Anzeige Medizintechnisches Kolloquium ▶ VOM WERKSTOFF ZUM FERTIGEN MEDIZINISCHEN PRODUKT Qualitätssicherung höchster medizinischer Anforderungen In der Medizintechnik werden außerordentlich hohe Anforderungen hinsichtlich der Qualität gestellt. Die Qualitätssicherungsprozesse müssen daher korrekt aufgesetzt und ihre konsequente Einhaltung dokumentiert und validiert werden. ZEISS Medical Industry Solutions unterstützt Hersteller, diese Herausforderungen effizient zu meistern. Autor: ZEISS Industrial Quality Solutions Bild: ZEISS Industrial Quality Solutions Die Korrektheit von Herstell- und Qualitätsprozessen nachweislich zu gewährleisten ist äußerst komplex und zeitintensiv. Umso wichtiger sind Hard- und Softwarelösungen, die diese regulatorischen Anforderungen effizient unterstützen. ZEISS verfügt über ein umfassendes Portfolio an Hardwarelösungen von taktilen und optischen Koordinatenmessgeräten über 3D- Scanner, Mikroskope bis hin zu CT- und Röntgenlösungen. Dabei profitieren Anwender von branchenführender Auflösung, Genauigkeit, Messgeschwindigkeit und leistungsfähigen Automatisierungsfunktionen. Der wichtigste Baustein, um die gesetzlichen Vorgaben einzuhalten, ist jedoch die Software. Sie passt perfekt zur Die Software ZEISS ZEN core mit dem optionalen GxP-Modul ist DIN EN ISO ISO 13485:2016 und FDA 21 CFR Part 11 konform Hardware und unterstützt Hersteller dabei, die vorgeschriebenen Schritt-für-Schritt-Prozesse einzuhalten. Die ZEISS Mikroskope bedienen sich hierbei beispielsweise der geräteübergreifend einsetzbaren Software ZEISS ZEN core und dem optionalen GxP-Modul. Damit ausgestattet, können Hersteller ihre Arbeitsabläufe DIN EN ISO 13485:2016 und FDA 21 CFR Part 11 konform über alle Produktionsphasen hinweg vollständig rückverfolgen – von den Werkstoffen bis zum medizinischen Endprodukt. Gewissheit über die Qualität medizinischer Bauteile entlang ihrer Wertschöpfungskette Bild: ZEISS Industrial Quality Solutions Unterschiedliche Anwendungszwecke, Materialien und Herstellungsprozesse erfordern unterschiedliche Prüfschritte und -methoden. In den metallverarbeitenden Fertigungsverfahren, wie bei der Herstellung von Implantaten, hat ZEISS für jeden Fertigungsschritt die jeweils passende Qualitätslösung – von der Metallografie über die Wareneingangskontrolle und Prüfung der Rohteile bis hin zur Prüfung von Maß, Form und Lage sowie Oberflächenanalyse bei Verarbeitung und Endbearbeitung. Auch bei der Herstellung von medizinischen Kunststoffbauteilen im Präzisionsspritzgussverfahren bietet das ZEISS Portfolio Qualitätslösungen zur Optimierung des Werkzeugbaus, der Kontrolle des gefertigten Bauteils sowie der Montagekontrolle. Dabei ergänzen sich alle Einzellösungen, greifen dank ihrer Vernetzung ineinander und decken so die Quality Gates entlang der gesamten jeweiligen Produktionskette lückenlos ab. ZEISS Medical Industry Solutions ermöglicht es Ihnen auf diese Weise, Gewissheit über die Richtigkeit Ihrer Fertigungsverfahren und der Produktqualität zu erhalten und dabei Kosten und Zeit zu sparen. ■ Meistern Sie die Hürden in einer von Regularien bestimmten Branche mit ZEISS Medical Industry Solutions ZEISS Industrial Quality Solutions https://www.zeiss.de/messtechnik/ medical 58 Februar 2024
