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Hochtechnologie im Dienste des Menschen

: DP Technology


Stryker, ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Medizin und Chirurgie, basiert seine Werte auf der Sicherheit des Patienten. Um einen möglichst kurzen chirurgischen Eingriff und hochwertige Produkte zu garantieren, ist es unerlässlich, sich die besten Technologien anzueignen, sich weiterzubilden, Neues zu finden. Um diese Ziele zu erreichen, hat das Unternehmen beschlossen, sich mit der CAM-Software ESPRIT von DP Technology – in Österreich vertreten durch Pimpel – auszustatten.

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Platte eines Lendenimplantats, auf fünf Achsen mit ESPRIT bearbeitet. Programmierzeit: ein Tag. Dieses Werkstück hat im Juni 2014 den ersten Preis im Wettbewerb „Programmiert mit ESPRIT“ erhalten.

Platte eines Lendenimplantats, auf fünf Achsen mit ESPRIT bearbeitet. Programmierzeit:...

Ursprünglich erfand der Amerikaner Dr. Homer Stryker ein drehbares Bett, um Operationen zu erleichtern. Das Bett wurde insbesondere während des Zweiten Weltkriegs genutzt. Die Unternehmensgruppe, die nun 25.000 Mitarbeiter an 60 Standorten umfasst, vertreibt ihre Produkte mittlerweile in mehr als 120 Ländern: u. a. Gelenkprothesen, Implantate, chirurgische Navigationssysteme, Endoskopiegeräte und Ausrüstung für die Notfallmedizin. Letztere stellt insbesondere den französischen Produktionsstandort Stryker Spine vor, der auf Implantate und Instrumente für die Wirbelsäule spezialisiert ist.

Die Werkstätten verwenden Roboter-Drehmaschinen und die moderne 5-Achs-Bearbeitungszentren sowie Kurz- und Langdrehmaschinen. Grundsätzlich werden Platten für die Hals- und Lendenwirbelsäule aus Titan und Käfige oder Haken aus Peek hergestellt, einem speziellen Polymer für die Chirurgie – außerdem Knochenschrauben und -instrumente. Das Know-how des Herstellers liegt daher in der Präzision, dem Beherrschen von Freiformen und schwer zu bearbeitenden Materialien bis zu verschiedensten Schwierigkeitsstufen bei der Fertigung.

Einführung einer computergestützten Fertigung

2006 sind die Abläufe und Teile noch einfach, eine computergestützte Fertigung (CAM) ist noch nicht vorhanden. Die Standortverantwortlichen sind sich der industriellen Entwicklung bewusst und beschließen, in eine globale Programmiersoftware zu investieren, mit der sie alle Betriebsabläufe sicherstellen können. Sie haben sich für ESPRIT von DP Technology entschieden. „Wir brauchten eine benutzerfreundliche Software, die alle Anwendungen im Angebot hat: Langdrehen,
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Auf einem Bearbeitungszentrum des Typs Stama 726MT bearbeitetes Instrument, mit dem sich die Größe des Spacers (Käfigs) steuern lässt, der zwischen den Wirbeln eingesetzt wird.

Auf einem Bearbeitungszentrum des Typs Stama 726MT bearbeitetes Instrument,...

Fräsen, Drehen und Drahterodieren“, erinnert sich Franck Duru, Verfahrenstechniker und CAM-Spezialist in Cestat, Frankreich.

ESPRIT wurde bereits seit 1997 am Firmensitz von Stryker Instruments USA sowie in der Niederlassung in China eingesetzt und hatte seine Effizienz bereits unter Beweis gestellt. Nach der Einführend der CAM-Software gemeinsam mit F&E und der Qualitätssicherung hat sich die Fertigung zu einer 5-Achsen-Simultan-Bearbeitung mit Freiformen entwickelt. Stryker kann auf diese Weise sehr komplexe Bauteile und hochpräzise Instrumente herstellen. Selbst das Design wurde überarbeitet, denn nun ist alles vorstellbar. Eine Fertigungsphilosophie nimmt Gestalt an. „Wir versuchen, schnell und unter Wiederverwendung existierender Zyklen zu programmieren, vereinfachen aber auch ganze Produktfamilien, indem wir auch alle ähnlichen Produkte die noch folgen werden berücksichtigen, denn oft variieren nur die Abmessungen“, erläutert Franck Duru.

Mit den 13 Software-Lizenzen programmiert das Technikerteam in Cestat fast alle Maschinen. Sie nutzen hauptsächlich die 3D-Bearbeitung, setzen aber auch die Wiedererkennung von Formen für bestimmte Produkte. Im Schweizer Betrieb in La Chaux-de-Fonds, der auf orthopädische Implantate spezialisiert ist, laufen die Maschinen mit den in Cestas entwickelten Programmen.

Neueste Technologien einsetzen



„An diesem Stück ist nichts flach. Es muss so
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Im Bild v. l. n. r.: Nicolas Marsault (Partner Usiprog), Hélène Horent (Marketing bei DP Technology) und Franck Duru (Verfahrenstechniker und CAM-Spezialist bei Stryker Spine) vor der DMG DMU.

