Komplexe Instrumente werden im medizinischen Bereich für (minimal-) invasive Eingriffe genutzt. So lässt sich mit einem Laparoskop eine Bauchspiegelung durchführen. Doch nur präzise gefertigte Einzelteile garantieren ein funktionelles, sicheres Instrument.

In unserem Beispiel wird das Griffteil eines Laparoskops hergestellt. Ein Laparoskop ist ein spezialisiertes Endoskop, mit dem zum Beispiel eine Bauchspiegelung durchgeführt werden kann. Das Instrument besteht aus einem langen Rohr, an dessen einem Ende sich eine winzige, hochauflösende Videokamera und eine Lichtquelle befindet und am anderen Ende ein Handgriff. Über einen kleinen Hautschnitt wird das Laparoskop in die Bauchhöhle eingeführt, nachdem diese mit Kohlendioxid aufgeblasen wurde. So lassen sich optische Informationen aus der Bauchhöhle in Echtzeit auf Monitore übertragen. Durch ein Laparoskop können auch Gewebeproben (Biopsien) entnommen werden.

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Herausforderungen in der Bearbeitung

Hergestellt wird das Bauteil aus korrosionsbeständigem Edelstahl 1.4021, dem Standardwerkstoff in der Instrumentenherstellung. Die von Gühring hierfür speziell entwickelten Werkzeuge zeichnen sich durch optimal präparierte Schneiden und Geometrien aus. In Kombination mit einer Hochleistungsbeschichtung garantieren sie eine optimale prozesssichere Zerspanung und sind daher ein Hauptkriterium für Werkzeuge für die Medizintechnik. Zudem werden gerade hochwertige OP-Instrumente wie dieser Laparoskop-Griff nicht mehr aus vorgeschmiedeter Schlagware hergestellt, sondern zunehmend aus dem Vollen gefräst. Für Hersteller ergibt sich daraus zum einen die Notwendigkeit, in möglichst einer einzigen Aufspannung zu arbeiten. Zum anderen erfordert dies von kleinen wie auch großen Werkzeugabmessungen hohe Zeitspanvolumina.

Im medizinischen Bereich steht außerdem die Gratfreiheit der Werkstückkanten im Fokus. Würde sich ein Grat im Körper des Patienten lösen, könnte dieses Metallstück unbemerkt viel Schaden anrichten. Je höher eine Oberflächengüte ist, umso schlechter können sich Keime ansiedeln und das Instrument lässt sich entsprechend leichter sterilisieren. Aus diesem Grund werden OP-Instrumente erst poliert und dann wieder mattiert zur Vermeidung von Reflexen durch OP-Leuchten, die den Arzt blenden könnten.

Mit modernsten Werkzeugen zum optimalen Prozess

Diesen Herausforderungen in der Herstellung des medizinischen Instruments stellt sich Gühring mit vier innovativen Werkzeuglösungen:

VHM-Fräser RF 100 Sharp

Unser neuer Ratiofräser RF100 Sharp (Ø 8 mm) stellt die Grundform des Bauteils aus dem Vollen her. Dabei übernimmt er die Schruppbearbeitung der Außenkontur, der Innenform des Griffs und der Taschen. Das Werkzeug wird in verschiedenen Strategien wie HPC-Schruppen und Helixfräsen eingesetzt. Zum Schluss werden mit dem RF 100 Sharp auch die Schlichtoberflächen erstellt.

