Ohne Nacharbeit zum sauber geschnittenen Titanstab

Mehr als eine Million Implantate für die orthopädische Industrie Frankreichs fertigt die Forginal Industrie S.A. in Thiers und bezeichnet sich selbst als Markführer in der Herstellung von Prothesen. Das rund 100 Mitarbeiter zählende Unternehmen zwischen Clermont-Ferrand und Lyon erwirtschaftete zuletzt einen Jahresumsatz von 15 Mio. Euro. Von der Planung über die Umsetzung bis zur Oberflächenbehandlung bietet das Unternehmen die gesamte Bandbreite an Bearbeitungsschritten. Auf Unterlieferanten wird dabei verzichtet. „Die Forschung und Entwicklung neuer Prothesen ist ein sensibles Thema, deshalb bleiben sämtliche Daten rund um eine Neuentwicklung komplett in unserer Hand“, erklärt Produktionsleiter Michel Cieslak.

Ein Werkstoff, der im menschlichen Körper vergleichsweise wenig Abstoßungsreaktionen hervorruft, ist Titan. In legierter oder unlegierter Form wird es seit Jahren in beträchtlichem Umfang in der Medizintechnik verwendet. „Gelenkersatzteile für Hüfte, Knie, Schulter oder Wirbelsäule werden daraus hergestellt, ebenso Fixiermaterialien für Knochen, wie Nägel oder Schrauben“, so Cieslak weiter. Auch Schrittmacher oder Instrumente für die Herz- und Augenchirurgie werden aus diesem zähen Werkstoff gefertigt.

Wertvolle Dienste beim Zerspanen leistet eine Hochleistungskreissägemaschine HCS 70 des baden-württembergischen Herstellers Behringer Eisele GmbH aus Weilheim/Teck. Sie sägt in der Hauptsache Rundmaterial aus Titan der Güte TA6V4EI und Edelstahl verschiedener Güten bis zu einem Durchmesser bis 60 mm. „Sägetechnik ist das Verfahren der Wahl für unsere Bearbeitungsaufgabe. Wir brauchen Fertigschnitte mit optimalen Oberflächen ohne Nachbearbeitung sowie sehr genaue Toleranzen. Es gibt kaum Sägemaschinenhersteller, die das auch noch mit dem Werkstoff Titan zuverlässig leisten“, erinnert sich Cieslak.

Titan weist eine geringe Elastizität auf und entwickelt aufgrund hoher Zähigkeit starke Hitze beim Zerspanen. Das ist eine Herausforderung für jede Sägemaschine. „Die Lösung liegt in der exakten Abstimmung des Sägeprozesses auf das Material“, erklärt Manfred Grüninger, Vertriebsleiter beim Kreissägenhersteller Behringer Eisele. Ein konstanter Vorschub, effektive Kühlung und eine angepasste Schnittgeschwindigkeit ermöglichen beste Trennergebnisse.

Ausgelegt ist die HCS 70 für einen Werkstückdurchmesser bis 75 mm Vollmaterial. Der serienmäßig große Drehzahlstellbereich von 25 bis 215 min-1 ermöglicht bereits in der Grundausstattung ein breites Anwendungsfeld. Der Sägeantrieb setzt auf eine bewährte Kombination: robustes, spielfreies Stirnradschneckengetriebe und frequenzgeregelter Hauptantrieb. In Verbindung mit dem präzisen Servoantrieb der Sägeachse und der innovativen Kühleinrichtung mit verschiedenen Kühlmedien bietet dieses System genügend Reserven auch für zukünftige Entwicklungen der Sägeblätter.

Bei Forginal Industrie werden zum Beispiel speziell beschichtete, 2 mm dicke Blätter verwendet. „Dadurch sparen wir wertvolles Material und natürlich Zeit“, ergänzt der Produktionsleiter. „Bei unseren kleinen und mittleren Serien von 50 bis 30 000 Einheiten pro Monat amortisieren sich die Werkzeugkosten schnell.“ Die Bandbreite an Gesenkschmiede-Rohlingen aus Titan reicht von einem Stückgewicht von 10 g bis zu 10 kg. Und noch etwas ist speziell bei Forginal: Da die Gutteile aus der Produktion im menschlichen Körper eingesetzt werden oder für chirurgische Zwecke Verwendung finden, dürfen sie beim Bearbeitungsprozess nicht mit Industrieölen in Kontakt kommen. „Wir setzten deshalb zum Schmieren nur pflanzliche CQ16- und CQ33-Öle ein“, erklärt der Produktionsleiter.

Nach über einem Jahr zuverlässiger Laufzeit bestätigt Forginal Industrie, dass mit einem Sägeblatt mit Sicherheit 3000 Abschnitte getrennt werden können. „Zurzeit sägen wir 7000 Abschnitte mit ein und demselben Blatt“, freut sich Cieslak. „Das hat unsere Erwartungen mehr als erfüllt.“ Schnittqualität und Terminierung entsprachen den Vorgaben. Ebenso konnte die Produktion generell erhöht werden, und der gewünschte Puffer, um Engpässe abfedern zu können und den Zeitdruck zu mindern, war vorhanden. Gleichzeitig gingen die Produktionskosten deutlich zurück, und überflüssige Arbeitsschritte entfielen. Nicht zuletzt die robuste, kompakt-geschlossene Ausführung der Sägemaschine mit großen Sichtfenstern und guter Zugänglichkeit für Reinigungs- und Wartungsarbeiten überzeugten den Anwender.

Thomas Großkopf Geschäftsführer Behringer Eisele GmbH, Weilheim/Teck