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Hohe Standzeiten und reproduzierbare Qualität

Zirkularfräser: Vorteile in der Instrumentefertigung durch geeignete Technik und Beratung
Hohe Standzeiten und reproduzierbare Qualität

Präzise und prozesssicher sollen zum Beispiel Stege in die Führungen von Instrumenten für die Wirbelsäulenchirurgie gefräst werden. Spezielle Zirkularfräser bieten hierbei Produktivitätsvorteile.

So genannte schneidende Kerrison-Rongeur-Instrumente nutzen Chirurgen für Eingriffe an der Wirbelsäule. Die schwäbische Raimund Wenzler GmbH stellt solche Schienenschaft-Instrumente in verschiedenen Größen her und hat bei der Fertigung einige Herausforderungen zu bewältigen.

Hauptteil und Schieber der Instrumente liegen in einer mechanischen Führung und können zu Reinigungszwecken auseinandergeklappt werden. Um eine saubere Führung zu gewährleisten, fräst Wenzler Stege ein und vertraut dabei seit Jahren auf die Leistungsfähigkeit der Nut-Zirkularfräser der Tübinger Paul Horn GmbH. Die Baureihe der drei- und sechsschneidigen Werkzeuge ist für das Nutfräsen, Trennfräsen, Schlitzfräsen und Gewindefräsen ausgelegt, und die Werkzeuge fräsen prozesssicher und mit hoher Präzision.
„Wir schätzen vor allem die hohen Standzeiten, die wir mit diesen Werkzeugen herausholen“, sagt Andreas Haller, Produktionsleiter CNC-Fräsen. Weniger Werkzeugwechsel verringern die Nebenzeiten und senken die Fehlerquoten. Fertigungsleiter Jens Storz resümiert: „Wir erzielen mit den Werkzeugen sehr gute Schnittwerte und stellen in der Serienfertigung reproduzierbar hohe Qualität her.“
Alle Werkzeuge sind mit Schneidkreisdurchmessern ab 9,7 mm in Bohrungen von mindestens 10 mm einsetzbar. Sie sind innengekühlt und stehen in Auskraglängen bis 85 mm zur Verfügung. Allen Fräsern gemein ist der Aufbau aus Hartmetallschaft, Stahlkopf und Schneidplatte. Der Stahlkopf ist auf den Schaft aufgelötet und trägt die Schneidplatte, die durch den asymmetrischen Plattensitz sehr genau und sicher fixiert ist. Die Schneidplatte ist stirnseitig verschraubt.
Wenzler nutzt dreischneidige Nutfräser vom Typ 308 sowie sechsschneidige vom Typ 608 mit einem Schneidkreisdurchmesser von jeweils 15,7 mm und einer Schnitttiefe bis zu ae = 3,5 mm mit TI-25-Beschichtung. Für die größeren Führungen der Griffteile werden Fräser aus der Reihe 332/632 eingesetzt. Diese haben einen Schneidkreisdurchmesser von 31,7 mm, eine Schnitttiefe von bis zu 10,0 mm und sind mit AS45 beschichtet.
Das Einfräsen der Stege erledigen bei kleineren Rongeur-Ausführungen in Edelstahl 1.4021 die dreischneidigen Zirkularfräser vom Typ 308. Das Werkzeug fährt den Steg links und rechts ab und fräst ihn in einem Arbeitsgang aus dem Vollen heraus. Der Steg ist 20 mm lang und 1 mm hoch. Das Werkzeug fräst hier mit einer Eingriffsbreite von ae = 0,22 mm. Wenzler setzt den Fräser mit einer Drehzahl von 4500 min-1 und einem Vorschub von 300 mm/min ein. So erledigt das Werkzeug seine Aufgabe in 20 s, die Schnittgeschwindigkeit liegt bei 220 m/min. Von Vorteil ist, dass der Zirkularfräser von Horn bei dieser Bearbeitung eine sehr hohe Oberflächengüte erzielt, so dass keine Nacharbeit erforderlich ist. Die vorgegebene Toleranz von 0,03 mm hält Wenzler immer ein, und der Zirkularfräser erreicht Standzeiten von bis zu 200 min.
Mit den beschriebenen Fräsern erzielt Wenzler insgesamt spürbare Produktivitätsvorteile, wie sowohl Andreas Haller als auch Jens Storz betonen. Problemlos und einfach laufe auch der Wechsel der Schneidplatten. Die Qualität sei gleichbleibend hoch, eine Prüfung der neuen Werkzeuge auf Maßgenauigkeit werde lediglich aus Gründen der Sorgfaltspflicht durchgeführt. Die Fertigung von chirurgischen Instrumenten bringt schließlich strenge Kontrollen mit sich – vor allem die US-Gesundheitsbehörde FDA legt die Messlatte hoch.
Einen Beitrag zur Kostenoptimierung leisten laut Wenzler die Fräserschäfte. Der Werkzeug-Hersteller Paul Horn kann sie im Schadensfall gegebenenfalls reparieren, so dass der Medizintechnik-Spezialist sie nicht durch teurere neue ersetzen muss.
Die Mitarbeiter des Chirurgieinstrumenteherstellers schätzen darüber hinaus die langjährige Zusammenarbeit mit dem Zerspanungsspezialisten Gisbert Voß, der für Horn im Verkauf und in der Technischen Beratung tätig ist. „Die Kooperation und die gemeinsam entwickelten Bearbeitungsstrategien haben sich bezahlt gemacht“, sagt Andreas Haller. Und Gisbert Voß ergänzt: „Wir unterhalten uns regelmäßig darüber, was in der Produktion verbessert werden kann.“ Das kommt beim Medizintechnik-Spezialisten gut an. „Wir sind sehr zufrieden und werden die Zusammenarbeit weiter ausbauen“, sagt Andreas Haller.
Klaus Hiemer Fachjournalist in Filderstadt
Weitere Informationen Über den Werkzeughersteller: www.phorn.de Auf der Messe AMB: Halle 1, Stand D16
Asymmetrischer Plattensitz fixiert die Schneidplatte genau und sicher

Der Anwender
Das Familienunternehmen Raimund Wenzler GmbH ist seit 1932 im schwäbischen Balgheim ansässig und machte sich schnell einen Namen als Hersteller verschiedener medizinischer Instrumente. Bereits Anfang der 1960er Jahre entwickelte der Firmengründer eine Spezialschere mit einer Übersetzung, die den Kraftaufwand bei chirurgischen Eingriffen verringerte. Heute fertigt Wenzler mit 45 Beschäftigten auf einer Fläche von 2000 m² eine umfangreiche Palette an OEM-Produkten wie schneidende Rongeur-Instrumente, Rippenscheren oder Polypenzangen aus den Edelstählen 1.4021 und 1.4542.
Die Fertigung erfolgt auftragsbezogen auf Kundenwunsch nach Zeichnung. Die Losgrößen liegen je nach Produkttypen zwischen eins und 100. Hauptmärkte sind Europa und die USA. Der Jahresumsatz beträgt rund 4 Mio. Euro. Von der Prototypen-Entwicklung per CAD/CAM und dem automatisierten CNC-Fräsen wie CNC-Drehen über das Reinigen und Auswaschen bis zum Handschleifen und der 3D-Qualitätskontrolle sowie der manuellen Endmontage findet alle Schritte im eigenen Haus statt.
Weitere Informationen: www.wenzler.de

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