Im Bild v. l. n. r.: Nicolas Marsault (Partner Usiprog), Hélène Horent (Marketing...

filigran wie möglich gefertigt werden, damit der Patient es ohne Schmerzen tragen kann“, sagt Franck Duru, als er das Muster einer Platte für ein Lendensäulenimplantat zeigt. „Die Unterseite des Stücks ist sogar noch komplexer. Ich habe einen Tag zum Programmieren benötigt, aber ohne die ESPRIT 2014 Bearbeitungsstrategien hätte diese Arbeit mehrere Wochen gedauert.“

Die 5-Achsen-Simultan-Bearbeitung mit ESPRIT umfasst mehrere Etappen: die Hochgeschwindigkeitsfertigung eines Rohlings mit dem neuen ProfitMilling Zyklus, das Verbundfräsen, das für einen besseren Oberflächenzustand sorgt, Konturfräsen, Innengewinde schneiden, Absenken etc. „Die ProfitMilling Technologie ermöglicht es uns, den Rohling mit offener Tasche und die Kontur des Teils als Insel zu fertigen. Das ist ein echter Zeitgewinn und spart Werkzeuge“, erklärt Nicolas Marsault, Direktor von Usiprog, einem Integrationspartner für ESPRIT bei Stryker. Zu Beginn wird die Konstruktion des Werkstücks mit PTC umgesetzt. Dank der ESPRIT Feature Exchange Technologie, einer Funktion zum Datenaustausch, kann die CAM-Software die gesamte CAD-Struktur mit allen Details zum Werkstück übernehmen. Mit Hilfe dieser Integration läuft die Datenübertragung flüssig, und die Programmierung ist präziser.



Stryker ist der einzige Hersteller, der chirurgische Bauteile komplett aus Peek (Anm.: Polyetheretherketon ist ein hochtemperaturbeständiger thermoplastischer Kunststoff) herstellt: beispielsweise Käfige, die zwischen den Wirbeln platziert werden, um die Platten oder Haken
daran zu befestigen und die Sehnen zu blockieren. Die Details der Werkstücke sind winzig klein und das Material ist aufgrund des Risikos von Graten schwer zu bearbeiten. „Die Produkte verlassen bereits nach einem Tag die Roboterzellen, während die Fertigung vor dieser Automatisierung acht Tage benötigte“, verdeutlicht der Bediener Cédric Lassus Debat. „Die Teile verlassen die Maschine fertig bearbeitet, sandgestrahlt, graviert und bereit für den Versand.“

Optimierte Programmierung

Die verfügbaren VBA-Entwicklungswerkzeuge in ESPRIT bieten die Möglichkeit der Automatisierung und dadurch der Prozesssicherheit. Dank der Entwicklung eines speziellen Add-ins lassen sich beispielsweise die Werkzeugdaten in die Nutzeroberfläche übernehmen. Mit einem Klick wird dann ein Werkzeugbericht für die Werkstatt erstellt. „Vorher wurde alles per Hand eingegeben. Bei Teilen, für die 20 Werkzeuge nötig sind, brauchte man bis zu zwei Stunden. Mann hat jetzt einen Zeitgewinn von 90 %, denn man vermeidet eine Überprüfung und Fehler“, ergänzt der CAM-Fachmann.

Die Vorteile des ESPRIT-Netzwerks

Die Unterstützung durch Usiprog und DP Technology trägt zum großen Erfolg von Stryker bei. Außerdem können durch die Zusammenarbeit des Software-Entwicklers mit den Konstrukteuren der Maschinen Lizenzen bereitgestellt werden, die speziell auf die Maschinen und die zertifizierten Post-Prozessoren angepasst sind. „Die von Usiprog gelieferten Post-Prozessoren sind bereits bei Installation produktiv. Der Zeitgewinn ist enorm, mehr als 30 %. Da sich Stryker für die Standard-Post-Prozessoren von DP Technology entschieden hat, müssen die Programmierer den Post-Prozessor nicht mehr von A bis Z selbst entwickeln. Selbst bei einer Veränderung in der Programmierung für ein neues Werkstück liegt das Fehlerrisiko bei nahezu Null“, bestätigt Franck Duru.

Die Bearbeitung auf der Grundlage
der ESPRIT-Wissensdatenbank (Knowledge Base Machining) ist der nächste Schritt für das Ingenieursteam von Stryker. Die KBM liefert per Knopfdruck einen Bearbeitungsvorschlag, der dem Programmierer und Benutzer die beste Methode zur Bearbeitung eines Werkstücks oder eines Teilbereiches präsentiert und automatisch die passenden Bearbeitungszyklen, Schneidwerkzeuge und Bearbeitungsparameter zur Verfügung stellt: ein professionelles Produktionssystem, dessen Ziel darin besteht, Know-how gewinnbringend zu nutzen und die Produktivität zu steigern.

Platte eines Lendenimplantats, auf fünf Achsen mit ESPRIT bearbeitet. Programmierzeit: ein Tag. Dieses Werkstück hat im Juni 2014 den ersten Preis im Wettbewerb „Programmiert mit ESPRIT“ erhalten.
Auf einem Bearbeitungszentrum des Typs Stama 726MT bearbeitetes Instrument, mit dem sich die Größe des Spacers (Käfigs) steuern lässt, der zwischen den Wirbeln eingesetzt wird.
Im Bild v. l. n. r.: Nicolas Marsault (Partner Usiprog), Hélène Horent (Marketing bei DP Technology) und Franck Duru (Verfahrenstechniker und CAM-Spezialist bei Stryker Spine) vor der DMG DMU.


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