Interview „Technische Keramik hält heute extremen Belastungen stand“

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Technische Keramik scheint als Werkstoff schon in der Medizintechnik angekommen zu sein, stößt aber immer wieder auf Vorurteile. Im Gespräch mit Devicemed erklärt Zeliha Yesilova, Business Development Engineer im Geschäftsbereich Medical von Maxon, ob diese überhaupt berechtigt sind.

Frau Yesilova, als Ingenieurin im Verkauf kennen Sie die Medizintechnik-Branche aus nächster Nähe. Wie sehen aktuell die Trends und Anforderungen aus?

Zeliha Yesilova: Die Medizintechnik hat in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Einige Stichworte sind hier personalisierte Medizinprodukte und -dienstleistungen, der Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens für medizinische Geräte und Systeme sowie die Telemedizin. Damit einher geht auch der Einsatz von Augmented Reality und Virtual Reality zur Visualisierung. Implantate und Prothesen passen sich immer besser an den menschlichen Körper an. Letzteres ist ein Bereich, in dem auch Maxon mit seiner Antriebstechnik und seinem Keramik-Know-how sehr engagiert ist.

Ein besonders stark wachsender Bereich sind Robotik-Technologien. So tragen „Surgery robots“ dazu bei, chirurgische Eingriffe zu präzisieren und zu automatisieren, was zu einer höheren Genauigkeit und einer schnelleren Genesung führen kann. Nicht erst die Covid-19-Pandemie hat zu einer zunehmenden Bedeutung der In-Vitro-Diagnostik geführt. Auch nach der Pandemie bleibt dies ein Wachstumsmarkt, zu dessen Entwicklung Maxon einiges beitragen kann. Darüber hinaus ist die Kardiologie zu nennen, beispielsweise bei Herzunterstützungssystemen oder auch in der apparativen Diagnostik liefert Maxon passende Antriebslösungen.

Nun stößt Keramik immer wieder auf Vorurteile, selbst bei erfahrenen Konstrukteuren. Wie gehen Sie damit um?

Das stimmt, ein häufiger Einwand ist der vermeintlich hohe Preis für Material und Werkzeugkosten. Zwar ist die technische Keramik selbst in der Regel teurer als Stahl oder Kunststoff, weil die Herstellung aufwendiger ist. Dafür ist sie aber widerstandsfähiger und erreicht eine längere Lebensdauer. Außerdem kann sie, richtig eingesetzt, die Wartungs- und Reparaturkosten reduzieren. Wir hören auch immer wieder, Keramik würde leicht brechen. Diese Zeiten sind vorbei. Technische Keramik hält heute extremen Belastungen stand, ist sehr biegefest und weist eine hohe Bruchzähigkeit auf.

Weitere vermeintliche Nachteile, nämlich längere Produktionszeiten und geringere Flexibilität, lassen sich leicht vermeiden, wenn Kunden und Hersteller frühzeitig zusammenarbeiten. Das richtige Keramik-Know-how hilft zum Beispiel, gezielt Funktionen zu integrieren und damit die Teileanzahl zu reduzieren. Hierbei unterstützt auch der Einsatz spezieller CAD-Software, sehr hohe Fertigungstiefe und spezielle Werkzeuge. Und: In puncto Prozessstabilität für eine konstante und reproduzierbare Qualität unterscheiden sich keramische Werkstoffe nicht mehr von metallischen Werkstoffen.

Neben der Antriebstechnik und dem Pulverspritzgießen ist mittlerweile auch der 3D-Druck eine besondere Kompetenz von Maxon. Wie sind Ihre Erfahrungen speziell für medizintechnische Produkte, was ist in Zukunft noch zu erwarten?

Gerade der 3D-Druck keramischer Teile ist eine weitere Möglichkeit, den Prozess bis zum Serienteil deutlich zu beschleunigen. Der Zeitraum, bis seriennahe Teile vorliegen, verkürzt sich drastisch von mehreren Wochen und Monaten auf maximal 14 Tage. Damit lässt sich der Entwicklungsprozess auch kostengünstiger gestalten, da in dieser Phase noch keine teuren Spritzguss-Werkzeuge notwendig sind. Je nach Bauteil und benötigten Stückzahlen ist es sogar möglich, Vor- und Kleinserien zu fertigen, wenn ohnehin nur geringe Stückzahlen gebraucht werden oder eine langsamer Hochlauf der Stückzahlen geplant ist.

Die Teile lassen sich auf Wunsch nacharbeiten, um notwendige Toleranzen und die gewünschte Oberflächengüte zu erhalten. Eine Besonderheit ist unsere Bearbeitung von Keramik mit einem Ultrakurzpulslaser, wodurch wir kleine Federn oder Festkörpergelenke herstellen können. Bauteile lassen sich damit aber auch beschriften, gravieren, strukturieren, schneiden und drehen.

Tipp: Maxon ist vom 13. bis 16. November auf der Compamed in Düsseldorf vertreten: Halle 8a, Stand G16.

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