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[MEET THE EXPERT] Medical Manufacturing, Landhaus Solothurn, 14./15.9.2010 HYBRIDMANUFACTURING TM – Kostenvorteil bei anspruchsvollen Werkstoffen und Geometrien A. Meyenhofer Jossi Orthopedics AG, Islikon EINLEITUNG: Die Jossi Orthopedics AG - Fertigt seit über 30 Jahren Komponenten und Instrumente im Auftrag von Anbietern von orthopädischen und unfallchirurgischen Implantaten. - Beherrscht eine einzigartige Fertigungsmethode (HYBRIDMANUFACTURING TM ), die sowohl Bearbeitungs- wie auch Materialkosten spart. - Verarbeitet alle in der Medizintechnik gebräuchlichen Metalle und Polymere. - Bietet komplette Entwicklungs- und Fertigungsleistungen von der Idee bis zum verpackten Sterilprodukt. VERFAHREN: Unter HYBRIDMANUFACTURING TM ist die intelligente Kombination von Umform- und Zerspanungsprozessen zu verstehen. Dabei wird Flachmaterial durch Umformen möglichst nahe an die Endform gebracht, so dass nur noch minimale spanende Bearbeitungen nötig sind. Während Giessen und Schmieden stets am Anfang der Prozesskette stehen müssen, unterliegt die Umformung durch HYBRIDMANUFACTURING TM keiner Einschränkung. Abb. 1 zeigt dafür Beispiele: zunächst wird aus Titanblech die Grundform erzeugt, in späteren Schritten werden die Makrostruktur aufgeprägt oder Formelemente wie Schraubentrichter eingebracht, wobei verschiedenste Formvarianten erzeugt werden können. Abb. 1: Makrostrukturierte Schale einer Hüftpfanne zur zementfreien Primärimplantation (links) sowie eine Pfannendach-Schale für Revisionseingriffe (rechts). Beide in Abb. 1 gezeigten Implantat-Typen sind nur durch Umformtechnologie in dieser Form wirtschaftlich realisierbar, denn beim Zerspanen aus dem Vollen wären Material- und Bearbeitungsaufwand immens. Auch stärker ausgeprägte Strukturen wie Polyeder oder Finnen können umformtechnisch kostengünstig erzeugt werden (Abb. 2, 3). Abb. 2: Zementfreie modulare Revisionspfanne (links) mit ausgeformten Makrostrukturen (rechts). Abb. 3: Frakturplatte, in einem mehrstufigen Umformprozess nahe an die Endform gebracht. Alle Sorten von Rein-Titan, Titanlegierungen, CoCr-Legierungen sowie hochlegierte Medizinal- Stähle können umgeformt werden. SCHLUSSFOLGERUNGEN: HYBRIDMANUFACTURING TM bedeutet für den Kunden der Jossi Orthopedics AG, neben der konventionellen Zerspanung zusätzlich über die Option der Umformtechnologie zu verfügen. Umformtechnik ist immer dann sinnvoll, wenn ausgedehnte, komplexe Strukturen mit dünner Wandstärke oder teuren Materialien erzeugt werden sollen. Bestes aktuelles Beispiel dafür sind dünnwandige Metalbacks für Hüftpfannen, logische Konsequenz immer grösserer Kugelkopf- Durchmesser. Die Verringerung des Materialaufwands und der Bearbeitungszeit bringen signifikante Kosten- und damit Wettbewerbsvorteile, bereits ab kleinen Losgrössen. 16
[MEET THE EXPERT] Medical Manufacturing, Landhaus Solothurn, 14./15.9.2010 Schlüsseltechnologien in der Produktionskette von Medizintechnik- Komponenten K. Eggmann, Weidmann Plastics Technology AG, Medical Division, WICOR Gruppe EINLEITUNG: Die Wicor Technologiegruppe (Weidmann International Corp.) entwickelt, produziert und vertreibt neben Isolationskomponenten für den Hochspannungsmarkt, technisch anspruchsvolle Kunststoffanwendungen für die Fahrzeug- und Medizintechnik. Die Medical Division bedient die Marktsegmente Labware (Consumables für die Pharmaforschung), In Vitro Diagnostics und Medical Devices mit kundenspezifischen Lösungen im Kunststoff- Spritzgussbereich. Dafür wurden über die letzten Jahre Technologien entwickelt, welche es ermöglichen die hohen technischen wie marktspezifischen Anforderungen zu erfüllen. SCHLÜSSELTECHNOLOGIEN: Als OEM- Partner ist die Zulieferindustrie und insbesondere die Kunststoffbranche gefordert, kreative und innovative Produkt- und Fertigungskonzepte umzusetzen. Wir unterscheiden dabei klar Entwicklungs- von Industrialisierungs-Expertisen wie sie für die Grossserienproduktion mit integrierten Montage- und Verpackungsprozessen gefordert sind. OEM-Partner mit einer “One Stop Shopping” Strategie müssen sich im Spannungsfeld zwischen Kunden- und Kunststoffkompetenz professionell bewegen und diese verknüpfen können. Fig. 1: Das Beherrschen des Zusammenspiels zwischen den unterschiedlichsten Fach-Kompetenzen ist ein Schlüsselfaktor Die Beherrschung der *Spritzguss-Prozesskette ist Voraussetzung für eine nachhaltige Partnerschaft mit OEM’s. (*Produktentstehungs-Prozesskette) Fig. 2: Die Spritzgussprozesskette mit den relevanten Prozessen für eine robuste Grossserienfertigung Dabei konzentriert sich Weidmann u.a. auf die folgenden Themen: Spritzgussverfahren, Werkzeugtechnik, Automations- und Montagesysteme, sowie Verpackungs- und Logistikkonzepte. Das Produktdesign bestimmt nachhaltig alle relevanten Produktionsschritte und deren Kosten. Die Abstimmung zwischen dem Spritzprozess, der Übergabe an die Automation sowie die effiziente Weiterleitung der Komponenten in die Verpackungsbereiche beeinflussen eine kosteneffiziente Fertigung massiv. Ein funktionierendes Q-System ist für eine erfolgreiche Fertigung Voraussetzung. Für die langen Lebenszyklen der Produkte ist es notwendig, dass bereits während den Risikoanalysen den Unterstützungsprozessen (Rohstoffbeschaffung, Ersatzteilmanagement, Instandhaltung und Personalschulung) Beachtung geschenkt wird, um auch hier die Voraussetzungen für eine stabile Produktion zu schaffen. TRENDS UND ZUSAMMENFASSUNG: Das Marktumfeld der OEM’s und somit auch der Zulieferindustrie in der Medizintechnik wird künftig durch die demografische Entwicklung, Globalisierung, IT-Revolution in der Medizintechnik, hohem Informationsstand der Patienten und – last but not least – durch weiter steigenden Kostendruck geprägt. Wir gehen davon aus, dass der Bedarf von Kunststoff-Einwegprodukten weiter steigt und OEM’s vermehrt auf strategische Partnerschaften setzen. Die weiter fortschreitende Globalisierung hat zur Folge, dass sich auch die Zulieferindustrie entsprechend aufstellen muss. Das Beherrschen und Kombinieren der Schlüsseltechnologien in der Prozesskette werden auch künftig entscheidende Faktoren darstellen. 17
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