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maschine+werkzeug 06/2013

Höchste Güte

Extra Titelstory

Oberflächentechnik - Als Hersteller von Rollierwerkzeugen und Diamantglättwerkzeugen bietet Baublies aus Renningen bei Stuttgart je nach Anwendungsfall die passende Lösung, wenn es auf höchste Oberflächengüten ankommt. Mit den Werkzeugen lassen sich Oberflächengüten im Bereich von Rz 0,5 bis 1 erreichen.

Hier geht es zu den Werkzeugen von Baublies.

Prinzipiell sind in der Medizintechnik aus verschiedenen Gründen hohe Oberflächengüten gefordert. Dazu zählt zum einen die Funktion von Flächen, besonders bei Dichtflächen, die diese nur bei entsprechender Güte der Oberfläche erfüllen können. Zum Zweiten benötigen viele medizinische Instrumente, zum Beispiel beim Zahnarzt, eine glatte Oberfläche, damit sie sich leicht reinigen und desinfizieren lassen. Im Bereich der Implantate sind es ebenfalls klassische Funktionsflächen, die hohe Oberflächengüten haben müssen, zum Beispiel, wenn sich zwei Teile zueinander bewegen.

Obwohl die Medizintechnik für Baublies ein eher kleines Marktsegment darstellt, nennt Thomas Kappel, Leiter Technik und Entwicklung bei Baublies, diesen Kundenkreis bewusst »klein, aber fein.« Einige der namhaften deutschen Medizintechnikfirmen sind im südlichen Baden-Württemberg – und hier speziell in Tuttlingen – angesiedelt, sodass zu ihnen auch eine regionale Nähe hinzukommt. Doch insgesamt kommen die Medizintechnikkunden von Baublies heute aus ganz Europa.

Bei einem der ersten Aufträge, die Baublies für die Medizintechnik umgesetzt hat, ging es um die Herstellung von Akkubohrmaschinen, die in der Chirurgie eingesetzt werden. »An der Akkubohrmaschine musste im Bereich der Spindel eine Dichtfläche, auf der in einem Lager eine Dichtung lief, eine besonders hohe Oberflächengüte bekommen. Das Material war wie üblich ein rostfreier Edelstahl«, erinnert sich Thomas Kappel. Die Lösung für diese Bearbeitung bestand in einem Innenrollierwerkzeug, wie Baublies es im Standardsortiment hat. »Im Prinzip haben wir hier eine sehr einfache Lösung angeboten, wie wir sie im normalen Maschinenbau auch angeboten hätten, nur adaptiert für die Medizintechnik«, erklärt der Technik-Leiter von Baublies.

In einem anderen Anwendungsfall kam die Anfrage von einem Hersteller, der Hähne und Adapter für Luer-Lock (Verbindungssystem für Schlauchsysteme im medizinischen Bereich) produziert. Die Abdichtung in den kleinen Edelstahlhähnen erfolgt metallisch über einen Kegeleinsatz. Dabei wird in eine kegelige Bohrung ein kegeliges Gegenstück mit einer Querbohrung im Innern gesteckt. Vergleichbar ist das Prinzip mit einem Kugelhahn. »Der Außenkegel lässt sich konventionell relativ gut bearbeiten und mit glatten Oberflächen versehen. Die kegelige Bohrung in einem sehr schlanken Kegel und natürlich mit sehr kleinen Durchmessern zwischen vier und acht Millimetern bereitete dem Hersteller hinsichtlich der Oberflächengüte jedoch Probleme«, sagt Thomas Kappel. Der Einsatz von Kegelreibahlen hatte beispielsweise nicht zum gewünschten Ergebnis geführt. Blaubies hat dann ein passendes kleines Kegelrollierwerkzeug hergestellt, mit dem sich das Problem schließlich beheben ließ.

