Individuell von der Stange

Die Spannbreite der Werkstoffe, die bei Karl Leibinger Medizintechnik zerspant werden, reicht von Kunststoffen über nichtrostende Stähle bis zu Titan. Das Familienunternehmen mit Sitz in Mühlheim fertigt zum einen chirurgische Instrumente, Steriltechnik, OP-Leuchten, aber auch eine Vielzahl an Implantaten insbesondere für die Mund-, Kiefer- und Gesichts­chirurgie. Hier ist höchste Präzision gefragt bei absoluter Prozesssicherheit und großer Flexibilität, schließlich müssen sehr viele Werkstücke auf die oft höchst unterschiedlichen Bedürfnisse der Patienten maßgeschneidert werden.

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Farbenprächtige Beschichtungen: In Sonderwerkzeuge, die auch in kleinsten Dimensionen geliefert werden, steckt Werkzeug-Experte Dollenmayer viel Know-how.Auf der Mill 800 können die Tools ihre Stärken voll ausspielen.

Rüsten bestimmt Wirtschaftlichkeit
„Die Losgrößen unseres Teilespektrums liegen in der Regel zwischen einem und 200 Stück“, erklärt Heinz Stähler, Leiter Produktion Implantate bei Leibinger. „Während wir früher bei der Auswahl unserer Maschinen und der Gestaltung unserer Bearbeitung fast ausschließlich auf die Prozesszeit geachtet haben und versuchten, ein Teil noch ein paar Sekunden schneller von der Maschine zu bekommen, hat sich der Fokus heute gewandelt.“ Bei den überschaubaren Losgrößen und Maschinenlaufzeiten, die im Schnitt zwischen 5 und 20 min pro Werkstück liegen, wirken sich beispielsweise Rüstzeiten oder das Einrichten und Einfahren der Werkstücke weit stärker aus als in der Großserie. „Wir haben heute mehr als 8000 Produkte im Portfolio, da muss unser Maschinenpark entsprechend flexibel sein“, betont Stähler. „Wir achten sehr darauf, dass die Kleinserien gut ineinander laufen – letztendlich zählt die Gesamtbetrachtung über alle gefertigten Werkstücke hinweg.“ Aufgrund der geforderten hohen Flexibilität setzen die Medizintechnikspezialisten schon lange auf die Bearbeitung von der Stange. So wird der Aufwand für Vorrichtungen und für Rüstvorgänge auf ein Minimum reduziert. „Wir wollten das bearbeitete Teilespektrum in der Größe nach oben erweitern“, erklärt Stähler. „Deshalb machten wir uns auf die Suche nach einer Maschine, die einen Stangendurchlass bis 65 mm erlaubt und so einen weiten Bereich unseres Teilespektrums abdecken kann.“

Das sagt die Redaktion

Vielfältige Möglichkeiten
Fräsen von der Stange – was in der Medizintechnik und bei anderen Hochpräzisionsherstellern längst Stand der Technik ist, kann durchaus auch für andere Industriesegmente interessant sein. Dass die Stange aufgrund des geringen Aufwands beim Rüsten und beim Handling gerade in der Einzel- und Kleinserienfertigung große Vorteile gegenüber einer Einzelaufspannung hat, scheint sich indes noch nicht genug herumgesprochen zu haben. Leistungsfähige Stangenbearbeitungszentren wie die Mill 800 von Chiron vereinigen unterschiedlichste Bearbeitungen in einer Maschine, sie lassen sich sehr flexibel konfigurieren. Und mit entsprechenden Werkzeugmagazinen sind sie sehr gut gerüstet für Werkstücke mit unterschiedlichsten geometrischen Anforderungen – und auch für unterschiedlichste Werkstoffe.
Richard Pergler

Fündig wurden die Mühlheimer gleich in nächster Nachbarschaft – im Maschinenprogramm des Tuttlinger Herstellers Chiron: Seit kurzem sorgt eine Mill 800 zur automatisierten 6-Seiten-Komplettbearbeitung von der Stange dafür, dass auch größere komplexe Werkstücke schnell und flexibel bearbeitet werden können.

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Das multifunktionale Fertigungszentrum ist mit einer Fanuc-Series-310i-Steuerung ausgestattet.

Trend zur Komplettbearbeitung
Das multifunktionale Fertigungszentrum, das mit einer Fanuc-Series-310i-Steuerung ausgestattet ist, erlaubt die Komplettbearbeitung mit Fräsen, Bohren, Drehen bis 4500 min-1 und Gewindeschneiden. Das Werkstück wird von der per Spannzange gehaltenen Stange fünfseitig bearbeitet, dann mittels exakt konfigurierbarer Formbacken abgegriffen und per Sägewerkzeug abgetrennt, anschließend kann die Werkstückrückseite fertig bearbeitet werden. Die Reduzierung auf zwei Aufspannungen sorgt für hohe Genauigkeit und Prozesssicherheit, die Maschinen können unbeaufsichtigt laufen.

