Trends & Innovationen

Verstärkung für die Wirbelsäule

04.05.2010

Bearbeitungszentrum: Das Medizintechnikunternehmen NuVasive in San Diego, USA, entwickelt Implantate, um die Wirbelsäule auszurichten und zu reparieren, sowie die dazu gehörenden Instrumente für die minimalinvasive Chirurgie. Beim Zerspanen setzen die Medizintechniker auf Maschinen von Haas.

Um die Produkte zu perfektionieren, stützt sich NuVasive auf ein Team von Ingenieuren und Fertigungsspezialisten, die eng mit medizinischen Fachleuten zusammenarbeiten. Die unternehmenseigene Fertigung ist bei NuVasive ein wesentlicher Teil der Produktentwicklung.

„Wir stellen von allen mechanischen Chirurgie-Instrumenten Prototypen her und passen die Instrumente zudem oft an Anwenderwünsche an, um spezifischen Bedürfnissen nachzukommen,“ erklärt Fertigungsleiter Jeff Castleberry. „Ein Arzt kann ein Rezept für ein Instrument schreiben, das genau für die Größe seines Patienten passt, oder er kann uns einfach um ein Instrument mit einem anderen Griff bitten, das besser und bequemer in seiner Hand liegt. Wir sind dann dran, schnell die speziellen Instrumente zu fertigen.”

Maschinenstillstand nicht tragbar
Castleberry hatte 2001 die erste Fertigungsabteilung von NuVasive ins Leben gerufen. Schon im ersten Jahr hielt die CNC-Technologie mit dem neuen vertikalen Bearbeitungszentrum Haas VF-2 Einzug. „Freunde haben mir Gutes über Haas-Maschinen und deren Service erzählt“, berichtet Castleberry. „Obwohl wir nicht in der Massenfertigung tätig waren, wusste ich, dass wir uns keinen Maschinenstillstand leisten konnten – nicht einmal für einen Tag. Wir müssen immer schnell reagieren. Wie sich herausstellte, war es eine gute Wahl, und wir haben seither einheitlich die Ausrüstung von Haas eingeführt.“

Nach der Erweiterung auf zwei weitere Standorte ist der Fertigungsbetrieb von NuVasive heute ein Unternehmen mit einer Fläche von gut 1500 m², das über sechs sehr erfahrene Maschinenbediener und neueste Maschinen von Haas verfügt. Zum Maschinenpark zählt ein VF-2 Vertikal-Bearbeitungszentrum, zwei Mini Mills und zwei Super Mini Mills, die alle mit HA5C-Indexiertischen für vier- oder fünfachsiges Bearbeiten ausgestattet sind. Zudem gibt es eine Super Mini Mill 2, die mit einem TR-110-2-Achsen-Dreh-/Schwenktisch ausgestattet ist, und zwei TL-1-Drehmaschinen für den Werkzeug- und Vorrichtungsbau.

„Schnelle Produktentwicklung ist in dieser Branche sehr wichtig“, erklärt Castleberry. „Wenn Ingenieure uns eine Zeichnung bringen, müssen wir oft innerhalb von Stunden etwas produzieren, was sie in den Händen halten können. Dabei verlassen wir uns auf die flexiblen VMCs von Haas mit ihren Fähigkeiten zur 4- und 5-Achsbearbeitung.“

Ebenso wichtig sind für ihn die kurzen Zykluszeiten. In nur einer Aufspannung lassen sich komplexe mehrachsige Arbeitsgänge ausführen anstelle von mehreren Einzeloperationen und Aufspannungen. „Da für uns schnelle Reaktion höchste Priorität hat, arbeiten wir anders als die meisten Betriebe mit 5-Achsen-Maschinen: Unsere Drehtische befinden sich ständig auf dem Maschinentisch.“

Maschinen sind stets einsatzbereit
Die stets einsatzbereiten Maschinen ermöglichen der Fertigung, auch Einzelstücke schnell zu fertigen, ohne viel Zeit mit dem Einrichten zu verlieren. Genügend richtige Maschinen zu haben, ist der Schlüssel zum Erfolg: „Viele unserer Arbeiten können in Spannzangen aufgenommen werden, so dass keine komplexen Vorrichtungen notwendig sind,“ sagt Castleberry. „Wenn aber ein Drehtisch im Weg ist, verschwenden wir keine Zeit, diesen abzumontieren. Wir gehen einfach zu einer anderen Maschine, die so konfiguriert ist, dass sie für das, was wir machen wollen, passt.“ Um Zeit zu sparen, stellt das Unternehmen so rund eineinhalb Maschinen für jeden Maschinenbediener zur Verfügung.

Alle Teile benötigen abgerundete Oberflächen, die üblicherweise eine Verarbeitung auf 30 µ oder besser erfordern. „Wir erstellen unsere CAM-basierten Programme sorgfältig, indem wir die 15K-Spindel und die High-Speed- und Look-ahead-Bearbeitungsmöglichkeiten unserer Haas VMCs und 2-Achsen-Dreh-/Schwenktische nutzen“, erläutert Castleberry. „Für uns ist es unumgänglich, beste Bearbeitungsqualität direkt von der Maschine zu bekommen.“ Das verringert die Nachbearbeitung und erhöht die Genauigkeit.

Haas-Zentren bearbeiten auch Titan
Neben Stählen und Kunststoffen wird auf den Haas-Maschinen auch Titan zerspant: „Wir arbeiten mit Kugelfräsen von 0,50 mm Durchmesser“, erklärt Castleberry. „Die Bearbeitung von Titan mit so kleinen Werkzeugen ist besonders schwierig: Da sich kleine Titanteilchen bei Erhitzung gerne verwinden, müssen wir große Späne produzieren, um die Hitze abzuleiten.“ Um große Späne bei hoher Drehzahl für eine gute Oberflächenqualität zu erhalten, ist es notwendig, eine gleichbleibend hohe Vorschubgeschwindigkeit, auch bis in die Ecken, aufrecht zu erhalten. Bei komplexen Teilen und kleinem Werkzeug eine echte Herausforderung.

„Die hohe Beschleunigung der Maschinenachsen stellt große Anforderungen an die Maschine“, fügt Castleberry hinzu, „aber wir sehen, dass die Super Mini Mill 2 die ‚High-Speed’-Bearbeitung zufriedenstellend löst.“


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