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Vorteile in der Anwendung:

  • Nuten, Schruppen, Schlichten, Rampen, helikales Eintauchen mit einem Werkzeug
  • Auch geeignet für instabile Aufspannsituationen dank abgestimmtem Schneidstoff
  • 12° Spanwinkel für ruhigen, weichen Schnitt
  • ungleicher Drall ermöglicht einen vibrationsarmen Lauf
  • besonders weites Nutprofil für sichere Spanabfuhr

RF 100 Sharp (Artikel 6478 8.00) im Online-Shop kaufen
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Typische Schnittdaten für diese Anwendung:

Schruppen Außenkontur Helikales Eintauchen: Schlichten:
Vc = 240 m/min Vc = 120 m/min Vc = 200 m/min
fz = 0,08 mm fz = 0,036 mm fz = 0,03 mm
ae = 0,6 mm Bohrungsdurchmesser = 14 mm ae = 0,1 mm
ap = 15 mm ap = 0,8 mm ap = 10 mm

ExklusiveLine VA Kleinstbohrer

Der VHM-Kleinstbohrer (Ø 2 mm) bringt zwei Scharnierbohrungen in den länglichen Teil des Bauteils ein. Über diese Bohrungen werden die beiden Griffe des Laparoskops später miteinander verbunden.

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Vorteile in der Anwendung:

  • für Bohrungen von 3xD bis 15xD
  • Bearbeitung von allen nicht rostenden Werkstoffen sowie auch Titan und CoCr
  • bereits ab 1,0 mm mit Innenkühlung
  • neuentwickeltes Nutprofil mit konkaver Hauptschneide für aggressiveres Schneidverhalten
  • optimierte Werkzeugoberflächen für kurze Späne und geringen Verschleiß
  • verstärkter Schaft zur sicheren Spannung in der Werkzeugaufnahme

ExklusiveLine Kleinstbohrer VA mit IK (Artikel 6489 2.00) im Online-Shop kaufen
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Typische Schnittdaten für diese Anwendung:

Vc = 80 m/min
fz = 0,06 mm

RF 100 Mikrodiver

Zum Schlichten der Außenkontur und der Griff-Innenseite wird der Mikrofräser RF 100 Mikrodiver mit 5xD (Ø 3 mm) eingesetzt. Eine kürzere Ausführung mit 2,5xD (Ø 3 mm) kommt am Ende der Bearbeitung zum Einsatz: Das Werkzeug legt durch Nuten die untere Kontur frei, arbeitet durch Schruppen die unteren Stege heraus und übernimmt das Schlichten der unteren Kontur.

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Vorteile in der Anwendung:

  • für jede Fräsbearbeitung im Mikrobereich geeignet
  • Eintauchen mit hohen Eintauchwinkeln und Helixzustellungen
  • herausragende Leistungsdaten in Titan, CoCr und nichtrostenden Stählen dank innovativer Geometrie und effektiver Innenkühlung
  • extreme Schnittwerte und sehr hohe Schnitttiefen
  • maximale Prozesssicherheit

RF 100 Mikrodiver im Online-Shop kaufen
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Typische Schnittdaten für diese Anwendung:

Schruppen (Artikel 6809 3.00) Nuten (Artikel 6808 3.00) Schlichten (Artikel 6809 3.00)
Vc = 225 m/min Vc = 140 m/min Vc = 192 m/min
fz = 0,037 mm fz = 0,014 mm fz = 0,024 mm
ae = 0,06 mm ae = 3 mm ae = 0,06 mm
ap = 5,5 mm ap = 3 mm ap = 15 mm

SpyroTec Fasfräser

Der Fasfräser Spyrotec (Ø 6 mm) übernimmt das Fasen/Entgraten des kompletten Bauteils.

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Vorteile in der Anwendung:

  • schnelle, kostengünstige Herstellung großer Fasen (bis 7 mm) bei hohen Geschwindigkeiten
  • geringer Restgrat dank positivem Spanwinkel von 7 °
  • für den Einsatz in den Werkstoffgruppen P, M, N und S
  • weicher, vibrationsarmer Schnitt und beste Oberflächengüten dank 5 spiralisierter Umfangs-Schneiden mit ungleicher Schneidenteilung
  • hohe Schnittparameter und sehr hohe Laufruhe

SpyroTec Fasfräser (Artikel 6992)  im Online-Shop kaufen
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Typische Schnittdaten für diese Anwendung:

Vc = 140 m/min
fz = 0,032 mm

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