Rösler ebnet mit digitalisiertem Surf-Finishing den Weg zur Smart Factory

Die Zahl der Gelenkersatz-Operationen steigt weltweit rasant. Allein in den USA rechnen Experten damit, dass 2030 rund 3,5 Millionen Kniegelenke eingesetzt werden – im Jahr 2020 waren es noch etwa 600.000. Dennoch ist die manuelle Endbearbeitung von Prothesen weiterhin verbreitet, obwohl sie zeitaufwendig, personalintensiv und von Qualitätsschwankungen geprägt ist. „Die Branche steht unter dem Druck, immer höhere Stückzahlen wirtschaftlich und in gleichbleibend hoher Qualität zu fertigen“, erklärt Michael Striebe. Er bringt über 25 Jahre Erfahrung in der Gleitschlifftechnik mit und ist mittlerweile als Global Sales and Process Expert Medizintechnik bei der Rösler Oberflächentechnik GmbH erster Ansprechpartner für Kunden aus der Medizintechnik-Branche. „Parallel steigen die Ansprüche an die Haltbarkeit und Verträglichkeit der Implantate. Darauf reagieren die Hersteller vermehrt mit Gelenkersatz aus Materialien wie Titan oder aus Keramik bzw. keramikähnlichen Beschichtungen, letzteres lässt allerdings eine manuelle Bearbeitung – aufgrund seiner Härte – kaum mehr zu.“

Surf-Finishing: Präzise Bearbeitung komplexer Geometrien und anspruchsvoller Materialien

Mit dem Surf-Finishing bietet Rösler ein Verfahren, das eine besonders effiziente Bearbeitung orthopädischer Implantate auch aus den härtesten Materialien ermöglicht. Das Surf-Finishing ist bis zu 40-mal effektiver als die Bearbeitung in einer klassischen Vibrationsanlage und damit die intensivste Form des Gleitschleifens, die es aktuell auf dem Markt gibt. Je nach Anlagenausführung können im Surf-Finisher bis zu  16 Bauteile gleichzeitig an Werkzeugspindeln befestigt und in einen rotierenden Bearbeitungsbehälter abgesenkt werden. Durch die direkte Einbringung der Bauteile in den Schleifmittelstrom sowie gezielte Bewegungen der Spindeln ist eine präzise Bearbeitung an spezifischen Stellen möglich. So lassen sich auch komplexe Geometrien wie die Kastenkonstruktionen bei Knieimplantaten vollständig maschinell finishen – ohne manuelles Nachpolieren. In den Surf-Finish-Anlagen von Rösler lassen sich selbst Implantate aus Aluminiumoxid-Keramik in einer weltweit einzigartigen Qualität bearbeiten.

Smarte Prozessentwicklung und Datenaustausch

Ein besonderer Fortschritt liegt in der Digitalisierung des Verfahrens. Mithilfe von Simulationssoftware lassen sich Gleitschliffprozesse heute am 3D-Modell darstellen. So werden Bearbeitungsparameter wie Eintauchtiefe, Anströmungswinkel oder mögliche Schattenbildung bereits in der Planungsphase sichtbar, was die Prozessentwicklung erheblich beschleunigt und Kosten deutlich reduziert. Bis zu 90 Prozent der Abstimmung erfolgen digital. Die restlichen zehn Prozent werden durch unverzichtbare reale Tests im Surf-Finisher abgedeckt, welche die nicht-simulierbaren Abweichungen in die Prozessentwicklung integrieren.

Darüber hinaus eröffnet der direkte Datenaustausch zwischen CNC-Bearbeitungszentren und Surf-Finishern neue Möglichkeiten. Werden die Anlagen mit 3D-Daten zu Werkstückdimensionen und Toleranzen versorgt, können Bearbeitungszeiten automatisch angepasst werden. Der Vorteil ist eine Erhöhung der Durchsatzleistung und eine Senkung der Kosten durch reduzierten Verbrauch von Verfahrensmitteln. Durch die Vernetzung der Anlagen in den einzelnen Prozessstufen kann die Effizienz in der gesamten Wertschöpfungskette und die Qualität bei der Herstellung orthopädischer Implantate auf bisher unerreichte Weise gesteigert werden.

Prozessüberwachung mit Rösler Smart Solutions

Für lückenlose Dokumentation und Prozesssicherheit sorgt die patentierte Digitalisierungssoftware Rösler Smart Solutions (RSS) Comfort. Sie überwacht die Qualität des Prozesswassers im angebundenen Gleitschliffprozess und lässt Rückschlüsse auf die Teilequalität zu. „Wir gehen hier noch einen Schritt weiter. Aktuell arbeiten wir daran, auch alle Verbrauchsstoffe innerhalb des Gleitschliffprozesses mithilfe von RSS zu erfassen, um unseren Kunden eine effektive und simple Möglichkeit zur Kontrolle der Prozesskosten an die Hand zu geben“, erklärt Michael Striebe.

Der Schlüssel dazu liegt im Informationsaustausch zwischen Zentrifuge, Gleitschliffanlage und Software.  Durch die Erfassung von automatisierten Messdaten werden der Verschmutzungsgrad des Wassers und der pH-Wert sowie die elektrische Leitfähigkeit kontinuierlich überwacht. Bei Abweichungen wird über eine Schnittstelle automatisch die Menge an benötigten Prozesswasserreinigern angepasst. Dadurch bleibt die Wasserqualität stabil, ganz ohne Eingreifen eines Bedieners. Alle vorgenommenen Anpassungen werden dokumentiert und sind jederzeit nachvollziehbar. Diese innovative Technik ist einzigartig und exklusiv bei Rösler erhältlich.

Der Weg zur Smart Factory

Der Weg zur vollständigen Digitalisierung der Oberflächenbearbeitung ist ein entscheidender Schritt in Richtung Smart Factory. Die Integration digitaler Prozesse ermöglicht nicht nur effizientere und kostengünstigere Produktionsmethoden, sondern steigert auch die Präzision der Fertigung. Mit Simulationssoftware, intelligenten Datenaustauschsystemen und fortschrittlicher Überwachungssoftware unterstützt Rösler seine Kunden dabei, die Herausforderungen der Branche in Chancen zu verwandeln.