Rauheitsmessung am Zahnimplantat.

Mit Produkten der Medizintechnik ist große Verantwortung verbunden – bei Stethoskopen und Einwegartikeln wie Spritzen genauso wie bei Kernspintomographen, Knochen-Implantaten oder Herzschrittmachern. Diese Verantwortung der Gesundheit der Menschen gegenüber setzt eine umfangreiche Qualitätskontrolle in der Herstellung voraus. Damit das Endprodukt den vorgegebenen Erwartungen entspricht, müssen auch die einzelnen Komponenten hinsichtlich der Qualität genauestens überprüft werden. 

In der Medizintechnik wie auch in der medizinischen Forschung wird die hochpräzise Messung von Oberflächen und Konturen immer wichtiger – bei Wirbelsäulen-Implantaten und künstlichen Herzklappen genauso wie bei Augenlinsen, Zahn-Implantate oder der Erforschung der Abrasion an Zähnen. Genauso ist auch die Qualität von implantierten Herzklappen oder Hörhilfen von einer perfekten Form und einer standardisierten Oberfläche abhängig. Mahr gehört weltweit zu den drei großen Herstellern der dimensionellen Messtechnik. Das mittelständische Unternehmen entwickelt und fertigt hochpräzise Messgeräte in einer Bandbreite vom Handmessmittel bis hin zur komplexen mehrachsigen Messmaschine. Traditionell sind mit dem Namen Mahr die Begriffe Fertigungsmesstechnik, Qualität und Innovation verbunden. Viele Messmethoden zur Qualitätssicherung sind auch bereits im medizinischen Bereich erfolgreich im Einsatz. Messtechnik in der Medizintechnik ist unverkennbar keine Besonderheit, sondern eine Notwendigkeit – sie bedeutet eine Verbesserung der Produkte, ist eine Hilfe für erkrankte Menschen und führt zu Kosteneinsparungen im Gesundheitswesen.

Oberflächen-Rauheit bei Implantaten
Die Rauheit eines Zahn-Implantates beeinflusst das Einwachsen und damit die Belastbarkeit und Haltbarkeit. Um den Verankerungsprozess im Knochen zu unterstützen, wird die Oberfläche des Implantats in speziellen Verfahren aufgeraut und mit kleinen Löchern versehen, so dass der Knochen gut am Implantat anhaften kann und in das Implantat hineinwachsen kann. Der Teil des Implantats, der aus dem Knochen herausragt, wird hingegen geglättet, um eine Anlagerung von Bakterien oder Belägen zu verhindern. Diese unterschiedlichen Oberflächenstrukturen werden in der Qualitätssicherung von Tastschnittgeräten aufgenommen und messtechnisch bewertet. Doch nicht nur die Rauheit und Mikrotopografie sind ausschlaggebend für die Aufgabe des Implantates. Zahn-Implantate z.B. ähneln in Form und Funktion einer Schraube, die im Kiefer verankert wird. Die Geometrie und Kontur der Gewinde wird mit taktiler und optischer Messsensorik in Bezug auf die Toleranzen überprüft.

Perfekte Rundung eines Hüftgelenkes
Künstliche Hüftgelenke brauchen eine optimale Rundung und hochwertige Oberflächenqualitäten, damit Patienten keine Beschwerden leiden. Ein künstliches Hüftgelenk muss etwa 20 Millionen Lastwechsel unter dem 2- bis 3-fachen des Körpergewichts gewährleisten. Die Anforderungen an die Fertigungstoleranzen sind deshalb extrem hoch. Abweichungen in der Form der Hüftgelenkkugel und dem Hüftgelenkkopf bedeuten frühzeitiger Verschleiß und damit Schmerzen bei dem Patienten. Präzise Formtester aus dem Hause Mahr ermitteln zuverlässig die Gestaltabweichungen der einzelnen Komponenten im Fertigungsprozess. Die Oberflächenbeschaffenheit und die Genauigkeit der Kontur werden mit dem Tastschnittgerät „MarSurf LD120“ in einem Messablauf überprüft. Kugelgelenke und Lager sind grundsätzliche Konstruktionselemente in der Feinwerktechnik. Bewährte Messlösungen von Mahr in diesem Feld untermauern die Kompetenz in der Form und Oberflächenmesstechnik.

 Messung bei der Produktion von Hüftgelenken.

Optimierung der Fertigungskosten
Verbrauchsmaterial und Einmalartikel in der Medizintechnik werden hauptsächlich aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt. Die Präzision des Endproduktes hängt von der Qualität und Gestaltung des eingesetzten Spritzgusswerkzeuges ab. Hierbei unterstützt Mahr mit seinen Messgeräten in der Oberflächen-, Form- und Fertigungsmesstechnik die Herstellung anspruchsvoller Spritzgusswerkzeuge. Bei Fertigungsprozessen wie das Drehen, Bohren oder Fräsen ist die geometrisch exakte Bestimmung der Werkzeuge grundlegend für die Qualität des Erzeugnisses. Daten für die Einstellung des Fräswerkzeuges, für die Beurteilung von Verschleiß oder Beschädigungen erhalten Produzenten über optische Werkzeugvoreinstellgeräte von Mahr. Diese Informationen steigern die Qualität bei der Herstellung, reduzieren Ausschuss durch falsch gesetzte Maschineneinstellparameter und optimieren dadurch die Fertigungskosten.

