ActOns "Geheimwaffe" für innovative medizinische Implantate
Die Firma ActOn Finishing ist in der Luft- und Raumfahrt- sowie in der Automobilindustrie für ihre Lösungen zur Oberflächenbearbeitung bekannt. Jetzt ist das britische Unternehmen auch in den medizinischen Sektor expandiert, wo sein einzigartig effektives Verfahren für medizinische Implantate beispielsweise bei Oberschenkelknochen eingesetzt wird. Sid Gulati, Managing Director von ActOn, erläutert mehr.Wenn die Oberfläche eines Implantats, wie z. B. eines Femur-, Tibial- oder Hüftimplantats, nicht den Spezifikationen entspricht, kann dies seine Fähigkeit beeinträchtigen, sich am Knochen zu befestigen. Es besteht auch die Gefahr, dass Metallfragmente (Grate oder Splitter), die bei der Bearbeitung zurückbleiben, in den Körper des Patienten eindringen. Eine fehlerhafte Oberflächenbearbeitung von Implantaten kann sich negativ auf die Bewegung des Patienten auswirken, was unweigerlich zu großen Schmerzen und Beschwerden führt und eine erneute Operation erforderlich machen kann.
Diese Implantate bestehen jedoch aus widerstandsfähigen Materialien wie Kobaltchrom. Gießfehler und Bearbeitungslinien lassen sich nur schwer beseitigen, insbesondere bei hoher Wiederholbarkeit und hoher Kapazität.
Das ist zeitaufwändig, kostspielig und verbraucht viele Ressourcen wie Arbeitskräfte, Werkstoffe für die Schlichtenbearbeitung und Wasser für den Filtrationsprozess.
Einige Hersteller medizinischer Implantate investierten hierfür in eigene Maschinen für die Oberflächenbearbeitung. Dazu muss das Werkstück jedoch durch speziell entwickelte Vorrichtungen fixiert werden, die dann durch die Prozesstrommel laufen, in der die Schleif- und Poliermedien die Implantate glätten. Die für diese Vorrichtungen benötigten Werkzeuge erhöhen die Kosten zusätzlich.
Die Suche eines Implantatherstellers nach einer effizienteren Alternative führte ihn 2022 auf eine Fachmesse, wo er auf das Unternehmen ActOn Finishing aus Coventry traf. ActOn hat eine einzigartige Lösung für die Oberflächenbearbeitung entwickelt, die eine gleichbleibend hohe Wiederholgenauigkeit in einem deutlich schnelleren Prozess ermöglicht. In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird diese Technologie bereits seit Jahren eingesetzt, aber auch für medizinische Implantate besteht ein deutliches Potenzial.
„DAS PROJEKT BEGANN MIT EINER ANFRAGE ZUR ENTFERNUNG VON BEARBEITUNGSLINIEN AN EINEM TIBIA-IMPLANTAT. NORMALERWEISE BRAUCHT MAN STUNDEN DAFÜR, ABER UNSERE MASCHINE ERLEDIGTE DIESELBE ARBEIT IN 25 BIS 30 MINUTEN UND SPARTE WASSER UND WERKZEUGKOSTEN", ERKLÄRT SID GULATI, SEIT 2015 GESCHÄFTSFÜHRER DES FAMILIENUNTERNEHMENS.
Die Geheimwaffe von ActOn ist das eigens entwickelte und patentierte Produkt. Es handelt sich um die CHEF-Maschine (Centrifugal High-Energy Finishing).
„Bei der Oberflächenbearbeitung eines Femurimplantats in der CHEF-Maschine können wir eine Kraft von bis zu 16g aufwenden und so zehnmal schneller Ergebnisse erzielen als mit herkömmlichen Methoden.
