Tagungsdokumentation - IWF - ETH ZÃ¼rich

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

[MEET THE EXPERT] Medical Manufacturing, Landhaus Solothurn, 14./15.9.2010 Automatisierungslösungen für die Prozesskette zur Fertigung medizintechnischer Produkte K. Schwarz, Siemens AG, Sector Industry, Erlangen Obwohl sich der Markt für medizinische Geräte und Produkte sehr positiv entwickelt, ist auch hier der Kostendruck spürbar. Es gilt, alle Prozesse zu optimieren und die Bearbeitung der überwiegend hochwertigen Werkstoffe wie Keramik, Titan oder anderer rostfreier Stähle effizient zu gestalten. Zum einen wird von den Unternehmen der Medizintechnikbranche immer mehr Präzision und Qualität verlangt, zum anderen steigt der Zwang zur Kostenreduktion stetig, weil den Krankenkassen das Geld fehlt. Um im Geschäft zu bleiben, müssen die Hersteller von medizintechnischen Implantaten und orthopädischen Hilfsmitteln den Fertigungsvorgang sowie alle angrenzenden Prozesse optimal gestalten. Neben der reinen Zerspanung ist dafür die eingesetzte CNC-Steuerungstechnik und die Beherrschung der gesamten Produktionsprozesse ein entscheidender Erfolgsfaktor. Wie eine optimierte Prozesskette zum Beispiel bei der Fertigung eines Implantates mit der CNC- Steuerung Sinumerik 840D sl (sl steht für Solution Line) von Siemens aussieht, wird an folgendem Ablauf deutlich: Das in das CAD-System übertragene und digitalisierte Implantat kann noch angepasst und dann in das CAM-System NX CAM von Siemens übernommen werden. Der CAM-Designer ergänzt die für die Fertigung relevanten Parameter. Dazu gehört zum Beispiel die Wahl von Maschine und Werkzeug und auch das Festlegen geeigneter Anfahrtswege. Im nächsten Schritt erzeugt das CAM- System das CNC-Programm und die Werkzeugliste. Ein entscheidender Vorteil bei dem Einsatz von NX CAM ist die Bearbeitungssimulation. Im Unterschied zu anderen Herstellern bietet Siemens zusätzlich zu seiner Sinumerik-Steuerung ein Modell, das das Verhalten der Steuerung simuliert und somit für eine Bearbeitungssimulation eingesetzt werden kann. Diese exakte Voraussage des später gefertigten Kniegelenks führt zu einer Prozesssicherheit höchster Stufe. Das validierte Programm wird per Netzwerkverbindung oder über das Werkzeuginformations- und DNC-System von Siemens auf die Maschine übertragen. Dieses System erhält die Werkzeug- und NC-Programmdaten aus dem CAM-System und überträgt diese an die Maschine. So ist immer sichergestellt, dass die richtigen Werkzeuge und das richtige NC-Programm auch die richtige Maschine erreichen. Der Prozess ist damit lückenlos kontrollierbar, und es können keine Übertragungsfehler auftreten. Fehlervermeidung birgt nicht zuletzt auch ein Einsparpotential, genauso wie die schnellen Prozesse, welche mit einem CAD- /CAM-/CNC-System von Siemens möglich werden. Und das Wichtigste: Der Patient kann sicher sein, dass er das für ihn bestimmte Kniegelenk erhält. In der Medizintechnik sind neben großen auch kleine Serien und Einzelteilfertigung gefragt. Um diese profitabel fertigen zu können, müssen die Benutzer von Maschinen, ebenso wie die Werkzeugmaschinen selbst, hohen Anforderungen gerecht werden. Die digitale Durchgängigkeit der Prozesskette zahlt sich für Hersteller von medizintechnischen Implantaten schnell aus. Die Steuerung Sinumerik 840D sl von Siemens bietet für diverse Bearbeitungsverfahren Lösungen. So lässt sie sich in Dreh- und Fräsmaschinenzentren ebenso effizient integrieren und benutzen wie in High Speed Cutting (HSC)-Maschinen, in Schleifzentren oder Multitaskingmaschinen. Teil der Veranstaltung ist die Live-Präsentation von zwei HSC-Fräsmaschinen der Firma DMG (Dental10 und HSC20), die speziell für die Anforderungen der Medizintechnik konzipiert wurden. Beide Maschinen sind mit der CNC-Steuerung SINUMERIK 840D sl und dem Technologiepaket MDynamics ausgerüstet. 18
