Dank der SWISSTURN-Werkzeughalter mit praktischem Klemmmechanismus ermöglicht SWISSCUT-Kompaktwerkzeuge kurze Rüstzeiten sowie den einfachen Schneidenwechsel, ohne den Werkzeughalter von der Maschine nehmen zu müssen.

Ausgabe 09 | 2021

Zerspanungswerkzeuge für die Dental- und Medizintechnik

ISCAR Hartmetall AG

Die ständigen Weiterentwicklungen bei Miniaturteilen für die Dental- und Medizinbranche sind eine grosse Herausforderung für Hersteller von Schneidwerkzeugen. Dank stetiger Innovation bietet ISCAR leistungsfähige Werkzeuge für dieses Fachgebiet, die die hohen Anforderungen an Oberflächenqualität und Präzision erfüllen. Sie werden vor allem zur Fertigung von Dentalschrauben sowie für Komponenten zum Hüftgelenks-ersatz genutzt.

Orthopäden, Zahnmediziner und die Produzenten von medizinischen Schrauben und Implantaten entwickeln Komponenten für die Dental- und Medizintechnik ständig weiter. Damit aus diesen Entwürfen zuverlässige Komponenten für die Medizintechnik entstehen können, arbeiten Softwareentwickler sowie Maschinen- und Werkzeughersteller eng zusammen. Oftmals sind für die neuen Teile spezielle Werkzeuge und Geometrien notwendig, um die meist komplexen Formen präzise und mit gleichbleibend guter Oberflächenqualität herzustellen. Ein nicht zu vernachlässigender Faktor ist hierbei der Werkstoff: Medizinische Schrauben und Implantate werden in der Regel aus Titan-Superlegierungen oder aus rostbeständigen, gehärteten Stählen gefertigt. Bei diesen zähen Werkstoffen können sich Aufbauschneiden bilden, die zum Verschleiss der Schneidkanten führen. Zudem entstehen beim Spanbruch hohe Temperaturen. Diese können die Standzeit des Werkzeugs verkürzen und die Oberflächengüte des Werkstücks beeinträchtigen.
ISCAR hat spezielle Bearbeitungslösungen mit den passenden Geometrien, Werkzeugen und Schneidstoffen für medizinische Miniaturteile im Portfolio. Die ISCAR-Werkzeuge eignen sich besonders für die Fertigung von Dentalschrauben sowie für vier Komponenten zum Hüftgelenks-ersatz: Femurkopf und -schaft, Hüftgelenkspfanne und Knochenplatte.