„Aufgrund unserer Teilevielfalt haben wir uns für ein großes Werkzeugmagazin mit insgesamt 136 Plätzen entschieden“, erklärt Stähler. „Wir verwenden neben Standardwerkzeugen auch zahlreiche Sonderwerkzeuge – das rechnet sich bei uns. Und viele Bearbeitungsaufgaben wären ohne Sonderwerkzeug gar nicht wirtschaftlich lösbar.“ Bei Sonderwerkzeugen verlassen sich die Medizintechnikspezialisten auf einen kleinen, aber feinen Hersteller aus Emmingen: Dollenmayer Zerspanungstechnik liefert auch komplexe Sonderwerkzeuge innerhalb nur einer Woche, wenn es besonders eilig ist, auch schon mal innerhalb 24 h. Aber nicht nur der Faktor Zeit spricht für das kleine Unternehmen: „Wir bekommen die Werkzeuge maßgeschneidert auf unsere Aufgaben, so wird beispielsweise der Schliff sehr exakt auf den jeweiligen Werkstoff hin ausgelegt“, erläutert Stähler. „In Kombination mit ausgeklügelt kombinierten Beschichtungen erzielen wir mit diesen Werkzeugen neben höchster Präzision auch sehr gute Standzeiten. So ist beispielsweise ein 0,8-mm-Fräser gerade 25 h in Titan im Einsatz.“

Trends µ-genau

Chiron Mill-Baureihe
Die Chiron-Mill-Baureihe verspricht beste Voraussetzungen für eine hochproduktive Zerspanung und präzise Bearbeitungsergebnisse. Die Maschinenmodelle dieser Baureihe sind stabil, zuverlässig und wartungsarm ausgelegt. Eine der besonderen Stärken der Baureihe liegt in der hohen Fräsleistung. Mit einem breiten Programm an Varianten und Optionen wie der Dreh- und Fräsbearbeitung von der Stange und damit der automatisierten 6-Seiten-Komplettbearbeitung ermöglicht der Tuttlinger Maschinenhersteller eine sehr individuelle Anpassung auf den jeweiligen Anwendungsfall. Auf den Maschinen lassen sich unter anderem Fräsen, Drehen, Bohren und Gewindeschneiden zusammenfassen – auch die Werkstückmessung erfolgt auf der Maschine.

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Unter anderem entstehen bei Karl Leibinger Medizintechnik anspruchsvolle Implantate und chirurgische Instrumente. Neben hoher Präzision spielt die Oberflächenqualität eine große Rolle.

Prozesssicherheit hat Priorität
Die hohe Standzeit der inklusive Beschichtung auf ± 2 µm Toleranz im Radius gefertigten Werkzeuge ist für die Prozesssicherheit sehr wichtig, aber auch für die Oberfläche. In Verbindung mit der hohen Steifigkeit und Leistungsfähigkeit der Maschine können die Werkzeuge ihre Stärken sehr gut ausspielen: „Früher hatten wir kostenintensive Nacharbeit – viele Oberflächen mussten manuell poliert werden“, erinnert sich Stähler. „Mit der Bearbeitung von der Stange gehört das inzwischen der Vergangenheit an, die Oberflächen sind bereits von der Maschine optimal. Und ein spezieller Greifer sorgt dafür, dass keine Beschädigungen beim Handling auftreten.“

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Qualität am laufenden Meter: Mit der Mill 800 lassen sich sehr flexibel qualitativ hochwertige Werkstücke fertigen.

Nicht nur Titan und diverse Werkzeugstähle werden auf der Mill 800 bearbeitet. In zahlreichen Einsatzgebieten müssen auch Kunststoffe bearbeitet werden. „Der niedrige Schmelzpunkt dieser Materialien, der oft schon bei gerade einmal 80 °C liegt, ist eine echte Herausforderung für Maschine und Werkzeugtechnik“, erklärt Stähler. „Mit den speziell abgestimmten Dollenmayer-Werkzeugen und der Mill 800 haben wir das jedoch prozesssicher im Griff.“

Wichtig ist für die Medizintechnikexperten bei Karl Leibinger neben der sehr guten Bearbeitungsqualität indes auch eine hohe Verfügbarkeit der Maschine. „Hier fühlen wir uns bei Chiron sehr gut aufgehoben – die Maschine läuft sehr prozessicher und zuverlässig, und für den Fall des Falles können wir uns auf einen schnellen und kompetenten Service verlassen. Wir sind überzeugt, dass die Chiron Mill 800 für uns die optimale Lösung ist.“