Kosten verlaagd, kwaliteit en reproduceerbaarheid geoptimaliseerd

Voor het bewerken van heupschachten vervangt MBN Präzisionstechnik het handmatig slijpen met daaropvolgende elektro-chemische polijsting door een tweefasenproces met automatische glijlijnbewerking. De Rösler glijlijnfinisher, model R 4/700 SF, maakt het mogelijk om tegelijkertijd twaalf heupschachten nauwkeurig te bewerken in één enkele stap. Dit leidt niet alleen tot aanzienlijke kostenbesparingen en kortere doorlooptijden, maar ook tot een aanzienlijk verbeterde en reproduceerbare kwaliteit. (Foto: MBN Präzisionstechnik GmbH)

De heupstammen worden bevestigd aan een speciaal ontworpen klemvoorziening die voor verschillende typen en maten stammen kan worden gebruikt. In de eerste stap wordt voor het nat slijpen een mengsel van kunststofgebonden slijpkorrels met een afgestemd compound gebruikt. (Foto: MBN Präzisionstechnik GmbH) / The hips stems are attached to a specially designed clamping device that can be universally used for all hip stem types and sizes. For the first finishing stage - wet grinding & pre-polishing – a mix of plastic media in combination with a special compound is utilized. (Photo: MBN Präzisionstechnik GmbH)

Voor de tweede processtap wordt de werkcontainer eenvoudig vervangen. Het polijsten gebeurt droog met een stofarm maïsellulose-product. (Foto: MBN Präzisionstechnik GmbH) / Voor de tweede afwerkingsfase wordt de verwerkingskom eenvoudig vervangen door een andere. De polijstfase vindt plaats in droge modus met een maizorb-media die minimaal stof produceert. (Foto: MBN Präzisionstechnik GmbH)

Voor een optimale patiëntenzorg moeten de verschillende gebieden van heupkappen voldoen aan verschillende oppervlakteseisen. Om aan de hals van de implantaten een gladde en hoogglanzende oppervlakte te verkrijgen, verving een fabrikant van precisieonderdelen het handmatig slijpen met daaropvolgend elektro-polijsten door een twee-staps, geautomatiseerd glijslijpproces. De slijpfinisher R 4/700 SF van Rösler maakt daarbij de nauwkeurige individuele verwerking van twaalf heupkappen gelijktijdig mogelijk. Naast aanzienlijke kosten- en tijdsbesparingen resulteert dit in een verbeterde en reproduceerbare kwaliteit.

Het bewerken van fijnmechanische componenten en modules is het vakgebied waarin het in Pottendorf, Neder-Oostenrijk gevestigde MBN Präzisionstechnik GmbH zich al 20 jaar bezighoudt. De focus ligt op de productie van chirurgische implantaten en instrumenten van titanium en roestvrij staal. Het volgens DIN 13485 gecertificeerde bedrijf beschikt niet alleen over een ultramodern machinepark inclusief laser-markeringsoplossingen en 3D-metrologie, maar ook over cleanrooms voor het coaten en steriel verpakken van de producten.

Uitdaging: Partiële bewerking van verschillende heupkappen

De productie is grotendeels geautomatiseerd en zorgt voor een volledige traceerbaarheid van grondstof tot eindproduct. Het polijsten van de schachtkappen van heupimplantaten werd tot voor kort echter nog handmatig gedaan door handmatig voor- en fijnslijpen en daarna elektro-polijsten. Deze productiestap vereiste niet alleen veel tijd, personeel en kosten, maar was ook onder het aspect van reproduceerbaarheid en duurzaamheid niet optimaal. Algemeen directeur Thomas Müllner zocht daarom al geruime tijd naar een geautomatiseerd alternatief. "Omdat slechts een precies gedefinieerd gebied gepolijst mag worden en verschillende schacht-typen in verschillende maten bewerkt moeten worden, vormde automatisering een bepaalde uitdaging. De eerste pogingen en proefbewerkingen werden uitgevoerd bij een concurrent van Rösler, maar die kon geen bevredigende resultaten leveren."

