Werkstoffe, LimaCorporate, MMC Italia

In den Einrichtungen von LimaCorporate sind die zu bearbeitenden Werkstoffe problematisch und zäh: Dabei haben sich die Werkzeuge von Mitsubishi Materials in den kritischsten Phasen hervorragend bewährt. - Bild: MMC Italia

LimaCorporate ist ein globales Unternehmen, das medizinische Produkte und Lösungen im orthopädischen Bereich entwickelt und produziert. Sein Der Hauptsitz befindet sich in San Daniele del Friuli, Udine, aber das Unternehmen ist seit langem bestrebt, sein Geschäft auf alle wichtigen Weltmärkte auszubauen.

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So hat das Unternehmen Tochtergesellschaften in 23 Ländern und ist durch ein dichtes Netz von Vertriebspartnern in über 43 Ländern vertreten. LimaCorporate entwickelt innovative Produkte und Verfahren, die es einem Chirurgen ermöglicht, für jeden einzelnen Patienten die ideale Lösung auszuwählen. Die Produktpalette umfasst Primär- oder Revisionsimplantate für große Gelenk wie Hüfte und Knie, aber auch Komplettlösungen für Extremitäten wie etwa die Schultern. Der Erfolg des Unternehmens basiert auf seiner langjährigen Erfahrung auf dem Gebiet der orthopädischen Chirurgie und seiner umfassenden Kompetenz auf dem Gebiet der biomechanischen Werkstoffe. Alleinstellungsmerkmale der evolutionären Philosophie von LimaCorporate sind neuartige modulare Konzepte und innovative Werkstoffe wie trabekuläres Titan oder Biokeramiken.

Titan oder Spezialwerkstoffe

VQ-Fräserserie, MMC Italia
Die VQ-Fräserserie umfasst eine große Vielfalt an Schaftfräsern aus Vollhartmetall. - Bild: MMC Italia

Mechanische Bearbeitungen spielen für die Geschäftstätigkeit des friaulischen Unternehmens eine zentrale Rolle; unter anderem müssen die verwendeten Werkstoffe exakte Biokompatibilitätskriterien erfüllen, und die Komponenten bestehen größtenteils aus Titan oder Spezialwerkstoffen; die Werkzeuge, die in den verschiedenen Arbeitsgängen des Schruppens und Schlichtens eingesetzt werden, sind daher von besonderer Wichtigkeit. Seit Jahren besteht eine fruchtbare Zusammenarbeit zwischen Lima und Mitsubishi Materials, die in Italien durch MMC Italia vertreten ist. Die Beziehung geht weit über die bloße Lieferung von hochqualitativen Werkzeugen hinaus. Von Anfang an lag das gemeinsame Augenmerk der Techniker beider Unternehmen auf der Entwicklung optimierter Bearbeitungsstrategien.

Schaftfräser aus Vollhartmetall, MMC Italia
Individuelle Fräser mit neuen Geometrien, Schneidkanten und Beschichtungen, die für spezielle Applikationen wie etwa Schruppen, Fein- und Nutenfräsen konzipiert wurden. - Bild: MMC Italia

Im ersten Projekt vor mehr als zehn Jahren ging es um eine regelrechte Studie zur Bearbeitung von Hüftprothesen; dabei gelang es, in nur 22 min ein Werkstück aus Titan anzufertigen, während für den Abschluss desselben Zyklus bisher eine Stunde mehr benötigt wurde. Roberto Zanier, CNC-Manager bei LimaCorporate, und Fabiano Dean, Engineering Dept bei LimaCorporate, bekräftigen, wie stark die Beziehung durch den Gedanken der Zusammenarbeit geprägt ist: „Es reicht absolut nicht aus, bei der Anschaffung eines Werkzeugs so vorzugehen, als handele es sich um ein bloßes Produkt aus dem Ladenregal. MMC hat uns immer eine enge Zusammenarbeit angeboten, wir haben immer ihr Wissen mit unserer Erfahrung in der Werkstoffbearbeitung verbunden; aufgrund dieses engen Austauschs war es uns stets möglich, die gesetzten Ziele zu erreichen.