Schnelle Prozesse bei Dentalschrauben
Bei allen Bearbeitungsschritten von Dentalschrauben kommen Werkzeuge von ISCAR zum Einsatz. Für das Schruppdrehen des Aussendurchmessers werden zum einen die JETCUT Hochdruck-Werkzeuge mit zielgerichteter Kühlmittelzuführung verwendet, zum anderen das SWISSCUT-Kompaktwerkzeug, ausgelegt für Langdrehautomaten so-wie CNC-Drehmaschinen. Dank der SWISSTURN-Werkzeughalter mit praktischem Klemmmechanismus ermöglicht sie kurze Rüstzeiten sowie den einfachen Schneidenwechsel, ohne den Werkzeughalter von der Maschine nehmen zu müssen. Die Wendeschneidplatten (WSP) verfügen zudem über spezielle Spanformer für die Bearbeitung kleiner Bauteile. Die SWISSCUT-Werkzeuge werden auch zum Gewinde-drehen eingesetzt.
Um das Zeitspanvolumen zu maximieren, Vibrationen zu vermeiden und die Zykluszeit zu verringern, werden beim Nutenfräsen CHATTERFREE-Schaftfräser verwendet. Die geschliffene Geometrie erzielt eine sehr hohe Oberflächengüte und optimale Standzeiten bei hohen Abspanraten. Beim Ab- und Einstechen punkten PENTACUT-Schneideinsätze. Mit fünf Schneidkanten und stabiler Schneideinsatzklemmung erlauben sie hohe Zerspanungsparameter, insbesondere bei der Bearbeitung weicher Materialien, beim Abstechen von Rohren sowie bei kleinen und dünnwandigen Bauteilen.
Beim Plandrehen und Drehen des Aussendurchmessers zeigen SWISSCUT-Werkzeuge ihre Stärke. Bohrungen können Anwender mit SOLIDDRILL-Vollhartmetall (VHM)-bohrern in rechter Ausführung mit 3xD und 5xD Bohrtiefen einbringen. Sie sind mit innerer Kühlmittelzufuhr ausgestattet, die das Kühlmittel direkt in die Schnittzone spritzt. SOLIDTHREAD-Werkzeuge sind gut für das Gewindefräsen geeignet. Die Schnittzone mit drei kurzen Zähnen, drei Spannuten und Hinterschliff zwischen Schnittzone und Schaft sorgt für genaue Konturen und hohe Leistung. Das kurze Profil erzeugt geringe Schnittkräfte. Das reduziert das Biegemoment. So entstehen präzise Gewinde über die gesamte Länge. Bei der Schraubenkopfbearbeitung schliesslich kommen zweischneidige VHM-Schaftfräser der SOLIDMILL-Serie mit 30° Spiralwinkel und mittlerer Länge zum Einsatz.

Bei künstlichen Hüftgelenken ist höchste Präzision gefordert
Die Bearbeitung von Komponenten für künstliche Hüftgelenke ist komplex. Gefordert sind hohe Präzision, makellose Oberflächen-qualität und uneingeschränkte Zuverlässigkeit. ISCAR bietet für jeden Prozessschritt effiziente Werkzeuge.
Bis ein künstlicher Femurkopf, also der künstlichen Oberschenkelknochen-Kopf, fertig ist, sind viele unterschiedliche Bearbeitungsschritte erforderlich. Drehen, Schruppen, Bohren, Fräsen, Schruppdrehen und Abstechen stehen auf dem Arbeitsplan. ISOTURN-Drehwerkzeuge punkten beispielsweise beim Schruppdrehen, Schlichten und Schruppen. Verfügbar in allen Standardgeometrien, zeichnen sich die Trigon-WSP zum Axial- und Plandrehen durch sechs Schneidkanten mit einem Schneidkantenwinkel von 80° aus. Für spezielle Profilbearbeitungen im Bereich von 10 bis 36 mm hat ISCAR komplexe und präzise V-förmige V-LOCK WSP im Katalog. Präzisionsgeschlif-fene, gesinterte CUT-GRIP Voll-radius-WSP eignen sich zum Vorschlichten.
SUMOCHAM-Bohrwerkzeuge zum Schruppen ermöglichen ein hohes Zeitspanvolumen sowie einen wirtschaftlichen Schneidenwechsel ohne Rüstzeit. Die Werkzeuge verfügen über ein Klemmsystem für hohe Produk-tivität, einen Schaft mit ge-wendelten Kühlmittelkanälen sowie einen langlebigen und stabilen Bohrkörper. Vierschneidige Schaftfräser vom Typ CHATTERFREE werden zum Vorschlichten eingesetzt. Sie besitzen einen Spiralwinkel von 38°, sind vibrationsgedämpft und mit einem 3xD Hinterschliff ausgestattet. CHAMGROOVE-Schneideinsätze überzeugen beim Vorschlichten und Einstechen. Sie stehen in den Ø 8, 11 und 15 mm zur Verfügung.
Für das Vorschlichten beim Innendrehen entscheiden sich Anwender häufig für ISOTURN-Wendeschneidplatten in SWISSTURN-Werkzeughaltern. Für das Schruppdrehen eignet sich be-sonders das Sortiment an SWISSTURN ISO-Standard-Wendeschneidplatten mit kleinen Schaftgrössen. Standardgeome-trie-WSP mit präzisionsgeschliffenen Schneidkanten und kleinen Radien für kleine und dünne Bauteile sind für diese Anwendung ebenfalls verfügbar. Zum Vorschlichten beim Drehen bietet ISCAR CUT-GRIP-WSP. Zusätzlich zur grossen Vielfalt an prä-zisionsgeschliffenen, gesinterten WSP finden sich in der CUT-GRIP-Palette eine umfassende Auswahl an Schneideinsätzen für spezifische Anwendungen und Materialien.

