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Rösler Oberflächentechnik Oberflächenfinish verleiht 3D-gedruckten Schädelimplantaten den letzten Schliff

Autor / Redakteur: / Kathrin Schäfer

Mit Hilfe von CAD-Software lassen sich individuelle Schädelimplantate additiv herstellen. Die Firma Rösler sorgt dafür, dass deren Oberflächen den chirurgischen Anforderungen genügen.

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Bei Renishaw hat man sich entschieden für den Einsatz einer Rösler Fliehkraftanlage des Typs FKS 04 zum Schleifen und Polieren der Komponenten. Hier zu sehen: Ein Implantat in der Fliehkraftanlage.
Bei Renishaw hat man sich entschieden für den Einsatz einer Rösler Fliehkraftanlage des Typs FKS 04 zum Schleifen und Polieren der Komponenten. Hier zu sehen: Ein Implantat in der Fliehkraftanlage.
(Bild: Renishaw)
  • Schädelimplantate additiv herstellen
  • Kraniale Implantate mit satinierten, matten Oberflächen
  • Fliehkraftanlage des Typs FKS 04 zum Schleifen und Polieren von Komponenten

Viel wurde bereits geschrieben über die CT-scan-to-CAD-Methode, mit der bei Renishaw Kranialplatten additiv hergestellt werden. Relativ unbekannt ist bislang, dass sich die Bearbeitungszeiten für das Glätten und Polieren dieser Schädelimplantate drastisch verkürzen lassen – und das bei außergewöhnlich hoher Oberflächenqualität. Verantwortlich hierfür ist die Firma Rösler Oberflächentechnik. Doch der Reihe nach.

Kostengünstiger, reproduzierbarer Prozess zur Oberflächenbearbeitung von Schädelimplantaten

Der Neurochirurg Bartolome Oliver benötigte Implantate mit satinierten, matten Oberflächen, um sie den Schädelpartien der Patienten anzupassen. Andy Wescott, Anwendungstechniker bei Renishaw, hatte daher die Aufgabe, einen kostengünstigen, reproduzierbaren Prozess zur Oberflächenbearbeitung der Schädelimplantate zu entwickeln. Dieser sollte sowohl ein mattes als auch hochglänzendes Finish erlauben, und zwar direkt vom Rohprodukt in nur einem Schritt.

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Die Lösung dieser Aufgabe erforderte nicht die Neuerfindung des Rades, sondern lediglich die Entwicklung des richtigen Bearbeitungsprozesses – unter Verwendung einer Gleitschliffanlage von Rösler. Denn die Qualität additiv gefertigter Werkstücken ist inzwischen so gut, dass sie wie alle anderen metallischen Werkstücke bearbeitet werden können. Zudem beschäftigt sich die Firma Rösler seit rund 80 Jahren mit Oberflächenbearbeitung. Sie besitzt also umfassendes Know-how auf dem Gebiet der Gleitschliff- und Strahlbearbeitung metallischer Werkstücke. Da im AM-Verfahren gefertigte Werkstücke eine relativ raue Oberfläche aufweisen, kann Rösler diese Erfahrung auf dem Gebiet der Oberflächentechnik einbringen.

Entschieden hat sich Wescotts Abteilung für den Einsatz einer Rösler Fliehkraftanlage des Typs FKS 04 zum Schleifen und Polieren ihrer Komponenten. Mit dem neuen Verfahren erfordern die Schädelimplantate, die in einer Renishaw AM250 hergestellt werden, nur noch ein Minimum an Handarbeit, um die Stützhilfen zu entfernen und die Oberflächen mit einer Lamellen-Schleifscheibe leicht zu glätten. Danach werden sie in die Rösler-Fliehkraftanlage eingebracht werden. Nach einem dreistufigen Bearbeitungsprozess weisen die Teile eine extrem glatte Oberfläche auf. Insgesamt wurde der Anteil an Handarbeit hierbei von fünf auf weniger als eine Stunde verringert.

Das neue Verfahren erfordert kaum noch Handarbeit

Renishaw brachte sein technisches Know-how ein, um sicherzustellen, dass mit dem neuen Bearbeitungsprozess reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden. Hierzu erklärt Andy Wescott: „Wir haben eine Halterung entwickelt, die unsere Werkstücke in einem präzise berechneten Winkel in der Gleitschliffanlage positioniert. Anstatt wie sonst üblich, bewegen sich die Teile nicht frei in der Schleifkörpermasse, sondern werden in einer vorgegebenen Position in die drei verschiedenen Schleifkörpertypen eingetaucht. Spezifische Oberflächenbereiche müssen vor dem Schleifmedium geschützt werden. Um dies zu erreichen, haben wir eine Halterung entwickelt, die nur jene Bereiche in die Schleifkörpermasse taucht, die geschliffen und geglättet werden müssen.“

Obwohl noch keine universelle Oberflächenbearbeitungsmethode für additive Herstellungsprozesse entwickelt werden konnte, zeigt das Projekt bei Renishaw, dass innovative Lösungen möglich sind. Ähnlich wie der additive Herstellungsprozess selbst hängt die Oberflächenbearbeitung wesentlich davon ab, wie man bestehende Bearbeitungsverfahren auf die einzelnen Anwendungsfälle anpassen kann.

„Die Oberflächenbearbeitung für additiv hergestellte Produkte steckt noch in den Kinderschuhen. Aber ich halte es für absolut falsch, wenn man die additive Fertigung als eine in sich geschlossene Herstellungstechnologie betrachtet“, so die Einschätzung von Wescott. Seine Empfehlung: „Betrachten Sie beispielsweise die spanende Bearbeitung. Wir verwenden diese Bearbeitungsmethode schon seit vielen Jahren und betrachten es als selbstverständlich, dass hierzu entsprechende Entgrat- und Eloxierprozesse zur Verfügung stehen. Genau wie bei der spanenden Bearbeitung müssen wir zuverlässige Bearbeitungsprozesse entwickeln, die zu der additiven Herstellungsmethode passen.“ Mit Rösler Oberflächentechnik hat Renishaw hierfür einen passenden Partner gefunden.

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