Primär- oder Revisionsimplantat Stemless, MMC Italia
Die meisten Komponenten bestehen aus Titan oder Spezialwerkstoffen. - Bild: MMC Italia

Wir haben festgestellt, dass nicht alle Werkzeuglieferanten bereit sind, auf diese Weise zu arbeiten. Es liegt also auf der Hand, dass wir nach den ersten, optimalen Ergebnissen weiterhin zusammengearbeitet haben. Bei der jüngsten Installation einiger Maschinen, darunter eine Multitasking-Dreh-/Fräsmaschine, hat sich ihre technologische Beratung erneut als sehr nützlich erwiesen. In diesem Fall handelte es sich um einen Doppelspindler mit Frässpindel und Revolver. Sie schlugen uns ein paar Fräser vor, auf denen wir Auswertungen und Versuche in der Werkstatt durchführen, Strategien untersuchen und anwenden konnten. Wir schätzen diese Art der Kundenbetreuung sehr. Nur zusammen sind wir in der Lage, hervorragende Ergebnisse zu erzielen.“
Ein Beispiel für Teamarbeit aus der jüngsten Zeit bestand in einem Projekt für die vollständige Umstellung der Phasenproduktion der sogenannten Glenosphäre, einer künstlichen Schulterkomponente mit besonders kritischer Bauweise. Abgesehen von weiteren komplexen Herausforderungen musste hierbei ein exzentrischer Bereich berücksichtigt werden, der notwendig ist, um die flüssige und störungsfreie Armbewegung wiederherzustellen.

Hohe Genauigkeit gefordert

Primärimplantat, MMC Italia
Die Produktpalette von LimaCorporate umfasst Primär- und Revisionsimplantate für große Gelenke wie Hüfte oder Knie. - Bild: MMC Italia

Die geforderte Genauigkeit war auf Hundertstel gemessen. Zu Beginn basierte der Zyklus auf Bearbeitungen, die an drei oder vier Serienmaschinen durchgeführt werden sollte. Dies war mit unproduktiven Wartezeiten und zusätzlichen Spannvorgängen verbunden, welche neben der erforderlichen Zeit auch die Gesamteffizienz des Prozesses gefährdeten. Der erste Schritt war der Einsatz einer Multitasking-Maschine, die in der Lage ist, das fertige Werkstück direkt von der Stange zu liefern.
Zanier und Dean fahren fort: „Wir haben dann mehrere Werkzeuglieferanten einbezogen, und mit MMC war eine optimale Verständigung gegeben, da sie uns neben dem Produkt auch auf eine leistungsstarke CAM von Open Mind zur Generierung effektiver und optimierter Werkzeugwege hingewiesen haben. Wir erhielten Teile von ausgezeichneter Qualität, aber die Standzeit des Fräsers war ein Problem, da er nach 20 Teilen ersetzt werden musste. Wir haben mit vereinten Kräften an der Lösung dieses Problems gearbeitet und am Ende nur durch die Verbesserung unserer Bearbeitungsstrategie über 70 Werkstücke mit dem gleichen Werkzeug bearbeiten können – über 300 Prozent mehr als zuvor. Wir haben den Schluss gezogen, dass unser eigenes Wissen mit der Hilfe von Spezialisten für andere Aspekte der mechanischen Bearbeitung verfeinert und verbessert werden kann.“

Leistungsfähige Werkzeuge

MMC Italia, MMC Italia
Von links nach rechts: Roberto Zanier, CNC-Manager und Fabiano Dean, Engineering Department (beide LimaCorporate) und Marco Rocco, Application Engineer bei MMC Italia. - Bild: MMC Italia

Marco Rocco, Application Engineer bei MMC Italia, bestätigt, dass das gleiche Konzept auch für den Lieferanten gilt: „Wir versuchen, immer leistungsfähigere Werkzeuge zu entwickeln, aber unser Wissen erweitert sich immer erst dann auf entscheidende Weise, wenn wir uns direkt vor Ort mit den Kunden, die die Produkte ständig benutzen, austauschen können; es kommt auf diesen Austausch an, damit etwas Innovatives und Besseres entsteht.“ Bei allen im Rahmen des Glenosphäre-Projekts durchgeführten Versuchen wurden Mitsubishi-Werkzeuge der VQ-Serie, Vollhartmetallfräser, eingesetzt. Innerhalb dieser Familie spielt die Werkzeugbeschichtung mit dem Handelsnamen Miracle eine besonders wichtige Rolle. Seit Jahrzehnten auf dem Markt, wurde sie kontinuierlich verbessert. Heute wird die neueste Generation Smart Miracle in einer leuchtenden und glänzenden Farbe präsentiert.

