Werkzeuge für die Medizintechnik Paul Horn GmbH

Redakteur: Mag. Victoria Sonnenberg

Seit 1969 entwickelt und produziert die Firma Paul Horn GmbH Präzisionswerkzeuge für die unterschiedlichsten Branchen.

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Eine typische Anwendung in der Medizintechnik ist das Wirbeln von Knochenschrauben.
Eine typische Anwendung in der Medizintechnik ist das Wirbeln von Knochenschrauben.
(Bild: Horn/Sauermann)

Welche Anforderungen stellt die Branche an Werkzeughersteller?

  • Rund 200 Knochen bilden das menschliche Gerüst, welches von über 600 Muskeln sowie unzähligen Sehnen zusammengehalten und bewegt wird. Die Organe, Muskeln, Knochen, Gefäße und Nerven bilden ein funktionierendes Gesamtsystem, welches perfekt aufeinander abgestimmt ist. Über 6.000 Liter Blut pumpt das Herz mit 100.000 Herzschlägen pro Tag durch den Körper.
  • Doch was passiert, wenn der menschliche Organismus mal nicht mehr richtig funktioniert oder das Knochengerüst Schäden aufweist? Genau hier beginnen die Herausforderungen der Medizintechnik.
  • Die dynamische Entwicklung der Branche ist unaufhaltsam. Stetig steigen die Anforderungen der Hersteller und somit an deren Zulieferer: immer kleiner, minimalinvasiver, präziser, sicherer und verträglicher für den Einsatz im Körper. Dies sind nur ein paar Eigenschaften, deren sich die Hersteller medizintechnischer Produkte täglich stellen. Daraus ergeben sich die Anforderungen an die Werkzeughersteller. Aber auch medizinische Instrumente und Geräte setzen in vielen Fällen Zerspanung voraus.

Welche Anforderungen werden konkret an Werkzeuge gestellt?

  • Die Herstellung von medizintechnischen Geräten, Implantaten und OP-Instrumenten aus rostfreiem Stahl oder Titan ist sehr anspruchsvoll. Deshalb müssen die spanenden Werkzeuge höchste Ansprüche an Qualität, Präzision, Sicherheit und Prozesseffizienz erfüllen.
  • Dennoch besteht beim Zerspanen von Titan immer wieder Optimierungsbedarf, da viele Werkzeuge wegen der hohen Verschleiß- und Hitzebeständigkeit dieses biokompatiblen Werkstoffs schnell an ihre Grenzen kommen. Die Abstimmung von Substrat, Mikrogeometrie und Beschichtung kann diesen Herausforderungen entgegenwirken.
  • Die Bauteile in der Medizintechnik fordern nicht selten hohe Oberflächengüten. Darüber hinaus kommen Horn-Werkzeuge in der Einzelteil-, Serien- und Massenfertigung zum Einsatz, was unterschiedliche Anforderungen mit sich bringt. Bei größeren Stückzahlen spielen Stand- und Rüstzeit eine wichtige Rolle. Neben Standardwerkzeugen setzen die Kunden dort oft auch Sonderwerkzeuge ein – speziell auf den Anwendungsfall ausgelegt.

Wo sind Sie besonders stark vertreten?

Beispiel Knochenschraube: Hier sind u. a. folgende Wirbelsysteme für die Gewindeherstellung im Einsatz:

Jet-Wirbeln:

  • In einer Kooperation mit dem Unternehmen W&F Werkzeugtechnik entwickelte man gemeinsam ein Wirbelsystem mit innerer Kühlmittelzufuhr.
  • Das System ermöglicht hohe Standzeiten durch die direkte Kühlung der Schneiden und erreicht in Verbindung mit dem stabilen Wirbelaggregat bessere Oberflächengüten am Werkstück. Die innere Kühlmittelzufuhr verringert das Risiko eines Spänestaus zwischen den Schneidplatten.

High-Speed-(HS)-Wirbeln:

  • Diese Technologie wird in einer Kooperation mit dem Maschinenhersteller Index-Traub gezeigt. Das HS-Wirbeln bietet eine hohe Produktivitätssteigerung durch die parallele Dreh- und Wirbelbearbeitung. Bei dem Verfahren ist die Drehzahl so hoch, dass vor dem Wirbeln ein Drehprozess erfolgen kann. Das vor dem Wirbelwerkzeug angestellte Drehwerkzeug reduziert das Materialvolumen, welches sonst von dem Wirbelwerkzeug abgetragen werden müsste.

Das JET-Wirbeln ermöglicht hohe Standzeiten und verhindert den Spänestau.
Das JET-Wirbeln ermöglicht hohe Standzeiten und verhindert den Spänestau.
(Bild: Horn)

Weitere Anwendungen

  • Hohlmeißelzangen für die Wirbelsäule oder Implantate für Bandscheibe, Knie und Zahn sowie bei Hüftprothesen
  • Herstellung von medizinischen Instrumenten wie beispielsweise chirurgische Pinzetten ober bei Bauteilen medizintechnischer Geräte (Herz-Lungenmaschine)

Welche Werkzeuge kommen noch zum Einsatz?

System DS:

  • wurde insbesondere für die Bearbeitung äußerst komplexer Geometrie von Knieimplantaten entwickelt. Die Aufgabe ist fertigungstechnisch sehr anspruchsvoll, besonders hinsichtlich der Oberflächenqualität der Gelenkflächen und der gleichmäßigen Konturverläufe, auch in Titan.

Supermini Typ 105:

  • kommt für die Fertigung eines dünnwandigen Ventildeckels aus Titan für das Ventil Pro GAV 2.0 eines sogenannten Shuntsystems zum Einsatz: für Axialeinstiche und als Sonderwerkzeug zum Schlichten der Deckelpassung.

Profilierte dreischneidige Wendeschneidplatte Typ S32T:

  • wird für die Fertigung von Schlauchtüllen für Reservoire eingesetzt. An den Tüllen sind im Einsatz Silikonschläuche befestigt. Die Form der Tülle wurde kopiert. Hier bestand aufgrund der Formtreue und des hohen Zeitbedarfs der Bearbeitung und beim Rüsten Handlungsbedarf. Das Kopieren wurde durch die Wendeschneidplatte S32T ersetzt.

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