Medizinische Knochensägen
Neuer Ansatz für die Herstellung von medizinischen Knochensägen: Precision Micro, der größte Auftragsfertiger im Bereich Ätztechnik in Europa, hat eine neue Prozessabfolge entwickelt, mit der sich nach eigener Aussage die Kosten für viele extrem scharfe Teile wie Sägeblätter für oszillierende orthopädische Sägen reduzieren lassen. Normalerweise werden diese scharf gezahnten Blätter mithilfe der Lasertechnik hergestellt, worauf ein Präzisionsschleifen für die erforderliche Schränkung der Sägezähne folgt. Die Qualität der Teile kann laut Hersteller jedoch durch die Kombination der LEEP-Technologie (Laser Evolved Etch Process) mit speziellen Drahterosionsverfahren auf wirtschaftlichere und effizientere Weise verbessert werden.
Wirtschaftlicher mit Toleranzen von weniger als ±5 µm
Mithilfe des Tiefenätzverfahrens lassen sich Zahnschränkung und Oberflächengestaltung der Säge mit unterschiedlichen Mustern auf jeder Seite der Säge bestimmen. Dazu wird ein Ätzresist auf beiden Oberflächen aufgebracht. Anschließend wird mit der Laserdirektbelichtung ein Muster auf beiden Seiten gleichzeitig freigelegt. Dies gewährleistet die Ausrichtung des oberen und des unteren Musters. Bei der anschließenden Entwicklung der freigelegten Platte tritt das Metall zutage, das weggeätzt werden soll. Das Tiefenätzverfahren entfernt das Metall auf beiden Seiten gleichzeitig und erzeugt so die erforderliche Oberflächengestaltung, trennt die Säge jedoch nicht vom übrigen Blech.
Drahterodieren von gestapelten Blechen
»Je nach Teil und Materialart kann das Fotoätzen ab einer Materialstärke von mehr als 1,5 mm wegen des Zeitaufwands für die chemischen Prozesse unwirtschaftlich werden«, erklärt Mark Jarvis, Toolroom-Manager bei Precision Micro: »Deswegen profilieren wir diese Sägen mithilfe spezieller Drahterosionsverfahren. Obwohl dies einen zweiten Arbeitsschritt erfordert, ist es für den Kunden eine sehr viel profitablere Lösung.« Dazu werden die Bleche gestapelt und bearbeitet, um Hunderte von Sägen in einem einzigen Zyklus herzustellen. Mit dieser Vorgehensweise lassen sich Toleranzen von weniger als ±5 µm erzielen, die mit keinem anderen Metalltrennverfahren möglich sind. Ein besonderes Merkmal des Drahterosionsverfahrens ist, parallele Seitenwände mit einer ausreichenden Genauigkeit zu erzeugen, um das erforderliche, ultrascharfe Zahnprofil herzustellen. Eine strenge Prozessvalidierung von der Entwicklungsphase bis zur kommerziellen Fertigung hat gezeigt, dass sich mit dieser Prozessabfolge durchgängig Qualitätsprodukte herstellen lassen. Als Material für die Blätter dient gehärteter martensitischer rostfreier Stahl von Sandvik, der sich durch sehr gute Korrosionsbeständigkeit, hohe Zähigkeit und hervorragende Festigkeit auszeichnet. Da es sich um einen Prozess in Umgebungstemperatur handelt, unterliegen die Blätter keiner thermischen Beanspruchung, sodass die ursprünglichen Materialeigenschaften beibehalten werden. Der kombinierte Prozess von Precision Micro nutzt digitale Werkzeuge und ermöglicht so eine wirtschaftliche Herstellung der zahlreichen Blätterversionen von Knochensägen, die für jeden spezifischen Eingriff optimiert werden. Für Prototypen und die Massenfertigung wird dieselbe Prozessabfolge verwendet – eine wesentliche Voraussetzung für die Klassifizierung und Zertifizierung medizinischer Geräte.