Hohe Prozesssicherheit und Produktivitätssteigerung

 Für eine opti­male Patien­ten­ver­sorgung müssen die ver­schiede­nen Bere­iche von Implan­tat­en unter­schiedliche Ober­fläch­eneigen­schaften aufweisen. Im neuen hochtech­nol­o­gis­chen Werk von Smith+Nephew in Malaysia sind für die selek­tive Ober­flächen­bear­beitung der Femurteile derzeit zwei Fer­ti­gungszellen mit jew­eils drei Schleppfin­ish-Anla­gen R 6/1000 SF im Ein­satz. Bei der Auf­bere­itung des Prozess­wassers sorgt die Ausstat­tung der bei­den automa­tis­chen Zen­trifu­gen Z1000 mit dem dig­i­tal­en Prozess­wasser­man­age­ment „Advanced“ von Rösler Smart Solu­tions für erhöhte Prozess­sicher­heit. Einen Beitrag dazu leis­tet auch die kon­tinuier­liche Überwachung und regelmäßige Auf­bere­itung der Schleifkör­p­er. 

Smith+Nephew ist eines der führen­den Medi­z­in­tech­nikun­ternehmen, das sich zum Ziel geset­zt hat, den Kör­p­er und das Selb­stver­trauen von Men­schen wieder­herzustellen, in dem es Tech­nolo­gien nutzt, die dem Leben seine Gren­zen nehmen. Dafür arbeit­en rund 18.000 Beschäftigte in über 100 Län­dern jeden Tag daran, die Exzel­lenz des Pro­duk­t­port­fo­lios in den drei glob­alen Geschäfts­bere­ichen Orthopädie, mod­ernes Wund­man­age­ment sowie Sportmedi­zin und HNO durch die Entwick­lung und Anwen­dung inno­v­a­tiv­er Tech­nolo­gien zu verbessern. Sicht­bar wird dies auch im neuen hochtech­nol­o­gisierten Werk im mala­y­sis­chen Penang, das mit der Fer­ti­gung von Pro­duk­ten für die Knie- und Hüf­ten­do­prothetik in erster Lin­ie das Orthopädiegeschäft des Unternehmens unter­stützen wird. 

Das Ober­flächen­fin­ish – ein entschei­den­des Qual­ität­skri­teri­um 

„Für die ver­schiede­nen Implan­tate gibt es genaue Spez­i­fika­tio­nen, welche Ober­flächengüte diese aufweisen müssen“, erk­lärt Jür­gen Preis­er, Senior Man­u­fac­tur­ing Engi­neer bei Smith+Nephew. Er begleit­et den Auf­bau der Ober­flächen­bear­beitungszellen für Knieim­plan­tate aus Kobalt-Chrom-Legierun­gen im neuen Werk in Malaysia. So ist an den Innen­flächen von Femurteilen für eine opti­male Inte­gra­tion eine definierte Rauheit zu erzie­len, während im Außen­bere­ich homo­gene, sehr glat­te und hochglanzpolierte Ober­flächen erforder­lich sind, um bei Bewe­gun­gen Abrieb zu ver­mei­den. Dies macht eine par­tielle aber äußerst hochw­er­tige und repro­duzier­bare Bear­beitung der äußeren Flächen dieser Femurteile notwendig. 

Schleppfin­ish­er – die Lösung für selek­tives, berührungs­freies Gleitschleifen 

Entsch­ieden hat sich das Unternehmen bei dieser anspruchsvollen Auf­gaben­stel­lung für die Schleppfin­is­han­la­gen R 6/1000 SF von Rösler. Hier­bei han­delt es sich um spezielle Gleitschlif­fan­la­gen, die für die präzise, selek­tive Einzel­bear­beitung kom­plex geformter, hochw­er­tiger und beschädi­gungsempfind­lich­er Werk­stücke entwick­elt wur­den. Die Femurteile dür­fen sich während des Schleif- beziehungsweise Polier­prozess­es gegen­seit­ig nicht berühren. Exakt wieder­hol­bare, über SPS ges­teuerte und dem jew­eili­gen Anforderung­spro­fil adap­tier­bare Prozess­pa­ra­me­ter gewährleis­ten dabei repro­duzier­bare Ergeb­nisse. „Da wir iden­tis­che Maschi­nen und Prozesse in unserem US-amerikanis­chen Werk in Mem­phis für diese Anwen­dung ein­set­zen, sind entsprechende Erfahrun­gen und Know-how vorhan­den. Das macht die Zulas­sung ein­fach­er und schneller. Ein weit­er­er Aspekt, der für Rösler als Part­ner gesprochen hat, ist die weltweite Präsenz des Unternehmens mit ein­er Vertre­tung in Sin­ga­pur. Darüber hin­aus entwick­elt und pro­duziert Rösler sowohl die Anla­gen als auch die Ver­fahrens­mit­tel, sodass alles opti­mal aufeinan­der abges­timmt und Ver­sorgungssicher­heit gegeben ist“, konkretisiert Jür­gen Preis­er die Entschei­dungs­gründe. 