Passende Werkzeuge für die Gelenkpfannnen
Bei der Bearbeitung einer künstlichen Hüftgelenkspfanne fallen Innen-Schruppdrehen, Profilfräsen, Schlichten, Schulterfräsen, oberes und unteres Anfasen, Bohren, Gewindefräsen, Aussen-Schruppdrehen und Ausseneinstechen an. ISCAR unterstützt Anwender unter anderem mit zweiseitigen HELI-GRIP-Schneideinsätze. Diese werden für das Innen-Schruppdrehen in Anspruch genommen, da die in sich verdrehte Ausführung optimale Schnitttiefen ermöglicht. Beim Innen-Schlichtfräsen finden SOLIDMILL-Fräser Verwendung. Dabei handelt es sich um kurze dreischneidige VHM-Kugelkopffräser mit 30° Spiralwinkel. Vierschneidige SOLIDMILL-Schaftfräser mit 38° Spiralwinkel und ungleicher Teilung zur Vibrationsdämpfung schlichten die Bauteile. Nach der Tauchbearbeitung übernimmt ein speziell geformter Schaftfräser das obere und untere Anfasen. Dazu kommen SOLID-DRILL-VHM-Bohrer mit Ø 3 bis 20 mm und Bohrtiefen 3xD und 5xD. SOLIDDRILL-Werkzeuge gibt es in rechter Ausführung mit und ohne innere Kühlmittelzuführung.
Die Herstellung von Innengewinden erfolgt mittels SOLIDMILL-VHM-Schaftfräsern mit Kühlmittelbohrungen für ISO-Profile. ISO-Standard-WSP auf SWISSTURN-Werkzeughaltern mit JETCUT-Hochdruckkühlung werden zum Schruppdrehen eingesetzt. Für das Ausseneinstechen eignen sich CUT-GRIP-Präzisions-Schneideinsätze. Vierschneidige SOLIDMILL-Schaftfräser mit 38° Spiralwinkel und ungleicher Teilung zur Vibrationsdämpfung mit 3xD Hinterschliff sowie kurze dreischneidige SOLIDMILL-VHM-Kugelkopffräser mit 30° Spiralwinkel erledigen das anschliessende Fräsen.

Femurschaft
Nutenfräsen, Bohren, Fasen, Plan-, Senk- und Profilfräsen – das sind die Spanprozesse bei der Bearbeitung des Femurschafts, des künstlichen Oberschenkelknochens. Für das Nutenfräsen bietet ISCAR MULTI-MASTER-Schaftfräser mit auswechselbaren VHM-Fräsköpfen mit Ø 12,7 bis 25 mm. Diese benötigen keine Rüstzeit und verfügen über eine Hartmetallschnittstelle für einen schnellen Werkzeugwechsel sowie eine Plananlage für hohe Präzision und Steifigkeit. Beim Senkfräsen kommt ein vierschneidiger SOLIDMILL-Schaftfräser mit 38° Spiralwinkel, ungleicher Teilung zur Vibrationsdämpfung und 3xD Hinterschliff zum Einsatz. Bohrungen bringen Anwender mit SOLIDDRILL-VHM-Bohrern mit Ø 3 bis 20 mm und 3xD sowie 5xD Bohrtiefen ein.
Das Fasfräsen übernehmen MULTI-MASTER-Schaftfräser mit auswechselbaren VHM-Fräsköpfen mit Ø 9,1 bis 20 mm. WSP mit ISO-Standardgeometrie und präzisionsgeschliffenen Schneidkanten werden mit SWISSTURN-Werkzeughaltern kombiniert. Die Fräser verfügen über eine JETCUT-Hochdruckkühlung und werden beim Drehen eingesetzt. Kurze dreischneidige SOLIDMILL-VHM-Kugelkopffräser mit 30° Spiralwinkel in Ø 3 bis 25 mm überzeugen im Profilfräsen. Für das Planen eignen sich vierschneidige SOLIDMILL-Schaftfräser mit 38° Spiralwinkel und ungleicher Teilung zur Vibrationsdämpfung mit 3xD Hinterschliff im Ø 1,6 bis 8 mm.