 Messplatz zur pneumatischen Implantatmessung.

Werkzeugmessgeräte unterstützen die Fertigung
Komplexe Präzisionswerkzeuge wie Kugelstirnfräser, Gewindebohrer, Fräser mit kleinen Durchmessern oder Fräswerkzeuge mit besonderen Schneidengeometrien wie in der Dentaltechnik unterliegen in der Herstellung besonderen Qualitätsansprüchen. Die Anordnung der Schneidflächen zueinander, sowie der Schneidwinkel, Keilwinkel und der Spanwinkel beeinflussen die Funktion und damit den Einsatzbereich des Werkzeuges. Speziell darauf konstruierte Werkzeugmessgeräte ermitteln diese Parameter und unterstützen bei der Fertigung sowie in der Forschung.

Taktile und optische Verfahren
Die Messsysteme von Mahr bieten für Produktion und Forschung die passende Mess-Lösung. Immer mehr Geräte verbinden zudem die Vorzüge taktiler (berührender) und optischer (berührungsloser) Messverfahren. Mit ihnen können niedrigste Toleranzen in der Fertigung eingehalten werden. Großer Erfahrungsschatz aus den Aufgaben von Kunden aus anderen Branchen können auf viele Anwendungen in der Medizintechnik angewendet werden.

100-Prozent-Kontrolle
Zentrale Punkte bei medizintechnischen Produkten sind die Lebensdauer, die Produkthaftung und der weltweit garantierte Service. Neben einer hochpräzisen Messung bieten deshalb die Mahr-Messsysteme umfangreiche Dokumentationsmöglichkeiten Ihrer Ergebnisse sowie Schulungs- und Trainingsangebote. Die moderne Messtechnik liefert zudem detaillierte Informationen zur Produktoptimierung und ermöglich die Dokumentation der ausgelieferten Qualität - bis hin zur 100-Prozent-Kontrolle und damit der höchsten Stufe der Qualitätssicherung.

Neu: Mehr Informationen über Fertigungsmesstechnik für Orthopädie- und Dentalimplantate finden Sie in unserer neuen Medizintechnik-Broschüre.

Elektromotoren sind die Zukunft. Die Einsatzmöglichkeiten und die Bedeutung der Elektromotoren wachsen ständig. Energieeinsparung und Umweltschutz stellen neue Herausforderungen an die Technik. Mahr ist mit der Qualitätssicherung von Komponenten für Elektromotoren vertraut und bietet messtechnische Lösungen.

Neue Technologien und der damit verbundene Miniaturisierungsprozess der Bauteile führen zu Gewichts- und Volumenreduzierung der Antriebe. Dadurch wird die Leistungsdichte der Motoren verbessert. Im Wesentlichen getrieben durch die zunehmende Umweltbelastung wird der Bedarf emissionsarmer Antriebe zum Verbrennungsmotor besonders wichtig.

Entwicklungen von Elektroantrieben im Bereich der Automobil- und Fahrzeugindustrie sowie von Elektrofahrrädern zeigen diesen deutlichen Trend auf. Innovative Messtechnik von Mahr geht hier mit den Innovationen in der Elektromotorentechnologie einher.  

Messaufgabe Rotorwelle
Als zentrales Element im Elektromotor leitet die Welle die Drehbewegung aus dem Motor und somit auch die Kraft zu den nachgeschalteten Elementen weiter.
Je nach Bauart ist auf der Welle der Anker mit Wicklungen oder ein Permanentmagnet positioniert. Messtechnisch werden an der Welle Länge, Durchmesser, Abstand, Rundlauf, Rundheit und Oberflächentiefe gemessen. Wesentliches Prüfmerkmal sind die Durchmesser der Lagerstellen. Eine besondere Herausforderung im Fertigungsprozess ist die Wiederherstellung der nach dem Härten der Welle evtl. verzogene Geometrie und Form. um einen einwandfreien Lauf des Motors zu gewährleisten, müssen die Lagerstellen und die Aufnahmestellen für z.B. den Rotor innerhalb von 0,01mm zueinander laufen.
Die zusammengebaute Motorwelle wird ebenfalls auf Durchmesser und Abstände geprüft. Um die Drehbewegung formschlüssig auf z.B. das nachgeschaltete Getriebe zu übertragen, weisen die Wellen teilweise Zahnradgeometrien auf. Ein geräuscharmer Lauf ist abhängig von der Balligkeit der Zahnflanken.

