Gerade in der Mikrochirurgie spielt die Qualität der mikrochirurgischen Instrumente eine große Rolle für den Erfolg einer OP. Das stellt höchste Anforderungen an deren Herstellung in puncto Präzision, Langlebigkeit und Verarbeitung. Die MICROMA Martin Alber GmbH & Co. KG aus Irndorf ist seit vielen Jahren Spezialist für die Fertigung mikrochirurgischer Instrumente. Mit einem auf die Anwendung zugeschnittenen Fräswerkzeug der NACHREINER GmbH aus Balingen-Weilstetten konnten die Medizintechnik-Experten die Bearbeitungszeit deutlich senken – und das bei fast doppelten Standzeiten. Ein entscheidendes Detail bei der Anpassung des Fräsers war die leistungsstarke HiPIMS-Beschichtung.
Chirurgische Federscheren, Nadelhalter und Pinzetten in kleinsten Dimensionen sind das Spezialgebiet von MICROMA. Um den extremen Anforderungen an solche hochpräzisen mikrochirurgischen Instrumente gerecht zu werden, sind höchste Qualitätsstandards Pflicht. Der Erfolgsgarant bei MICROMA ist die Kombination aus speziell konzipierten Sondermaschinen, hochwertigen Materialien und leistungsstarken Präzisionswerkzeugen. „Präzision und Qualität sind unverzichtbar in der Medizintechnik und werden in unserer Fertigung kompromisslos eingehalten. Aber selbstverständlich stehen auch bei uns Wirtschaftlichkeit und Produktivität immer im Fokus. Deswegen stellen wir unsere Prozesse regelmäßig auf den Prüfstand, um Optimierungspotenziale zu erschließen. So suchten wir nach einem effizienten Fräswerkzeug, um unsere Bearbeitungszeiten zu reduzieren. Fündig wurden wir bei NACHREINER“, so Jan Alber, Produktionsleiter bei MICROMA.
Eigene Beschichtungskompetenz für noch differenziertere Lösungen
Präzisionswerkzeuge für anspruchsvolle Zerspanaufgaben von Metall, NE-Metallen, Kunststoff und Verbundwerkstoffen sind die Expertise von NACHREINER. Das Unternehmen produziert mit optimierten Herstellungs-, Qualitäts- und Serviceprozessen so weit wie möglich im eigenen Haus. Dabei sind die temperierte Fertigung, moderne Technologie zur Kantenpräparation und Optimierung der Mikrogeometrie sowie innovative Schleif-, Mess- und Automatisierungstechnik feste Größen in ihrer Werkzeugproduktion. Seit einigen Jahren ist zudem eine Inhouse-Beschichtungslinie von CemeCon rund um die CC800 HiPIMS-Beschichtungsanlage zentraler Bestandteil der Fertigung.
Martin Seifriz, Geschäftsführer bei der NACHREINER GmbH: „Wir haben den Anspruch, unseren Kunden jetzt und zukünftig die besten Zerspanwerkzeuge zu entwickeln, damit sie eine hervorragende Qualität ihrer Produkte erzielen können. Dank unserer hohen Fertigungstiefe inklusive Premium-Beschichtungskompetenz können wir hier herausragende Lösungen liefern. Die CC800 HiPIMS ist der Schlüssel, um uns durch hochwertige Beschichtungslösungen noch besser vom Wettbewerb differenzieren zu können.“
Mit der HiPIMS-Technologie hat CemeCon die Qualität und Leistungsfähigkeit von Beschichtungen im Vergleich zu anderen Verfahren noch einmal deutlich gesteigert. Die Technologie ist flexibel und für die Beschichtung vieler verschiedener Werkzeugvarianten geeignet. Ob kleine Chargen oder Losgrößen mit hohen Stückzahlen: Sie lässt sich optimal an unterschiedliche Anforderungen etwa von Mikrowerkzeugen bis hin zu Werkzeugen für die Schwerzerspanung anpassen – und dies innerhalb kürzester Zeit. Über diese gesamte Bandbreite besitzen die HiPIMS-Beschichtungen exzellente Eigenschaften: Sie sind glatt, haftfest, hart und gleichzeitig zäh, haben eine feinkristalline, dichte Morphologie, angepasste Eigenspannungen und hohe thermische Stabilität. Auch die gleichmäßige Schichtdickenverteilung trägt zu einem optimalen Verschleißschutz der Zerspanwerkzeuge bei. Die perfekte Kombination für Präzisionswerkzeuge in Premium-Qualität.