„So können wir Gießfehler in Kobalt-Chrom-Werkstoffen äußerst schnell beseitigen, ohne Spezialwerkzeuge zum Fixieren der Teile zu benötigen. Außerdem verbrauchen wir 70% weniger Wasser als herkömmliche Methoden, was sich positiv auf die Umwelt auswirkt.“
Zu den Vorteilen der CHEF-Maschine trägt auch die Partnerschaft von ActOn mit dem spanischen Unternehmen GPA Innova bei, das die DLyte-Maschine herstellt, eine Elektropoliermaschine zur Automatisierung, Vereinfachung und Standardisierung der Nachbearbeitung von Metallteilen. In Kombination mit der CHEF-Maschine erhalten die Kunden einen kompletten Prozess samt einer Hochglanzoberfläche.
Die traditionelle Oberflächenbearbeitung eines Femurimplantats besteht aus einem siebenstufigen Prozess, der die Entgratung, das Entkalken, die Oberflächenglättung und das abschließende Polieren umfasst. Mit der CHEF Maschine und DLyte reduziert ActOn diesen Prozess auf nur drei Stufen:
Stufe 1, Schleifen: Hier werden die meisten Fräs- und Bearbeitungslinien entfernt.
Stufe 2, Glätten: Die Oberfläche wird angeglichen und geglättet, um sie für das Polieren vorzubereiten.
Stufe 3, Polieren: Durch den Einsatz der DLyte-Maschine wird eine Hochglanzoberfläche erzeugt.
Die CHEF Maschine kann 12 Teile pro Charge aufnehmen; die DLyte Maschine 24 Teile. Bei einer Wiederholung liegt der Mittelwert der endgültigen Rauigkeit bei 0,04 μm und damit deutlich unter dem angestrebten Ra von 0,07 μm, ausgehend von einem Ra-Ausgangswert von 3,133 μm.
"Wir reduzieren den Anteil der Bearbeitungsschritte und der manuellen Nachbearbeitung der Komponenten", sagt Sid Gulati. „Durch die Einsparung des manuellen Polierens werden weniger Bänder benötigt und weniger Werkzeuge verbraucht.“
Dabei gilt natürlich: Je weniger Zeit die Werkstücke in der Maschine verbringen, desto weniger Energie wird verbraucht.
ActOn baut sein Geschäft im Bereich der medizinischen Implantate weiter aus, indem es seine Maschinen an weitere Implantathersteller verkauft oder in einigen Fällen die Endbearbeitung für diese übernimmt. Dabei kooperiert ActOn mit Seco Tools. Sid beschreibt Seco als „Brücke“ zwischen ActOn und dem Implantathersteller.
„DIE ZUSAMMENARBEIT MIT SECO TOOLS IST ENTSCHEIDEND, WEIL DIE QUALITÄT DER BEARBEITUNG EINE DIREKTE ROLLE FÜR DIE EFFIZIENZ DES POLIERPROZESSES SPIELT", ERKLÄRT ER.
"Wir können dem Kunden Rückmeldung geben, wo er seine Werkzeugwege optimieren und die Bearbeitung ändern kann, so dass er den Bearbeitungsprozess auf die schwierigen Bereiche des Bauteils konzentrieren kann und wir weniger Nacharbeit leisten müssen. Dieses Wissen macht einen großen Unterschied für den Kunden, nicht nur bei der Endbearbeitung, sondern auch bei der Herstellung eines kompletten Femurimplantats.“
Sid Gulati betont, das Unternehmen freue sich auf die weitere Entwicklung der erfolgreichen Partnerschaft mit Seco Tools. ActOn Finishing steht erst am Anfang!
"Wir bauen unser gemeinsames Angebot aus, sprechen mit Herstellern in Malaysia, den USA und Deutschland und präsentieren unser Konzept. Wir beschäftigen uns auch mit anderen medizinischen Komponenten und anderen Branchen."
Andrew Fielding, Global Business Development Manager bei Seco Tools, fügt hinzu: „Gemeinsam wollen wir die Herausforderungen annehmen, mit dem Ziel, die Bearbeitungszeit und die Kosten für unsere Kunden zu reduzieren."