Messaufgabe Kommutator
Der Kommutator hat die Aufgabe der Umwandlung der elektrischen Polung. Er wird auch Stromwender genannt. Zur Absicherung einer optimalen Funktion sind einige Parameter von besonderer Bedeutung. Die Einhaltung definierter Oberflächenrauheiten gewährleistet einen guten Kontakt zwischen dem Kommutator und den Kontaktbürsten bei geringem Verschleiß. 
Exakte Rundheit und Rundlaufeigenschaften des gesamten Lamellenpaketes sind wichtige Kenngrößen.
Der Lamellensprung kann mittels Formtester als auch mit speziellen Messvorrichtungen ermittelt werden. Die Prüfung ist erfolgreich, da zu hohe Lamellensprünge die Funkenbildung zwischen Kohlen und Kommutator begünstigen und somit der Verschleiß zunimmt. Dies hat wiederum einen wesentlichen Einfluss auf die Lebensdauer des Motors.  

 


Ein Formmessplatz für viele Aufgaben:

MarForm MMQ 400 von Mahr für überlange Werkstücke zur Prüfung von Form und Lage, Rauheit, Kontur, Durchmesser und Drall in einer Aufspannung
 
Automatisierte Messung überlanger Werkstücke auf dem Messplatz MarForm MMQ 400 von Mahr – Senkung der Prozesskosten durch Highspeed Messachsen und erweiterten Auswertumfang durch Auswertung von Form und Lage plus Rauheit, Kontur, Durchmesser und Drall.

Der Formmessplatz MarForm MMQ 400 bietet ab sofort auch die Möglichkeit, überlange Werkstücke zu messen. Die zu überprüfenden Messobjekte können bis zu 900 mm lang und 40 kg schwer sein. Produktionsbetriebe der Präzisionsindustrie können somit jetzt auch lange Werkstücke automatisiert, schnell und präzise messen – so wie sie es von diesem bewährten Formmessplatz gewohnt sind.

Überlange und schlanke Präzisionswerkstücke können mit dem Formmessplatz „MarForm MMQ 400“ präzise und schnell auf Form- und Oberflächen-Toleranzen überprüft werden. Der bewährte und stabile Formmessplatz des Applikationsspezialisten Mahr bietet sich beispielsweise an für Werkstücke wie Getriebewellen oder Stufenwellen bis zu einer Länge von 900 mm und einem Gewicht bis zu 40 kg. Dank der bewährten Mahr-Technologie gibt es bei diesen Werkstücklängen und Gewichten keinerlei Kompromisse und Abstriche bei der Messgenauigkeit. Die Genauigkeit liegt im Sub-µm-Bereich. So können die vorgegebenen Qualitätsparameter für Rundheit, Ebenheit, Geradheit, Koaxialität oder Lauf, Oberflächenparameter Ra und Rz und Konturmerkmale wie Radien und Abstände zuverlässig eingehalten werden. Speziell bei der Messung von Wellen bietet Mahr bei der MarForm MMQ 400 auch die Auswertung der Durchmesserabweichung.

Mahr ist Marktführer bei Referenzformtestern und bietet die Option für überlange Werkstücke auf seinem bewährten Formmessplatz MarForm MMQ 400. Damit profitieren Fertigungsbetriebe von den praxiserprobten Vorteilen dieses Messsystems. Denn mit dem Messplatz erwirbt der Kunde einen Vollautomaten. Dass heißt konkret, dass das Ausrichten und Rüsten des Werkstückes sowie der komplette Messvorgang vollautomatisch erfolgen – der Messkopf wird innerhalb des Messablaufs automatisch in die richtige Messposition am vorher bestimmten Messort gebracht. Einflüsse durch den Bediener auf den Messvorgang werden so reduziert, die Messsicherheit erhöht und die Prozesskosten gesenkt. Und mit einer bei Formtestern einzigartigen Positioniergeschwindigkeit bis 100 mm/sek. spart die MarForm MMQ 400 dabei noch richtig Zeit ein. In nur einer Aufspannung können sowohl Form- und Lagetoleranzen als auch Oberflächen- und Konturmerkmale, die Durchmesserabweichung und der Drall mit dem motorischen Messtaster „T7W“ exakt erfasst und dokumentiert werden. Zusätzlich bietet der Messplatz damit die innovative Drall-Messung in der zweiten Generation, die insbesondere bei Getriebewellen und bei der Leckageprüfung wichtig ist.

Dank der bekannten MarWin-Software AdvancedForm V4 mit seiner komfortablen Lernprogrammierung mit Assistentenfunktion sind auch umfangreiche Messprogramme für Werkstücke schnell erlernt und einfach erstellt. Per Mausklick positioniert er das Werkstück, richtet es aus und startet die Messung. Mit dieser Software steuert der Bediener sicher den Formmessplatz.

Mit der MarForm MMQ 400 bietet Mahr einen einzigartigen Leistungsumfang für die Prüfung von Form- und Lage, Rauheit, Kontur und Durchmesser an langen Wellen mit nur einer Messmaschine.