Geht es um plasmagespritzte Schichten auf Implantaten zur Beschleunigung der Osseointegration, ist die Medicoat AG ein Pionier. Heute beschichtet das im Schweizer Mägenwil ansässige Familienunternehmen nicht nur medizintechnische Produkte, sondern fertigt und vertreibt auch Anlagen für die gesamte Bandbreite des thermischen Spritzens, wie atmosphärisches (APS) und Vakuumplasmaspritzen (VPS), Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF) sowie Kaltgasspritzen. Zudem zählt die Entwicklung und Produktion innovativer Schichtsysteme für diese Verfahren zum Portfolio.
So entstand in Zusammenarbeit mit einem Kunden für ein neues Implantat eine neue Beschichtungslösung. Um nicht zu beschichtende, gestrahlte Bereiche des Produkts zu maskieren, wurde auch ein neues Abdecksystem entwickelt, das bei den hohen Temperaturen der Plasmabeschichtung einsetzbar ist. Nach der Beschichtung und Demaskierung bleiben an den kleinen Kontaktpunkten sichtbare Farbveränderungen, verursacht durch das Abdecksystem, zurück.
CO2-Schnee aus der flüssigen Phase als Lösung
Für eine einwandfreie Optik, die bei medizintechnischen Produkten unverzichtbar ist, müssen diese Rückstände entfernt werden. „Wir benötigten dafür eine Reinigungslösung mit der die Kontaktstellen selektiv behandelt werden können“, beschreibt Dr. Sebastian Mihm, Head of Medical Coating bei Medicoat, die Anforderungen. „Dabei darf das Rauheitsprofil der vorbehandelten Oberfläche nicht verändert werden. Außerdem muss ein nicht-toxisches Reinigungsmedium eingesetzt werden, das keine Rückstände hinterlässt.“ Eine Aufgabe, die durch die verfahrenstechnischen Eigenschaften und das ungiftige Medium mit dem CO2-Schneestrahlen zu lösen ist. Zunächst wurden Versuche mit einem System durchgeführt, bei dem die Schneekristalle aus Trockeneisblöcken gebildet werden, was aber vom Handling kompliziert war. „Auf der Suche nach einer einfach zu handhabenden Anlage, die auch für die Serienfertigung geeignet ist, sind wir auf die Quattro-Clean-Schneestrahltechnologie von ACP Systems aufmerksam geworden. Sie verwendet flüssiges Kohlendioxid aus Flaschen als Reinigungsmedium“, erinnert sich Mihm. Das unbegrenzt haltbare CO2 entsteht als Nebenprodukt bei verschiedenen industriellen Prozessen und ist daher klimaneutral.
Materialschonende Reinigung durch feinen CO2-Schnee
Wesentliche Komponente des Reinigungssystems ist eine verschleißfreie Zweistoff-Ringdüse. Durch diese wird das flüssige Kohlendioxid geleitet, und es entspannt beim Austritt aus der Düse zu feinem CO2-Schnee, der von einem separaten, ringförmigen Druckluft-Mantelstrahl gebündelt und auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt wird. Beim Auftreffen des gut fokussierbaren, -78,5 °C kalten Schnee-Druckluftstrahls auf die Oberfläche kommt es zu einer Kombination aus thermischem, mechanischem, Sublimations- und Lösemitteleffekt. Durch das Zusammenspiel dieser vier Wirkmechanismen werden die durch das Abdecksystem verursachten optischen Effekte zuverlässig und reproduzierbar entfernt. Die Reinigung erfolgt materialschonend, so dass die Struktur der gestrahlten Oberfläche nicht beeinträchtigt wird.
Standalone-Anlage für die manuelle Reinigung
Um die Quattro-Clean-Reinigung im Unternehmen zu etablieren und den Prozess für das Produkt freigeben zu lassen, hat sich Medicoat für eine Jet-Station-HP in reinraumgerechter Ausführung und manuellen Betrieb entschieden. Die kompakte Stand-alone-Anlage ist mit einer schallgedämmten, komplett aus Edelstahl gefertigten Kabine ausgestattet und bei Medicoat an das zentrale Absaugsystem angeschlossen. „Wir arbeiten mit der Anlage seit Anfang 2020 im Serienbetrieb, in dem wir täglich zwischen 50 und 100 Implantate reinigen, und die Ergebnisse sind einwandfrei“, so Mihm.
Kontakt zum Anbieter der Quattro-Clean-Schneestrahltechnologie:
ACP Systems AG
Berblingerstr. 8
71254 Ditzingen
www.acp-systems.com