Für effiziente Schrupp-Prozesse
Auch um die Knochenplatte herzustellen, müssen Anwender eine ganze Reihe von Arbeitsschritten ausführen wie Schrupp-, Schulter- und Schlichtfräsen, Bohren und Gewindefräsen. Beim Schruppfräsen ermöglichen es die Geometrien der FINISHRED-Schaftfräser, dass Anwender gleichzeitig schruppen und schlichten können. Dabei kann unter Schruppbedingungen gefahren werden und es entsteht gleichzeitig eine sehr gute Oberflächenqualität. Auswechselbare konische MULTI-MASTER-VHM-Fräsköpfe finden beim Schlichtfräsen Anwendung. Wird das Werkzeug gekippt, können sogar geschwungene Oberflächen be-arbeitet werden. Die Verwen-dung von CHATTERFREE-Schaftfräsern ermöglicht ein hohes Zeitspanvolumen, eliminiert Vibrati-onen und reduziert die Zykluszeit beim Schulterfräsen. Für den letzten Fräsvorgang, das Schlichtfräsen, werden kurze vierschneidige MULTI-MASTER-VHM-Kugelkopffräser mit 30° Spiralwinkel und Ø 5 bis 25 mm eingesetzt. Bohrungen bringen Anwender mit SOLIDDRILL VHM-Bohrern ohne Kühlkanäle und mit 4xD Bohrtiefe ein. Diese sorgen für einen stabilen und präzisen Bohrvorgang. SOLIDTHREAD 55 oder 60° VHM-Gewindewirbler sind für das Gewindefräsen vorgesehen.

Schneidstoffsorten
Schneidstoffsorten wie IC900, IC907, IC806, IC908, und IC928 sind speziell für rostbeständige Stähle und Superlegierungen konzipiert. Sie eignen sich zum Fräsen und Drehen von Titan und Legierungen auf Nickelbasis, wie Nitinol, welches üblicherweise in medizinischen Bauteilen vorkommt. Diese Schneidstoffe sind für ISCAR-Standardwerkzeuge mit eigens gestalteten positiven und scharfen Spanformern verfügbar.

INFOS | KONTAKT
ISCAR Hartmetall AG
Wespenstrasse 14
CH-8500 Frauenfeld
T +41 (0)52 728 08 50
www.iscar.ch
office@iscar.ch

Termine

Oktober

EMO, Mailand

Weltleitmesse der Metallbearbeitung und internationaler Branchentreff
4. bis 9. Oktober
www.emo-milano.com

parts2clean, Stuttgart

Internationale Leitmesse für industrielle Teile- und Oberflächenreinigung
5. bis 7. Oktober
www.parts2clean.de

MOTEK, Stuttgart

Internationale Fachmesse für Montage- und Handhabungstechnik
5. bis 8. Oktober
www.motek-messe.de

Bondexpo, Stuttgart

Fachmesse für industrielle Klebetechnologie
5. bis 8. Oktober
www.bondexpo-messe.de

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Internationale Fachmesse für Kunststoffverarbeitung
12. bis 16. Oktober
www.fakuma-messe.de