Die Materialwirtschaft des Massivumformers muss bei den eingesetzten Legierungen, insbesondere bei CoCr-Legierungen, mit langen Lieferzeiten von sechs bis 18 Monaten rechnen, da nur wenige für den Medical Grade freigegebene Lieferanten in Frage kommen. Die Freigabe des angelieferten Rundmaterials erfolgt nur nach eingehender Prüfung mittels Zugprobe und Gefügeuntersuchung durch das Werkstofflabor. Anschließend werden die Stangen auf Länge gesägt, die Sägekanten verrundet sowie die Sägeabschnitte gestrahlt. Die eigentliche Umformung beginnt mit einem Biegevorgang zur optimalen Überdeckung der Gravur und Gewährleistung eines effizienten Materialeinsatzes. Bei den eingesetzten Materialquerschnitten und -werkstoffen ist es notwendig, sowohl die Temperaturführung während des Schmiedens als auch den maximalen Umformgrad zu beherrschen. Daher werden beim Vor- und Fertigschmieden die vor- und nachgeschalteten Arbeitsgänge des Erwärmens im Drehherdofen mit einem Durchsatz von 300 kg/h (Bild 1), des Umformens 22 SchmiedeJOURNAL September 2013 im Gesenk und des Entgratens jeweils erneut durchgeführt: Ebenso werden nach jeder Abkühlung jeweils die Gratkanten geschliffen und die Schmiedeteile in einer im Fertigungsfluss zentral angeordneten Gleitschleifanlage bearbeitet. Ziel ist die Erzeugung einer Oberfläche, die in jeder Hinsicht den hohen Ansprüchen des Medizinprodukteherstellers und somit der späteren Anwendung genügt. Den vollständigen Stadiengang in der Umformung und dem finalen Oberflächenstrahlen zeigt Bild 2. Höchste Qualitätsanforderungen Am Anfang der Schmiedung steht die Werkzeugfreigabe: Die gefräste Gravur wird hierzu mittels eines mit Laserkopf ausgerüsteten Messarms vermessen. (Bild 3 am Beispiel eines Gesenks für eine Hüftprothese). Zur Fertigungsfreigabe ist ein positives Ergebnis der Gefüge- und Zugprüfung sowie des Faserverlaufs notwendig, darüber hinaus erfolgt bei Titanwerkstoffen die Untersuchung auf Wasserstoffgehalt und ein elektrochemisches Beizen als Nachweis gegen den Grad der Versprödung. Im Bereich der Güteprüfung erfolgt die Produktionsfreigabe der funktionskritischen Merkmale auf einer Drei-Koordinaten-Messmaschine (Bild 4 am Beispiel eines Tibiaplateaus für eine Knieprothese). Produktionsbegleitend werden die Femurplatten einer 100%-Maßprüfung von 19 Merkmalen mit sofortiger Auswertung im Messwertrechner unterzogen (Bild 5), hierbei sind die Eingriffsgrenzen auf eine Maßabweichung ± 0,15 mm festgelegt. Die besonderen Oberflächenkriterien erfordern eine gewissenhafte und kritische Prüfung auf Fehlerfreiheit an speziell ausgerüsteten Arbeitsplätzen (Bild 6) nach dem abschließenden Gleitschleifen und Feinstrahlen der Oberflächen nach Vorgaben des Medizinprodukteherstellers. Hochpräzise mechanische Bearbeitung Der Vergleich zwischen einem Rohteil und der fertig bearbeiteten Femurplatte (Bild 7) zeigt die gefräste Außenkontur und die somit erzeugten gleichmäßigen Abschnittsflächen Report Bild 3: Geometrische Freigabe eines Gesenks für eine Hüftprothese. Bild 4: Freigabemessung eines Tibiaplateaus für eine Knieprothese. Bilder: Autor Bild 5: Messwertaufnahme der Femurplatte (100%-Prüfung). Bild: SMB SA Bild 6: Oberflächenprüfung unter Lupe und mit hoher Lichtintensität. Bild: SMB SA
2013-09-Schmiede-Journal
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