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Implantate und Prothesen werden im Schleppfinisher poliert

Gleitschliff-Verfahren
Implantate und Prothesen werden im Schleppfinisher präzise und reproduzierbar poliert

Ob für Teilbereiche von Hüftimplantaten oder für Prothesen und Orthesen – automatisierte Gleitschliffprozesse sorgen für glatte, hochglanzpolierte Oberflächen und reproduzierbare Ergebnisse. Dabei ermöglicht ein Schleppfinisher von Rösler die präzise Einzelteilbearbeitung von zwölf Hüftschäften gleichzeitig.

Doris Schulz
Fachjournalistin in Korntal

Die spanende Herstellung von feinmechanischen Komponenten und Baugruppen ist das Metier, dem sich die im niederösterreichischen Pottendorf ansässige MBN Präzisionstechnik GmbH seit 20 Jahren widmet. Der Schwerpunkt liegt in der Produktion von chirurgischen Implantaten und Instrumenten aus Titan und Edelstahl. Diese ist weitestgehend automatisiert und stellt eine lückenlose Rückverfolgbarkeit vom Rohmaterial bis zum fertigen Produkt sicher.

Das Polieren der Schafthälse von Hüftimplantaten erfolgte allerdings bis vor kurzem noch in Handarbeit durch manuelles Vor- und Feinschleifen sowie anschließendes Elektropolieren. Dieser Fertigungsschritt verursachte nicht nur einen enormen Zeit-, Personal- und Kostenaufwand, sondern war auch unter den Aspekten Reproduzierbarkeit und Nachhaltigkeit nicht optimal.

Geschäftsführer Thomas Müllner suchte deshalb bereits seit längerem eine automatisierte Alternative. „Da nur ein genau definierter Bereich poliert werden darf und verschiedene Schafttypen in unterschiedlichen Größen zu bearbeiten sind, stellte die Automatisierung eine gewisse Herausforderung dar.“ Auf Empfehlung eines Endkunden von MBN folgten Versuche mit der österreichischen Niederlassung von Rösler, die sich in unmittelbarer Nähe befindet und über ein kombiniertes Versuchs- und Dienstleistungszentrum verfügt.

Zum Einsatz kam dabei der kompakte Schleppfinisher R 4/700 SF. Die Plug-and-Play-Maschine verfügt über einen Arbeitsbehälter mit 700 mm Durchmesser sowie ein Karussell für vier Arbeitsspindeln mit jeweils drei Teileaufnahmen. Karussell und Arbeitsspindeln werden von separaten Motoren angetrieben, sodass deren Bewegungen individuell einstellbar sind. Die spezielle Gleitschliffanlage ermöglicht eine sehr präzise und gezielte Einzelbearbeitung komplex geformter, hochwertiger Werkstücke. Exakt wiederholbare Prozessparameter gewährleisten dabei reproduzierbare Ergebnisse.

Reproduzierbare Ergebnisse durch Schleppfinishen

„Das umfangreiche Know-how und die Erfahrung aus dem Lohnbetrieb haben wesentlich dazu beigetragen, dass wir in den Schleppfinish-Versuchen sehr schnell einen zweistufigen Prozess mit den Schritten Nassschleifen und Trockenpolieren entwickeln konnten, mit dem wir in kurzen Bearbeitungszeiten gleichbleibend gute Ergebnisse erzielen“, so Müllner. Die nicht zu bearbeitenden Bereiche der Hüftschäfte werden vor dem Schleifen maskiert und die Implantate manuell in Werkstückhalterungen gespannt. Nach dem Start des entsprechenden Bearbeitungsprogramms fahren die Spindeln rotierend in das Bearbeitungsmedium. Für das Nassschleifen kommt ein Gemisch aus kunststoffgebundenen Schleifkörpern unterschiedlicher Geometrien mit abgestimmtem Compound zum Einsatz.

Das Polieren erfolgt mit einem pflanzlichen Trockenpoliermedium. Für diesen Prozessschritt wird der Arbeitsbehälter einfach ausgetauscht. „Durch den automatischen Schleppfinish-Prozess konnten wir einerseits die Qualität und Reproduzierbarkeit weiter erhöhen. Andererseits fallen für das Schleifen und Polieren der Schafthälse nur noch rund ein Drittel der vorherigen Kosten an. Dadurch amortisierte sich die Investition bei MBN in rund drei Jahren.

Keramo-Finish statt säurebasierter Bearbeitung

Auch für die Ottobock SE, Duderstadt, war Rösler der Wunschpartner, als neue Gleitschlifflösungen für eine optimierte und nachhaltigere Komponentenfertigung für seine Orthesen und Prothesen im 2021 eröffneten Produktionswerk in Blagoevgrad, Bulgarien, gesucht wurden. So wurde unter anderem eine bisher säurebasierte Nachbearbeitung für eine Hochglanzpolitur durch einen maßgeschneiderten Keramo-Finish-Prozess ersetzt. Durch den neuen säurefreien Prozess kann das Prozesswasser im Kreislauf geführt werden. Dies trägt zu einer spürbaren Verringerung des Wasser- und Compoundverbrauchs bei.

Der Polierprozess erfolgt in einem Rösler Rundvibrator R 780 EC. Durch den speziell gestalteten Arbeitsbehälter wird ein gleichmäßiges Fließen der Werkstück- Schleifkörpermischung erzielt und somit werden sowohl kleine und empfindliche Werkstücke als auch große, sperrige Komponenten schnell und schonend poliert und separiert. Ein zweiter Rundvibrator R 420 EC wird bei Ottobock mit abgestimmten Schleifkörpern und Compounds für ein breites Anwendungsspektrum – vom Entgraten über das Kantenverrunden bis zum Glätten der Oberflächen – eingesetzt. Für die Trocknung der Teile nach der Gleitschliffbearbeitung setzt Ottobock einen Rundtrockner mit Direkt-Heizung ein, der über ein innovatives Wärmeblock-Heizsystem verfügt.


Kontakt zum Oberflächenspezialisten:
Rösler Oberflächentechnik GmbH
Vorstadt 1
96190 Untermerzbach-Memmelsdorf
www.rosler.com



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