Zwei Fer­ti­gungszellen mit jew­eils drei Anla­gen 

Aus­ges­tat­tet ist das Werk auf der mala­y­sis­chen Hal­binsel bish­er mit zwei Fer­ti­gungszellen. Für die Prozesss­chritte Vorschleifen mit Keramikschleifkör­pern, Fein­schleifen mit Kun­st­stoff­schleifkör­pern und Trock­en­polieren mit einem pflan­zlichen Medi­um sind in jede Zelle drei Schleppfin­ish­er inte­gri­ert. Um auch bei Wartungsar­beit­en die Prozess­kette nicht unter­brechen zu müssen, kann in allen Anla­gen der Trock­en­polier­prozess erfol­gen und in vier der sechs Schleppfin­is­han­la­gen kann sowohl der Trock­en­prozess, als auch die Nass­bear­beitung erfol­gen. 

Rund 50 Prozent höhere Pro­duk­tiv­ität durch opti­mierte Werk­stück­auf­nahme 

Die Maschi­nen ver­fü­gen über einen Arbeits­be­häl­ter mit 1.000 mm Durchmess­er sowie ein Trägerkarus­sell für sechs Arbeitsspin­deln. Sie sind mit teile­spez­i­fis­chen Werk­stück­auf­nah­men aus­ges­tat­tet, in denen die Femurteile so posi­tion­iert wer­den kön­nen, dass eine Bear­beitung nur an den definierten Bere­ichen stat­tfind­et. Eine Opti­mierung der Auf­nah­men ermöglicht, dass anstatt bish­er zwei Femurteile nun drei Teile ges­pan­nt wer­den kön­nen und den­noch die hochw­er­tige und all­seit­ige Bear­beitung sichergestellt wer­den kon­nte. „Dies ermöglicht uns, 18 Femurteile gle­ichzeit­ig zu bear­beit­en. Das entspricht ein­er Durch­satzer­höhung von knapp 50 Prozent und ist eine beachtliche Steigerung“, merkt Jür­gen Preis­er begeis­tert an. 

Für den Schleif- beziehungsweise Polier­prozess taucht das rotierende Trägerkarus­sell die an den eben­falls drehen­den Spin­deln aufges­pan­nten Werk­stücke in die ruhende Schleifkör­per­masse ein. Eine stan­dard­mäßige Ein­tauch-Tiefen­reg­ulierung gewährleis­tet dabei, dass die teile­spez­i­fisch fest­gelegte Ein­tauchtiefe genau einge­hal­ten wird. Die Bear­beitungsin­ten­sität lässt sich durch die sep­a­rat­en und unab­hängig voneinan­der ein­stell­baren Karus­sell- und Spin­de­lantriebe opti­mal an die ver­schiede­nen Femurteile anpassen. Die höhere Belas­tung durch den zusät­zlichen Besatz der Spin­deln mit jew­eils einem zusät­zlichen Femurteil erfordert natür­lich auch, dass die gesamte Anla­gen­tech­nik inklu­sive der Antriebe für die höhere Per­for­mance vor­bere­it­et ist. Dies ist bei RÖSLER Anla­gen im Stan­dard der Fall, weshalb alle weit­eren Bear­beitungspa­ra­me­ter inklu­sive der Ein­tauchtiefe der Werk­stücke beibehal­ten wer­den und kürzeste Zyk­luszeit­en erzielt wer­den kön­nen. 

