Spitstechnologie voor steeds hogere medische eisen

Het menselijk lichaam is een complex, maar goed functionerend totaalsysteem. Tot er iets flink fout loopt. Dan is een performante ­medische techniek essentieel. Die branche evolueert voortdurend, gestuwd door steeds hogere kwaliteitseisen. Gereedschapstechnologie maakt het verschil. Een goed voorbeeld daarvan is de werveltechnologie.

Het menselijke geraamte bestaat uit circa 200 botten, die door ruim 600 spieren en tal van pezen bij elkaar worden gehouden en bewogen. De organen, spieren, botten, bloedvaten en zenuwen vormen een goed functionerend totaalsysteem. Het hart pompt ruim 6.000 liter bloed met 100.000 hartslagen per dag door het lichaam. Maar wat gebeurt er als het lichaam eens niet meer goed werkt of de skeletstructuur beschadigd is? Dat zijn precies de uitdagingen voor de medische techniek. Deze branche wordt gekenmerkt door een continue, dynamische ontwikkeling. Producenten en dus hun leveranciers stellen steeds hogere eisen: kleiner, minimaal invasiever, preciezer, veiliger en meer verdraagbaar voor het lichaam. Dat zijn slechts enkele eisen waaraan medisch-technische producenten elke dag weer moeten voldoen. 

Als gereedschapsfabrikant ontwikkelt HORN continu nieuwe gereedschapsoplossingen en productiestrategieën voor de medisch-technische branche. Van microfrezen voor de vervaardiging van gevoelige wervelkolomimplantaten van titanium, tot steekgereedschappen voor een aluminium pompbehuizing van een hart-longmachine. 

Neem nu de werveltechnologie. Hoge verspaningssnelheden, lange schroefdraden met hoge oppervlaktekwaliteiten, diepe schroefdraad­profielen, korte spanen, schroefdraden met meerdere gangen zijn belangrijke voordelen van het wervelproces. Naast de genoemde voordelen worden gebruikers echter ook met technische uitdagingen geconfronteerd. Een belangrijk aspect zijn de toegepaste materialen voor de botschroeven. De gereedschapsmessen voor de wervelplaten worden bij de verspaning van titanium, roestvrije stalen en andere superlegeringen aan zeer hoge belastingen bloot­gesteld. Om de snijkantslijtage bij het gewenste hoge verspaningsvolume en korte bewerkingstijd tegen te gaan, moeten gereedschaps­fabrikanten de gebruikte ­gereedschappen en methoden constant optimaliseren en verder ontwikkelen. 

Met de Jet-wervels beschikt HORN over een wervelsysteem met interne koelmiddeltoevoer. Het systeem maakt als gevolg van de directe koeling tijdens het snijden hoge standtijden mogelijk. Bovendien leidt het systeem in combinatie met het stabiele wervelaggregaat tot betere oppervlaktekwaliteiten van het werkstuk, en vermindert het risico op een spaanophoping tussen de snijplaten. De oppervlaktekwaliteit speelt een belangrijke rol bij de vervaardiging van botschroeven. In elke groef of braam kunnen zich ziektekiemen ophopen.

“Een zeskant van titanium kan relatief eenvoudig met profielruimen worden geproduceerd. Bij kobalt-chroom is, vanwege de hoge sterkte, ruimen in serie nauwelijks mogelijk en is de slijtage van het gereedschap aanzienlijk“, zei een Duitse gebruiker van medische techniek. Vanwege deze problemen stelden de HORN-technici voor de binnenzeskant door stoten te produceren. Deze methode zorgt voor een hoge precisie en hoge proceszekerheid, omdat de snijplaatgeometrie en het hardmetaalsubstraat gemakkelijk aan het te bewerken materiaal kan worden aangepast. De eerste testen leidden al snel tot de gewenste oplossing. “Met het stootgereedschap kunnen precieze passingen worden gemaakt en zijn de oppervlakken van zeer hoge kwaliteit“, aldus de gebruiker.

Digitalisering wordt de laatste jaren ook bij implantaten steeds belangrijker. Intelligente implantaten worden al toegepast in pace­makers of in hersendrukregelkleppen – natuurlijk per app regelbaar. Men kan alleen maar speculeren wat de toekomst brengt, maar er is bijna geen lichaamsdeel dat bij een dysfunctie niet via een intelligent implantaat zou kunnen worden aangestuurd: van blaas-, epilepsie- of hersenstimulatoren en retina-implantaten tot doseringssystemen of kunstmatige alvlees­klieren – de lijst wordt langer naarmate je er meer wetenschappers, artsen en technici naar vraagt.