Für einen Kunden, der Dentalimplantate fertigt, hat Blaublies ein Außenrollierwerkzeug in kleinerer Abmessung aus dem Standardsortiment als geeignete Lösung zum Rollieren von Titan geliefert. »Bei Titananwendungen, die in der Medizintechnik relativ häufig auftreten, lassen sich insbesondere mit Rollierwerkzeugen deutliche Verbesserungen der Oberflächengüte erreichen«, sagt Thomas Kappel und hebt hervor, »Unser Plus ist, dass wir auch im Bereich der konventionellen Rollierwerkzeuge Varianten mit sehr kleinen Durchmessern und Geometrien anbieten können, die sehr kompakt in ihren Abmessungen sind«. Denn üblicherweise sind auch die Langdrehautomaten, auf denen solche Werkstücke gefertigt werden, nicht sehr groß. So beschränkt sich der Platz für die Werkzeuge auf ein paar Millimeter.

In einem weiteren Beispiel aus dem Dentalbereich, waren hohe Oberflächengüten für Bohrungen in den Edelstahl-Kupplungen der angetriebenen Einheit – eine hochdrehende Turbine – des Zahnarzt-Bohrwerkzeugs gefordert. Ein Mehrrollen-Rollierwerkzeug führte hier zu dem gewünschten Oberflächenergebnis. Auch die Schäfte von Zahnarztbohrern mit 2,2 mm Durchmesser werden von einem Kunden von Baublies mit einem klassischen Außenrollierwerkzeug geglättet.

Nicht immer können Thomas Kappel und Berthold Dehner sagen, ob ein Kunde aus der Medizintechnik das Rollierwerkzeug letztlich für die Bearbeitung eines Instruments oder eines Implantats einsetzt. »Etliche Kunden haben sich inzwischen so einen Erfahrungsschatz mit unseren Werkzeugen erarbeitet, dass wir nicht mehr viel Hilfestellung geben müssen. Es kommt dann einfach eine Anfrage für ein Werkzeug mit beispielsweise 4,5 Millimetern Durchmesser. Hier nimmt ein Auftrag dann nicht mehr den üblichen Weg über eine Problemstellung und Zeichnung und den entsprechenden Lösungsvorschlägen von uns«, beschreibt Thomas Kappel die Unterschiede bei den Kundenanfragen.

Die Wahl der jeweils passenden Werkzeuglösung hängt individuell vom Anwendungsfall ab. Welches Werkzeugsystem – ob Mehrrollen- oder Diamantglättwerkzeug – optimal geeignet ist, hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab: Sind einfache Geometrien (zylindrische Bohrungen und Wellen, Kegel oder Planflächen) und/oder größere Stückzahlen gefragt, so haben mehrrollige Werkzeuge mit ihren hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten wirtschaftliche Vorteile.

Sollen jedoch Konturen oder Teilefamilien mit unterschiedlichen Abmessungen bearbeitet werden, ist das Diamantglätten aufgrund seiner einem Zerspanungswerkzeug ähnlichen Kontur die erste Wahl. Ebenso verhält es sich etwa bei der Hartbearbeitung von wärmebehandelten Werkstücken.

Bei der Implantatfertigung gibt es bei den Medizintechnikunternehmen zum Teil Vorbehalte gegen das Glätten mit mehrrolligen Werkzeugen. Der Grund ist, dass nicht ausgeschlossen werden kann, dass sich Abrieb von den Stahlrollen lösen und in der Oberfläche verbleiben könnten. »In ganz kritischen Bereichen ist bei Implantaten, bei denen auch mit Standard-Rollierwerkzeugen gearbeitet werden könnte, dies oft das Ausschlusskriterium. Da spielt der Diamant sein Plus aus, da dessen minimaler Abrieb nur aus Kohlenstoff besteht, der die spätere Funktion eines Implantats nicht beeinflusst«, erklärt Thomas Kappel.

Berthold Dehner, Anwendungstechniker bei Baublies, ergänzt: »Bei Implantat-Werkstoffen handelt es sich häufig um Chrom- oder Molybdänstähle, die sich aufgrund ihrer hohen Festigkeit im Normalfall nur schwer mit Mehrrollen-Werkzeugen bearbeiten lassen würden.« In diesen Fällen kommen Diamantglättwerkzeuge für die Außenbearbeitung zum Einsatz, aber auch Werkzeuge zur Innenbearbeitung – als rotierendes Werkzeug zum Ausspindeln der Bohrungen.

