Prozesskette von Beginn an optimieren

Die Medizintechnik zählt zu den Wachstumsbranchen der heutigen Zeit. Trotzdem ist auch dort der Kostendruck spürbar. Effizienz und Effektivität sind in der Fertigung gefragter denn je. „Optimale Produktionsprozesse haben einen enormen Stellenwert in der Medizintechnik“, betont Karsten Schwarz, Leiter Anwendungstechnik Machine Tools bei Siemens Drive Technologies. Es gehe darum, die Werkstücke möglichst kostengünstig und trotzdem mit sehr hoher Prozesssicherheit zu fertigen, so der Siemens Manager.

Auch im Jahr 2011 werde die Medtec Europe dem Anspruch, die vollständige Wertschöpfungskette medizintechnischer Produkte abzubilden, wieder gerecht, versichert Gregor Bischkopf, verantwortlicher Manager Messe beim Veranstalter UBM Canon. Das Fachpublikum trifft vom 22. bis 24. März in Stuttgart Hersteller anspruchsvoller Fertigungstechnik für die Metallbearbeitung. „Traditionell“, so Bischkopf, „sind die Bereiche des Drehens und Fräsens besonders stark vertreten, wobei natürlich auch die Schleiftechnik eine immer größere Rolle einnimmt.“ So zeigt Siemens live die gesamte Prozesskette vom CAD/CAM über den Datenworkflow bis hin zur Bearbeitung an einer realen Werkzeugmaschine die Dynamik und Genauigkeit bei der Herstellung eines Implantats.

Das Kölner Unternehmen Schütte Schleiftechnik präsentiert Neuentwicklungen im Bereich Software und Automation für medizinische Implantate und Werkzeuge. Die Anforderungen der Hersteller von medizintechnischen Implantaten und orthopädischen Hilfsmitteln an den Fertigungsvorgang gehen heute weit über die reine Zerspanung hinaus. „Es reicht schon lange nicht mehr aus, nur eine Bearbeitungsmaschine anzubieten. Vielen Anwendern fehlen die Ressourcen, selber Prozesse zu entwickeln und optimal auszulegen“, beschreibt Dr. Oliver Gerent, Leiter der Schütte Schleiftechnik GmbH, die momentane Lage. Wirtschaftliche Lösungen könnten, so seine Erfahrung, die Komplettbearbeitung auf einer Maschine oder die Projektierung einer Turnkey-Lösung sein. Mit der heutigen 5-Achsen-CNC Schleifmaschine 305linear sei das Kölner Unternehmen flexibel aufgestellt. Schleifen, Fräsen, Bandschleifen und Polieren sind auf einer Maschine möglich.

Siemens bietet Lösungen über den gesamten Lebenszyklus eines medizintechnischen Produktes – von der Bildgebung am CT über die Konstruktion am CAD/CAM-System bis hin zur Fertigung und Verpackung der Teile. Anwendungstechniker Schwarz beschreibt das Konzept: Die Werkzeugmaschinen werden über Siemens MCIS Software-Lösungen ans Teamcenter angebunden. Dies ermöglicht den Zugriff auf Produktionsdaten und einen direkten Transfer von NC-Programmen und Werkzeugdaten. Noch vor der eigentlichen Fertigung an der Maschine können Fertigungsabläufe auf Basis des Virtual NC Kernels (VNCK) simuliert und optimiert werden. Gleichzeitig wird die Prozesssicherheit erhöht. Toleranzen können exakt vorausgesagt und eventuelle Programmierfehler frühzeitig erkannt werden.

Das Bearbeiten der hochwertigen Werkstoffe Keramik, Titan oder rostfreier Stähle erfordert Präzision. Um eine hohe Oberflächengüte zu erreichen, sind aufwendige Arbeitsschritte nötig. Schleiftechnikexperte Gerent: „Die Oberflächenqualität der Werkstücke beim Eintritt in den Finishprozess ist für die Bearbeitungsdauer entscheidend.“ Schütte setzt auf der 305linear in allen Bewegungsachsen direkt angetriebene Motoren ein, also Linearmotoren oder Motorspindeln. Diese Antriebstechnik garantiere eine hohe dynamische Stabilität der Maschine.

Medizinische Implantate wie Hüft- oder Kniegelenke werden auf Werkzeugmaschinen geschliffen, gefräst, geglättet und poliert beziehungsweise gefinished. Weil aufgrund der demographischen Entwicklung, verbesserter Operationsmethoden und vor allem durch den Ausbau der Gesundheitsversorgung in den BRIC-(Brasilien, Russland, Indien, China)-Staaten ein enormes Wachstum der gesamten Branche in den nächsten Jahrzehnten abzusehen sei, hat Siemens alle Segmente des Medizintechnikmarktes, in denen CNC-Technik eingesetzt wird, besonders im Auge. Allein die Entwicklung und Herstellung von Produkten für den Orthopädiebedarf ist so Karsten Schwarz „mit einem weltweiten Jahresumsatz von rund 28 Milliarden Euro und einem jährlichen Wachstum zwischen 10 und 15 Prozent einer der wachstumsstärksten Sektoren der verarbeitenden Industrie im Gesundheitsbereich.“

Der Gedanke an eine individuelle Fertigung medizintechnischer Produkte erscheint vor diesem Hintergrund als gar nicht so abwegig. Schwarz hält eine solche Lösung mittelfristig für möglich. Schon jetzt arbeite man mit Krankenhäusern zusammen, um die komplette Prozesskette – von der ersten Untersuchung bis zum eingesetzten Knieimplantat – zu optimieren. „Wenn alle Beteiligten im Zuge näher zusammenrücken, ist die Fertigung individueller Implantate mit vertretbarem Kostenaufwand nicht mehr weit weg“, skizziert Schwarz ein nicht allzu fernes Zukunftsszenario.

Peter Klingauf Journalist in Augsburg