Medizintechnik-Zerspanung meistern: 5 wesentliche Strategien für Präzision und Effizienz

Die Bearbeitung anspruchsvoller medizintechnischer Materialien wie Titan, Kobalt-Chrom oder Edelstahllegierungen erfordert clevere Techniken. Hier erfahren Sie, was Sie über präzise Medizintechnik-Zerspanung wissen müssen.

Medizintechnikunternehmen entwickeln kontinuierlich neue orthopädische Implantate aus schwierigen und oft proprietären Legierungen. Von Knochenschrauben bis zu Hüftgelenksteilen – diese Implantate können für Zerspaner herausfordernde Projekte sein. Geometrien sind oft komplex, Toleranzen eng.

Die gute Nachricht: Schneidwerkzeughersteller halten Schritt mit diesen harten Anforderungen, indem sie kühne neue Wendeschneidplatten-Geometrien, zähe aber verschleißfeste Hartmetallsorten und super-schmierende Beschichtungen entwickeln.

Hier sind fünf wichtige Tipps für effektive Metallabtrag und maximale Werkzeugstandzeit bei der Arbeit mit diesen Materialien:

1. Scharf bleiben: PVD-beschichtete Werkzeuge funktionieren am besten über das gesamte Spektrum medizintechnischer Legierungen. Schneidwerkzeughersteller haben spezifische Sorten für die meisten dieser Materialien entwickelt – nutzen Sie diese, besonders bei Langzeit- oder Wiederholaufträgen. Setzen Sie nicht auf Universal-Hartmetallsorten oder -Beschichtungen, und arbeiten Sie mit Ihren Lieferanten zusammen, um die besten Wege zur Bearbeitung neuer Materialien zu finden.

2. Aggressiv sein: Schneidwerkzeughersteller könnten einen aggressiveren Ansatz empfehlen, wenn Bearbeitungsoperationen nicht gut laufen. Das liegt daran, dass härteres Pushen des Werkzeugs oft die Spanbildung verbessert, und höhere Spindeldrehzahlen mehr Hitze in den Schnitt bringen, was Aufbauschneide (BUE) – ein Metallklumpen, der an der Werkzeugspitze haftet und beim Abbrechen meist die Schneide ausbricht – reduziert.

3. Trochoidales Fräsen nutzen: Geringe Schnitttiefen bei höheren Vorschüben sind typischerweise effektiver als traditionelle „Aushobel“-Ansätze zur Metallabtrag. Trochoidale Werkzeugwege mit voller Längen-Eingriff (Z-Achse) werden bevorzugt. Wo möglich, bogenförmig in den Schnitt ein- und ausfahren. Vermeiden Sie, das Werkzeug in der Ecke zu versenken. Programmieren Sie einen Radius etwas größer als der Werkzeugradius und kommen Sie mit einem kleineren Werkzeug zurück, um die Ecken auszuarbeiten.

4. Wahr (und steif) bleiben: Steife Aufspannungen sind bei schwierigen Materialien doppelt wichtig. Vermeiden Sie Werkzeugrundlauf, indem Sie Seitenspannfutter (Side-Lock) zugunsten von Schrumpf- oder Hydraulikspannfuttern aufgeben. Halten Sie Werkzeuge so kurz wie möglich, und ersetzen Sie mechanische Spannfutter und -futter durch ihre hydraulischen oder pneumatischen Pendants. Backenfutter leicht konisch schleifen (Back-taper), und Messerbacken (Knife-edge) für besseren Halt verwenden. Denken Sie daran: Selbst die geringste Bewegung beim Aushobeln eines Kobalt-Chrom- oder Titanblocks kann katastrophal sein.

5. Positiv sein: Die meisten PVD-beschichteten und präzisionsgeschliffenen Werkzeuge haben „up sharp“ Schneiden. Gut, aber ein positiver Freiwinkel am Werkzeug ist ebenfalls vorteilhaft – wie die ungenutzte Seite eines 80-Grad-Rauten- oder eines Rundplättchens, falls machbar. Das reduziert Schnitttiefen-Kerbung, zwingt Sie aber oft, mit einem Werkzeug zurückzukehren, das die Ecke rechtwinklig bearbeiten kann. Dennoch kann es sich lohnen, besonders beim Drehen von superharten Nickel-Legierungen oder Titan Grad 5.

Und vergessen Sie nicht …

• Bei der Bearbeitung von chrom-, nickel- oder kobalthaltigen Metallen führt die Verwendung von abgenutztem oder schlecht gewartetem Kühlschmierstoff zu schlechter Werkzeugstandzeit und unvorhersehbaren Ergebnissen.
• Wenn Sie mit beschichtetem Hartmetall kämpfen, ist es vielleicht an der Zeit, „blank“ zu gehen. Unbeschichtete Wendeschneidplatten liefern oft bessere Ergebnisse bei Superlegierungen, besonders bei Schlichtschnitten.

Welche Techniken können Sie zur Bearbeitung anspruchsvoller Materialien beitragen? Lassen Sie es uns in den Kommentaren unten wissen.