Schleifkör­perüberwachung und ‑auf­bere­itung sich­ern Ergeb­nis 

Wichtige Prozess­pa­ra­me­ter, wenn es darum geht, Repro­duzier­barkeit der Bear­beitung sicherzustellen, sind das Fül­lvol­u­men und die Zusam­menset­zung der Schleifkör­p­er im Arbeits­be­häl­ter. Die Füll­menge im Arbeits­be­häl­ter wird sowohl visuell als auch mit Sen­soren überwacht und der Bedi­ener erhält einen Hin­weis, wenn eine Aktion erforder­lich ist. „Um die Bear­beitungsqual­ität zu sich­ern, haben wir uns auch für das Schleifkör­per­auf­bere­itungssys­tem entsch­ieden. In dieser, mit ein­er Sieb­sta­tion aus­ges­tat­teten Anlage, wer­den die Keramik- und Kun­st­stoff­schleifkör­p­er ein­mal wöchentlich gere­inigt und alle unter ein­er definierten Größe aus­sortiert“, beschreibt Jür­gen Preis­er. 

Verbesserte Prozess­sicher­heit durch dig­i­tales Prozess­wasser­man­age­ment 

Für die Reini­gung der Prozess­flüs­sigkeit­en aus den Nass­bear­beitungss­chrit­ten Vor- und Fein­schleifen der bei­den Fer­ti­gungszellen hat Smith+Nephew in zwei vol­lau­toma­tis­che Zen­trifu­gen Z1000 investiert. „Dies ermöglicht uns, das Prozess­wass­er getren­nt nach Keramik- und Kun­st­stoff­schleifkör­pern aufzu­bere­it­en, wodurch Prob­leme beispiel­sweise durch Schaum­bil­dung ver­mieden wer­den kön­nen“, berichtet Jür­gen Preis­er. Außer­dem ist in die Steuerun­gen der Zen­trifu­gen das dig­i­tale Prozess­wasser­man­age­ment von Rösler Smart Solu­tions inte­gri­ert. Diese inno­v­a­tive, inter­ak­tive Mon­i­tor­ing-Lösung für die Prozess­wasser­reini­gung und ‑auf­bere­itung ermöglicht die Überwachung, Erfas­sung und Auswer­tung von bis zu 14, indi­vidu­ell auswählbaren Prozess­pa­ra­me­tern, unter anderem Com­pound-Konzen­tra­tion, pH-Wert und mikro­bi­ol­o­gis­che Belas­tung. Die Soll- und Tol­er­anzbere­iche der rel­e­van­ten Para­me­ter wer­den in der Soft­ware hin­ter­legt und die jew­eils gemesse­nen Ergeb­nisse einge­tra­gen. Kommt es bei einem oder mehreren Para­me­tern zu Abwe­ichun­gen, wird dies angezeigt und das Per­son­al erhält automa­tisch leicht ver­ständliche und direkt umset­zbare Hand­lungsempfehlun­gen zu Maß­nah­men, um das Prozess­wass­er wieder in den fest­gelegten Bere­ich zu brin­gen und damit die Pro­duk­tqual­ität zu sich­ern. „Durch diese dig­i­tale Lösung haben wir die Prozess­wasser­auf­bere­itung nicht nur bess­er im Griff, sie vere­in­facht auch die Einar­beitung von Mitar­bei­t­en­den, die mit diesem The­ma bish­er keine Erfahrun­gen haben“, erk­lärt Jür­gen Preis­er. Darüber hin­aus lassen sich durch die automa­tis­che Spe­icherung der Werte Verän­derun­gen des Prozess­wassers über einen län­geren Zeitraum erken­nen, sodass ein erforder­lich­er Wech­sel entsprechend in den Betrieb­sablauf einge­plant wer­den kann. Einsparun­gen bei den Ver­bräuchen von Wass­er und Com­pound kön­nen auf diese Weise eben­falls real­isiert wer­den. Die lück­en­lose Erfas­sung der Dat­en ist weit­er­hin hil­fre­ich als Nach­weis der Prozessqual­ität und ‑sta­bil­ität bei Qual­ität­sau­dits und zu Doku­men­ta­tion­szweck­en. 

„Mit den ersten bei­den Fer­ti­gungszellen sind wir derzeit in der Vali­dierungsphase, der Start der Serien­pro­duk­tion ist im Früh­jahr 2023 vorge­se­hen. Par­al­lel dazu pla­nen wir momen­tan mit Rösler zwei weit­ere Fer­ti­gungszellen für iden­tis­che Pro­duk­te und Prozesse“, merkt Jür­gen Preis­er abschließend an.