Een toepassing voor het slijpfinishing

Op aanbeveling van een eindklant van MBN volgden verdere pogingen met de Oostenrijkse vestiging van Rösler, die zich in de directe nabijheid bevindt en beschikt over een gecombineerd proef- en dienstverleningscentrum. Er werd een slijpfinisher ingezet. Deze speciale glijslijpprovisie maakt een zeer precieze en gerichte individuele bewerking mogelijk van complex gevormde, hoogwaardige werkstukken. Exact herhaalbare procesparameters garanderen reproduceerbare resultaten. "De uitgebreide knowhow en ervaring uit de loonbewerking hebben aanzienlijk bijgedragen aan het snel ontwikkelen van een twee-staps proces met de stappen nat slijpen en droog polijsten, waarmee we in korte bewerkingstijden consequent goede resultaten behalen," herinnert Thomas Müllner zich. Een technisch voordeel van de Rösler slijpfinisher was bovendien de vibratiemotor onder de werkcontainer. "De vibratie van de werkcontainer zorgt ervoor dat het bewerkingsmedium optimaal wordt gemengd en alle relevante gebieden van de heupkappen homogeen worden bewerkt," voegt de directeur toe.

Automatische bewerking met twee werkcontainers

Bij MBN Präzisionstechnik koos men voor een compacte Rösler R 4/700 SF slijpfinisher. Het plug-and-play apparaat beschikt over een werkcontainer met een diameter van 700 mm en een carousel voor vier werkspindels met elk drie onderdelenopnames. De carousel en de werkspindels worden door aparte motoren aangedreven, zodat hun bewegingen individueel en onafhankelijk van elkaar kunnen worden ingesteld. Tot de uitrusting van de installatie behoort ook een tweede werkcontainer, die eenvoudig en snel kan worden verwisseld met een transportband.

Voor het slijpen worden de niet te bewerken gebieden van de heupkappen gemaskeerd en worden de implantaten handmatig in werkstukkenhouders gespannen. "We hebben hiervoor een spaninrichting ontworpen die we voor alle schacht-typen en -maten kunnen gebruiken," merkt Thomas Müllner op. De houders worden vervolgens gekoppeld aan de werkspindels.

Na het starten van het bijbehorende bewerkingsprogramma, dat in de programmeerbare besturing van de installatie is opgeslagen, draaien de spindels roterend in het bewerkingsmedium. Voor nat slijpen wordt een mengsel gebruikt van kunststofgebonden slijpkorrels met verschillende geometrieën en afgestemde compound. De carousel en de spindel bewegen zich telkens in de vastgestelde tegengestelde draaisnelheden. Na ongeveer de helft van de bewerkingstijd – die minder dan een uur bedraagt – wordt meestal de draairichting omgekeerd. Dit garandeert dat de schachtkappen van alle zijden gelijkmatig worden bewerkt. Voor de verwerking van de vloeistof uit het nat slijpproces heeft MBN Präzisionstechnik bovendien geïnvesteerd in het semi-automatische proceswatercirculatiesysteem Z 800 van Rösler. Door de circulatie van de procesvloeistof wordt het milieu gespaard en worden de proceskosten aanzienlijk verlaagd.

Het polijsten gebeurt met een plantaardig droogpolishmiddel. Voor deze bewerkingsstap, waarbij de bewerkingstijd duidelijk onder de 20 minuten ligt, wordt de werkcontainer eenvoudig vervangen. "Door het automatische slijpfinishing-proces konden we enerzijds de kwaliteit en reproduceerbaarheid verder verhogen. Anderzijds zijn de kosten voor het slijpen en polijsten van de schachtkappen slechts nog ongeveer een derde van de eerdere kosten. Hierdoor is deze investering binnen ongeveer drie jaar terugverdiend," concludeert Thomas Müllner.