Anwendung mit speziellen Herausforderungen
Die Herstellung von mikrochirurgischen Instrumenten stellt hohe Anforderungen an die Zerspanwerkzeuge: Hergestellt werden sie aus rostfreiem Stahl (1.4034 bzw. 1.4022). Diese hochwertigen Stähle zeichnen sich durch eine hohe Korrosions- und Säurebeständigkeit aus. Dabei sind sie sehr zäh und besitzen eine geringe Wärmeleitfähigkeit.
Hervorragende Eigenschaften für den Einsatz in der Medizintechnik, für die Zerspanung aber eine herausfordernde Kombination. Denn beim Bohren, Fräsen oder Drehen entstehen hohe Temperaturen an der Schneide, die das Werkzeug schädigen können. Darüber hinaus ist die Bearbeitung selbst sehr anspruchsvoll: Das Fräswerkzeug muss an einem langen und dünnen Bauteil einen hohen Materialabtrag erreichen und dabei auch noch gute Oberflächenqualitäten erzielen.
Genaue Abstimmung für ausgezeichnete Performance
In einem ersten Schritt wechselte MICROMA zum VHM-HPC-Superstar-Fräser aus dem NACHREINER Standard-Programm, der dann in einem zweiten Schritt noch einmal an die spezielle Anwendung angepasst wurde. „Die Kombination aus einem 3- und einem 6-schneidigen Werkzeug bei unserem Superstar-Fräser ermöglicht sowohl effizientes Schruppen als auch ruhiges Schlichten mit hervorragender Oberflächenqualität. Denn die ungleiche Teilung verhindert unter anderem Vibrationen sowie Schwingungen und ist so für die sehr gute Laufruhe und reduzierte Reibung verantwortlich“, erklärt Martin Seifriz.
Schon mit der Standardvariante konnte MICROMA den Vorschub verdreifachen sowie die Schnittgeschwindigkeit um mehr als 30 Prozent erhöhen. „Das war bereits ein toller Erfolg! Wir verkürzten unsere Bearbeitungszeit und erhielten so erstklassige Bearbeitungsergebnisse bei gesteigerter Produktivität“, freut sich Jan Alber. Doch das war nur der Anfang; die Optimierung des Werkzeugs verbesserte die Resultate weiter. Dazu stimmten die Experten in enger Zusammenarbeit den Fräser genau auf die Anwendung von MICROMA ab und verdoppelten fast die Werkzeugstandzeiten. Neben der gezielten Anpassung der Mikrogeometrie brachte vor allem auch die abgestimmte TiAlSiN-Beschichtung den zusätzlichen Performanceschub.
Der Standard-Fräser von NACHREINER hat eine AITiN-Beschichtung. Bei der Zerspanung von rostfreiem Edelstahl bietet die TiAlSiN-Beschichtung jedoch deutliche Vorteile: Sie schützt dank ihrer hohen Temperaturstabilität bis 1.100°C das Werkzeug optimal vor Hitze im Zerspanprozess und die Wärme wird durch den Span abgeführt. „Die extreme Glätte bedingt durch das HiPIMS-Verfahren reduziert die Wärme weiter. Zudem besitzt TiAlSiN eine geringe Affinität zu rostfreien Stählen. Das verhindert zuverlässig Aufbauschneiden und sorgt für Prozesssicherheit“, erklärt Marc Semder, Sales Manager bei CemeCon, die Vorteile der abgestimmten Beschichtungslösung.
Gelungene Partnerschaft
Die Zusammenarbeit von MICROMA und NACHREINER zeigt, wie entscheidend ein intensiver Austausch zwischen Anwender und Werkzeughersteller ist. Durch den Einsatz der HiPIMS-Technologie von CemeCon und die gezielte Optimierung der Werkzeuggeometrie konnte MICROMA die Bearbeitungszeit verkürzen, und das bei gleichzeitig deutlich höheren Werkzeugstandzeiten. Ein Ergebnis, das alle begeistert!
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