Nicht zuletzt wegen der überragenden Eigenschaften des Diamanten, in Verbindung mit der einfachen Handhabung des Werkzeugsystems, haben sich die Baublies-Diamantglättwerkzeuge gut am Markt etabliert. Insbesondere auch deswegen, weil für den Einsatz dieser Werkzeuge – auch bei Hartbearbeitungen – auf jegliche weitere Peripherie verzichtet werden kann. So sind beispielsweise aufwendige und empfindliche hydrostatische Systeme unnötig, was einen Einsatz auf allen gängigen Werkzeugmaschinen ermöglicht.

Unter der Leitung von Thomas Kappel hat Baublies ein neues »Mehrrollen-Rollierwerkzeug« entwickelt, dessen Prototyp auf der EMO in Hannover der Öffentlichkeit präsentiert wird. Dieser neue Werkzeugtyp ist noch kompakter konstruiert als bisherige Werkzeuge von Baublies und speziell gedacht für Kleinmaschinen. »Der gesamte Werkzeuggrundkörper verschwindet gewissermaßen in der Werkzeughalterung der Maschine. Die klassische Hülse, das blaue Bauteil, das wir sonst immer hatten, entfällt. Wir haben es geschafft, das Werkzeug so klein und kompakt zu konstruieren, dass es komplett in den Bohrstangenhalter eingebaut werden kann«, beschreibt Thomas Kappel die Vorzüge der Produktneuheit. Mit ihr lässt sich der Platzbedarf in der Maschine, gerade bei Mehrspindlern, erheblich reduzieren.

»Der Vorteil dieser kurzen und schlanken Werkzeuge liegt auch darin, dass auch die Werkzeugnebenplätze in der Maschine belegt werden können. In kleinen Arbeitsräumen hatten Standardwerkzeuge bisher zu große Durchmesser, sodass links und rechts davon jeweils ein Werkzeugplatz weggefallen ist«, erklärt Berthold Dehner. Das neue Werkzeug soll es mit verschiedenen Spannschäften und verschiedenen Durchmessern geben. Auf der EMO will Baublies zunächst noch die Wünsche und Anforderungen der Kunden mit aufnehmen, um diese später bei der Serienfertigung zu berücksichtigen.

»Die Anregung für dieses neue Werkzeug kam aus der Richtung der Medizintechnik und Kleinteil-Fertigung. Wir sind immer wieder auf das Platzproblem angestoßen worden«, sagt Thomas Kappel. Einsatzmöglichkeiten sieht er außer in der Medizintechnik auch im Maschinenbau und in der Automobil-Zulieferindustrie.

Hier geht es zu den Werkzeugen von Baublies.

  • Mehrrollige Werkzeuge bieten mit ihren hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten wirtschaftliche Vorteile.

    Mehrrollige Werkzeuge bieten mit ihren hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten wirtschaftliche Vorteile.

  • Diamant-Glätt-Werkzeuge für die Innenbearbeitung.

    Diamant-Glätt-Werkzeuge für die Innenbearbeitung.

  • Außenkegel-Rollierwerkzeug: formgebundenes Werkzeug zum Glätten und Verfestigen von Außenkegel-Flächen.

    Außenkegel-Rollierwerkzeug: formgebundenes Werkzeug zum Glätten und Verfestigen von Außenkegel-Flächen.

  • Innenkegel-Rollierwerkzeug: formgebundenes Werkzeug zum Glätten und Verfestigen von Innenkegel-Flächen.

    Innenkegel-Rollierwerkzeug: formgebundenes Werkzeug zum Glätten und Verfestigen von Innenkegel-Flächen.

  • Baublies-Diamantglättwerkzeuge haben sich gut am Markt etabliert.

    Baublies-Diamantglättwerkzeuge haben sich gut am Markt etabliert.

  • Prototyp des neuen ›Mehrrollen-Rollierwerkzeugs‹, das Baublies auf der EMO vorstellt.

    Prototyp des neuen ›Mehrrollen-Rollierwerkzeugs‹, das Baublies auf der EMO vorstellt.

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Unternehmensinformation

BAUBLIES AG

Brunnenfeldstr. 42
DE 71272 Renningen
Tel.: 07159-9287-0
Fax: 07159-9287-25

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