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Spritzgießen von mechanischen Herzklappenflügeln

Redakteur: Peter Reinhardt

Mit finanzieller Förderung der AIF Berlin (Bundesministerium für Wirtschaft) hat die Köbelin Formenbau GmbH: innerhalb von zwei Jahren ein produktionsreifes Werkzeug zur Herstellung einer neuen Generation 3-flügeliger Herzklappen entwickelt und gebaut.

Die wesentliche Herausforderung war, das Werkzeug so zu konzipieren, dass keine Anguss- und Auswerfermarkierungen verbleiben.

Dies ist unbedingt erforderlich damit sich an der mechanischen Herzklappe weder Ablagerungen (Thromben) noch Blutgerinnsel oder Strömungswirbelungen bilden können. Bisher konnte dies bei mechanischen Herzklappen nur mit anschließender Politur erreicht werden.

Um nachbearbeitungsfreie Herzklappenflügel im Spritzgussverfahren herzustellen, war eine Reihe von Werkzeugversuchen notwendig. Zunächst mussten Lösungen gefunden werden, die Spritzgrate zu 100% ausschlossen und einen Trennungsversatz vermieden. Die geforderte glatte Oberfläche in Hochglanzpoliturqualität bei maximal zulässigen Trennungsversätzen von nur 0,005 mm erreichte man, indem die Werkzeugkonturen mit einer Hochpräzisionsfräsmaschine HSC-gefräst wurden und sowohl die Bearbeitung der Kavität als auch Trennungen und Zentrierungen in einer Aufspannung erfolgten. Aufgrund des nicht zulässigen Trennungsgrates schloss sich auch eine klassische Entlüftung des Werkzeuges aus. Andere Lösungen mussten gefunden werden.

Im Labortest haben die mechanischen Herzklappen eine theoretische Haltbarkeit von 100 bis 300 Jahren erreicht. Diese Angaben beziehen sich auf die Anzahl von Öffnungs- und Schließvorgängen, gerechnet auf die normale Herzfrequenz von 60-80 Schlägen pro Minute. Anschließend untersuchte man in einer Reihe von Tierversuchen die biologische Verträglichkeit, Ablagerungen und Blutwirbelungen der mechanischen Herzklappe. Alle Tests wurden erfolgreich bestanden.

Die Firma Köbelin erhielt nun die Abnahme des Werkzeuges für die Serienproduktion. Die erste Generation vollautomatisch gespritzter, nachbearbeitungsfreier Herzklappenflügel war geboren. Geschäftsführer Joachim Köbelin sieht damit einen neuen Meilenstein im Werkzeugbau für Kunststoffanwendungen in der Medizintechnik erreicht. Bei der Umsetzung dieses herausfordernden Projekts hat das Unternehmen eine Vielzahl neuer Erkenntnisse gewonnen. Dieses Know-how in der Medizintechnik soll nun bei zukünftigen, anspruchsvollen Werkzeugentwicklungen genutzt werden.

Die Herzklappenflügel werden auf einer Arburg Spritzgießmaschine mit spezieller hochpräziser Schneckenlageregelung bei der Firma Roscardioinvest in Moskau produziert und international vertrieben. Als Kunststoffmaterial kam ein modifiziertes Polyamid zum Einsatz. Das Teilegewicht der mechanischen Herzklappe beträgt etwa 0,25 g.

Die Firma Köbelin Formenbau GmbH wurde 1966 gegründet. Heute wird das Unternehmen in zweiter Generation von Joachim Köbelin geführt. Eine Spezialität ist die Herstellung von Hochleistungsformen für anspruchsvolle Reinraumanwendungen in der Medizin- und Pharmaindustrie. Die Fertigung von Mehrkomponentenwerkzeugen stellt einen weiteren Schwerpunkt des Lieferprogramms dar.

Kontakt::

Köbelin Formenbau GmbH D-79356 Eichstetten www.koebelin.com

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