Chemisch gesehen handelt es sich um ein Nitrid aus Aluminium und Chrom, das sich durch eine sehr hohe Spanleitfähigkeit und einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten beim Schneiden auszeichnet. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Beschichtung der Konkurrenz – aber auch der Serie Miracle selbst, und zwar in den Werkzeugen, die die Standardversion verwenden – weist sie einen Reibungskoeffizienten von 0,3 gegenüber 0,58 auf. Fast die Hälfte: Das bedeutet, dass bei gleicher Nutzung des Werkzeugs die Wärmeentwicklung fast halbiert wird oder die Maschine mit doppelter Geschwindigkeit oder mit gleicher Geschwindigkeit, aber mit viel weniger Werkzeugverschleiß gefahren werden kann. Die verwendeten Werkzeuge weisen eine besondere Geometrie auf, die sich von der der anderen Fräser der Familie unterscheidet; sie ist speziell für Maschinenparameter berechnet, die sich von den Standardparametern unterscheiden.

„MMC hat uns immer eine enge Zusammenarbeit angeboten, wir haben immer ihr Wissen mit unserer Erfahrung in der Werkstoffbearbeitung verbunden; aufgrund dieses engen Austauschs war es uns stets möglich, die gesetzten Ziele zu erreichen.“ Fabiano Dean, LimaCorporate

Hohe Oberflächengüte

Die Techniker von LimaCorporate bestätigen, dass die Oberflächengüte deutlich besser ist: „Smart Miracle wird üblicherweise insbesondere für die Bearbeitung der Verbindungsflächen zwischen den Komponenten eingesetzt, wo die geforderte Genauigkeit in der Größenordnung von tausendstel Millimeter liegt, um somit die geometrischen Eigenschaften einzuhalten. Darüber hinaus bleibt die Rauheit dank der Mitsubishi-Fräser konstant. In unserem Fall muss sie zwischen 0,4 und 0,6 liegen, wobei dieser Wert im Laufe der Bearbeitungszeit zu unserer großen Zufriedenheit aufrechterhalten wird.“
Reduzierung der Produktionskosten, längere Nutzungszeiten der Werkzeuge, Senkung der Zykluszeit: Das sind die Ambitionen des friaulischen Unternehmens, um im globalen Wettbewerb erfolgreich bestehen zu können.

LimaCorporate will sich auf einen pünktlichen und schnellen Service in allen Krankenhäusern fokussieren, und zwar nicht nur in den italienischen Krankenhäusern: „Wir bemühen uns, in verschiedenen Ländern Lagerhäuser in den unterschiedlichsten Größen zu haben. Der Faktor Zeit ist unser Hauptfeind, aber wir haben große Fortschritte gemacht. Wir haben viel in kombinierte Einheiten investiert, die im unbemannten Modus arbeiten können. Aktuell befindet sich gerade eine robotisierte Insel mit einer Autonomie von gut sieben Tagen in Vorbereitung: Dabei ist nicht nur die Dauer, sondern auch die Zuverlässigkeit des Werkzeugs entscheidend.

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Wir bearbeiten Titan, aber auch außergewöhnlich zähe Stahllegierungen. Jene mit einer Kobalt-Chromlegierung sind die Werkstoffe mit der vielleicht stärksten Verschleißwirkung und dem stärksten Abnutzungseffekt auf Werkzeuge überhaupt. Mitsubishi-Werkzeuge haben sich in diesen Phasen als ausgezeichnet erwiesen, denn in allen diesen Phasen sind Sicherheitsvorkehrungen und sorgfältig gemeinsam entwickelte Strategien erforderlich.“ nh

Auf einen Blick

Smart-Miracle-Beschichtung von MMC

Die VHM-Schaftfräser sind mit einer neu entwickelten (Al, Cr)N-Beschichtung versehen, die für eine erheblich verbesserte Verschleißfestigkeit sorgt. Die extrem glatte Beschichtung sorgt für bessere Oberflächen, einem verringerten Schnittwiderstand und einer optimierten Spanabfuhr. Diese neue Generation beschichteter VHM-Schaftfräser zeichnet sich bei der Bearbeitung von rostfreien Stählen und anderen schwer zu bearbeitenden Werkstoffen durch eine deutlich längere Werkzeugstandzeit aus.