Anzeige Medizintechnisches Kolloquium ▶ WIRTSCHAFTLICHE MIKROZERSPANUNG VON TITANLEGIERUNGEN GRAD 2 UND GRAD 5 Optimierung von Mikrowerkzeugen für die Titanbearbeitung Die Firma Louis Bélet S.A. hat sich zum Ziel gesetzt, die Mikrozerspanung von Titanlegierungen Grad 5 und Grad 2 effizienter zu gestalten. Um dies zu erreichen, wurden zwei Optimierungen an den bestehenden Werkzeugen durchgeführt. Autor: Sinan Akyol, technischer Berater Abbildung 2: Fräsen von Torx-T15- Abdrücken auf Micro5- Maschine Foto: Louis Bélet S.A. Die erste Optimierung betrifft die Beschichtung. Die Firma Louis Bélet S.A. hat die MARC-Beschichtung (ME) entwickelt, welche aus TiSiN (Nitrid aus Titan und Silizium) besteht, eine Schichtdicke von 0,5 μm aufweist und mittels der PVD- und HiPIMS-Fertigungstechnologie hergestellt wird. Um die Effizienz der MARC-Beschichtung zu überprüfen, wurden interne Zerspanungsversuche durchgeführt. Das Ziel dabei war, die beiden Titansorten zu differenzieren und die Wirksamkeit der MARC ME-Beschichtung nachzuweisen. Hierfür wurden zwei Arten von Werkstücken hergestellt, um den Werkzeugverschleiss und die Abnutzung zu untersuchen. Die Beschichtung hat sich als sehr effektiv erwiesen. Das beschichtete Werkzeug war am Ende der Versuche in gutem Zustand, während das unbeschichtete Werkzeug star- Abbildung 1: Ref.1450H beschichtet und unbeschichtet mit Vergleich Kugelschreiberspitze ke Verschleissmerkmale aufwies. Es wurde festgestellt, dass die Titansorte Grad 2 mehr Grat erzeugt als Grad 5, aber der Werkzeugverschleiss bei Grad 2 geringer ausfällt, was auf die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften der beiden Legierungen zurückzuführen ist. Die zweite Optimierung betrifft die Entwicklung der Innenkühlkanäle für die Mikrowerkzeuge, wobei die Herausforderung war, die Kanäle richtig zu positionieren und zu dimensionieren, um eine effektive Kühlung zu gewährleisten. Um die Effizienz der Innenkühlung zu überprüfen, wurden die gleichen Versuchswerkstücke hergestellt wie bei der vorstehend erwähnten Versuchsreihe. Das Ziel dabei war, die Wirksamkeit der Kombination von Innenkühlung und MARC-Beschichtung aufzuzeigen. Die Versuche haben deutlich aufgezeigt, dass die Kombination von MARC-Beschichtung und Innenkühlung bei der Bearbeitung von Titan Grad 2 äusserst effektiv hinsichtlich Oberflächengüte, Gratbildung und Standzeit war. Das Werkzeug ohne Beschichtung war bei peripherer Kühlung bereits nach wenigen Abdrücken zerstört. Bei der Legierung Titan Grad 5 sind die Unterschiede weniger deutlich. Beide Legierungen sind mittels Innenkühlung gut bearbeitbar, und es konnte nur eine leichte Differenz bei der Gratbildung festgestellt werden. Bei der Bearbeitung von Titan Grad 2 ist die Gratbildung höher ausgefallen, was wiederum auf die physikalischen Eigenschaften dieser Legierung zurückzuführen ist. Zusammengefasst kann man festhalten, dass der Einsatz von Mikrozerspanungswerkzeugen mit MARC-Beschichtung in Kombination mit Innenkühlung hinsichtlich wirtschaftlicher Zerspanung von Titan Grad 5 und Grad 2 die gewünschte Optimierung gebracht hat, da nämlich die Gratbildung reduziert, die Oberflächengüte verbessert und die Standzeit der Zerspanungswerkzeuge erhöht ■ wurde. Louis Bélet S.A. www.louisbelet.ch Foto: Louis Bélet S.A. Februar 2024 59
