisionsfertigung von Instrumenten und Implantaten. Ein Erfolgsprodukt sind sogenannte Trialimplantate zum Bemessen von Bandscheibenimplantaten. Diese Messlehren mit Tiefenbegrenzer zum Einführen zwischen Wirbelkörpern sind mit Genauigkeitsanforderungen von zum Teil +/- 10 µm echte Präzisionsteile.
Diese gilt es, flexibel in derzeit 18 Varianten, bedarfsgerecht – im Extremfall als Losgröße 1 –, schnell und natürlich wirtschaftlich zu fertigen. Beim herkömmlichen Fertigungskonzept wurden die Rohlinge in mehreren Aufspannlagen auf zwei Fräszentren bearbeitet. Wenngleich das Werkstückhandling durch einen Roboter automatisiert war, erforderte das Entgraten sowie das obligate Vermessen der Fertigteile jede Menge händische Eingriffe. Das bindet und kostet nicht nur Personal, die mehrstufige, nicht vollautomatisierte Fertigung führt außerdem zu Liegezeiten. Ein weiterer Nachteil ist der relativ große Flächenbedarf für die Gesamtwertschöpfung.
„Angesichts der stetig steigenden Nachfrage und der auch künftig zunehmenden Zahl von Varianten haben wir uns 2007 intensiv nach alternativen Fertigungsmöglichkeiten umgesehen“, berichtet Ulrich Jäggle, Geschäftsführer der Synthes Tuttlingen GmbH. „Außerdem schätzen wir die Wertschöpfung im eigenen Haus. Outsourcing ist out.“ Bei der Prozessentwicklung arbeite das Unternehmen sehr intensiv mit seinen Maschinenlieferanten zusammen – so auch bei der Entwicklung einer neuen Fertigungslösung für die bereits erwähnten Trialimplantate.
Letztlich überzeugte das turnkey-Angebot des Tuttlinger Werkzeugmaschinen-Herstellers Chiron. Denn laut Jäggle „waren das vorgestellte Konzept auf Anhieb und die Beratung und die Projektbetreuung von unserer ersten Anfrage bis zur Inbetriebnahme einfach überzeugend.“
Seit Mitte 2008 fertigt Synthes die Trialimplantate auf einer mit Drehspindel, Schwenkkopf und Werkstückwendeeinheit ausgestatteten, mithin in sieben CNC-Achsen gesteuerten FZ 12K S High Speed direkt von der Stange. Damit nicht genug: Die FZ 12K S integriert zudem einen Messtaster samt allen erforderlichen Prüfprogrammen für die obligate, ehedem auf einer separaten Messmaschine durchgeführte Qualitätssicherung. Wolfgang Ley, Abteilungsleiter, 5-Achs-Bereich: „Wir bekommen heute komplett bearbeitete, geometrisch präzise vermessene und protokollierte Fertigteile von der Maschine.“
Im Vergleich zur mehrstufigen Bearbeitung von Schmiederohlingen profitiert Synthes beim Komplettbearbeiten direkt aus dem adaptierten Kurzstangenlademagazin durch:
- Bearbeitungs- und Wiederholgenauigkeit besser +/-10 µm
- mannlose Fertigung
- mehr als halbierter Flächenbedarf (Flächenproduktivität)
- bis zu 15% kürzere Stückzeiten
- Fertigung von 18 Varianten mit einer Vorrichtung – dadurch
- unkompliziertes, schnelles Umrüsten
- hohe Einsatzflexibilität von Losgröße 1 bis Kleinserie
- weniger Lagerhaltung und keine Liegezeiten
- kein Transport von Roh- und Halbfertigteilen
- 100%-Kontrolle und Dokumentation direkt auf Maschine
- Einsparung einer Messmaschine
- Fertigungsmöglichkeit komplexer Geometrien
- ePS für Fehlerfrüherkennung, Ferndiagnose, vorbeugende Instandhaltung
- deutlich geringeres Investitionsvolumen
- hohe Energieeffizienz
- Maschine und Prozess aus einer Hand
Der bei Synthes als Anwendungstechniker für Prototyping zuständige Rainer Link sieht noch einen weiteren „nicht zu unterschätzenden Vorteil: Die Knochenchirurgie entwickelt sich in rasantem Tempo weiter. In Konsequenz werden die Teile stetig komplexer. Mit der FZ 12K S sind wir für künftige Herausforderungen bestens gerüstet.“
Chiron verfügt über ein umfangreiches, modulares Standard-Maschinenprogramm. Auf dieser Basis entwickeln die Applikationsingenieure kundenindividuelle Komplettlösungen aus einer Hand. Die Mehrkosten amortisieren sich in den meisten Fällen innerhalb von ein bis maximal zwei Jahren.
Klaus Dieter Hennecke Fachjournalist in Olpe
Weitere Informationen www.chiron.de www.synthes-tuttlingen.de
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