[MEET THE EXPERT] Medical Manufacturing, Landhaus Solothurn, 14./15.9.2010 Computertomografie – Problemlösung mit messbarem Durchblick R. Eggenberger, units IM-Technology AG, Au Die industrielle Computertomografie (CT) hat sich in den vergangen vier Jahren als Analysewerkzeug in der Qualitätskontrolle etabliert und bewährt. Durch die Summe all ihrer Fähigkeiten – die Untersuchung der Materialien eines Bauteils als auch dessen vollständige geometrische Analyse – wird die CT so zu einem universellen Werkzeug der industriellen Qualitätskontrolle. Basierend auf dem Prinzip der Röntgentechnologie macht die Computertomografie das Messen dort möglich, wo bisher nur stark eingeschränkt geprüft werden konnte: im Inneren von hochkomplexen Bauteilen. Eine Röntgenquelle, die Mikrofokusröntgenröhre, erzeugt den Röntgenstrahl, der das Messobjekt durchleuchtet. Das Kunststoffbauteil absorbiert den Strahl an verschiedenen Stellen unterschiedlich stark. So schwächen dickere Stellen den Röntgenstrahl stärker ab als dünnere. Ein Detektor, der sich hinter dem Bauteil befindet, nimmt die Strahlung auf und stellt die Intensität in 16 Bit, etwa 65'000 Graustufen, dar. Ein zweidimensionales Graubild des Objekts entsteht. Über eine 360°-Drehung des Bauteils werden 2D- Bilder erzeugt, welche der Rekonstruktion der Bilder dienen und schließlich die dreidimensionale Punktewolke erzeugen. Die speziell entwickelte Software übernimmt den grundlegenden Schritt Aufbereitung der dreidimensionalen Voxeldaten. Das System bietet Materialanalysen für Risse, Einschlüsse, Porosität und geometrische Auswertungen von Wandstärken oder komplett montierten Baugruppen, der Positions- und Funktionskontrolle. Zusätzlich erlaubt die Software Soll-Ist-Vergleiche mit Volumendaten aus dem CAD-System, die Messung von Form- und Lagetoleranzen sowie die Konvertierung in Oberflächendatenformate (z.B. Ist- Daten für Rapid Prototyping). Daraus ergeben sich bis dahin ungekannte Möglichkeiten in der industriellen Qualitätssicherung. Schon kleinste Abweichungen bedeuten oft größte Qualitätsprobleme. Deshalb spielt die Qualitätssicherung eine wichtige Rolle in der industriellen Produktion. Bei unserer Anlage beträgt das Messvolumen 300 x 300 mm. Die Prüfbarkeit einer Komponente ist abhängig von der kumulierten Wandstärke. Fig. 1: Dreidimensionales Volumenmodell einer Schraube mit 50% Glasfaseranteil Die CT hilft Qualitätsprobleme zu entdecken und macht Strukturen an Bauteilen sichtbar und messtechnisch auswertbar, die mit herkömmlicher Messtechnik nur mit sehr großem zeitlichem und gerätetechnischem Aufwand zu prüfen sind. Das Vergießen der Bauteile mit Kunstharz und das schrittweise Zerstören, um die Ebenen zweidimensional messen zu können, entfallen hierbei komplett. Zeitintensive Erstmusterprüfberichte sind in einem Bruchteil der Zeit erstellt, da die gewonnenen Daten anschließend weiteren Optimierungstools zur Verfügung gestellt werden. Somit lässt sich in kürzester Zeit ein verständliches Bild über die Beschaffenheit des Werkstücks darstellen. Auch die Faserorientierungen von kurz- und langglasfaser-gefüllten Bauteilen können mit dieser Methode sichtbar gemacht und dargestellt werden. Schwachstellen werden in einer hohen Genauigkeit von +/- 0.003 mm erkannt und der Verarbeiter kann schnellstmöglich die Entwicklung der Gehäuseteile und Komponenten abschließen und die Produktion beginnen. 19
Seite 1 und 2: [MEET THE EXPERT] Medical Manufactu
Seite 17: [MEET THE EXPERT] Medical Manufactu
Seite 35: [MEET THE EXPERT] Medical Manufactu

Tagungsdokumentation - IWF - ETH ZÃ¼rich

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

Template löschen?

Als Template speichern?