Die Anwendung von CNC-Bearbeitungsteilen in der medizinischen Industrie | Janee

Die Anwendung von CNC-Bearbeitungsteilen in der medizinischen Industrie | Janee

Die Anwendung von CNC-Bearbeitungsteilen in der medizinischen Industrie | Janee

11. Juni 2024

Im medizinischen Bereich gilt sie im Allgemeinen als eine Branche mit minimaler Fehlerwahrscheinlichkeit, und dies gilt auch für die Herstellung medizinischer Komponenten. Das liegt daran, dass es in diesem Bereich um Menschenleben geht; Schon ein winziger Fehler kann zu lebensbedrohlichen Situationen oder sogar zum Tod führen. Daher muss die von CNC-Arbeitern verwendete Bearbeitungstechnologie bei der Herstellung medizinischer Komponenten in der Lage sein, strenge Toleranzen und hohe Präzisionsspezifikationen einzuhalten.
 

CNC Medical Nozzle


Voraussetzungen für die CNC-Bearbeitung von medizinischen Teilen:
Bei der Bearbeitung von Teilen für die medizinische Industrie unterscheidet es sich von der Bearbeitung von Teilen für andere Branchen. Medizinische Komponenten müssen zusätzlichen Normen entsprechen, nicht nur die Qualitätsmanagementnorm ISO 9001, sondern auch den medizinischen Bereich.

Laut der Internationalen Organisation für Normung (ISO) müssen Unternehmen, die an der Konzeption, Entwicklung, Bearbeitung, Verarbeitung, dem Vertrieb, der Implementierung oder der Wartung von Medizinprodukten und damit verbundenen Dienstleistungen beteiligt sind, in der Lage sein, ihre Fähigkeit unter Beweis zu stellen, die Anforderungen der Kunden und der zuständigen staatlichen Aufsichtsbehörden regelmäßig zu erfüllen.

Ihre medizinischen Komponenten müssen die folgenden Qualifikationsanforderungen erfüllen, bevor sie in Betrieb genommen werden können:

  • ISO 13485: Dabei handelt es sich um einen speziellen Qualifizierungsstandard für die Medizinbranche, der sich auf die Kontrolle von Produktionsprozessen konzentriert, einschließlich Prozessvalidierung, Risikominderung und Qualitätskontrolle.
  • ISO 9001: Dies ist der Industriestandard für Qualitätssicherung und Produktionsmanagement, der jeden Herstellungsprozess kontrolliert, die Entwicklung des Unternehmens erleichtert und die Einhaltung von Standards sicherstellt.
  • ISO 5001: Energiemanagement-Standard, der Herstellern hilft, die Effizienz des Energieverbrauchs zu verbessern und die Herstellungskosten zu senken.
  • ISO 14001: Umweltmanagementnorm, kombiniert mit ISO 5001, um den Gesamtenergieverbrauch und den Abfallausstoß zu senken und die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern.


CNC-Bearbeitungsstandards für medizinische Komponenten:
Die CNC-Bearbeitungswerkstatt zielt darauf ab, bei der Bearbeitung medizinischer Komponenten erfolgreich zu sein. In diesem Fall müssen sie zusätzliche Maßnahmen ergreifen, um die Anforderungen zu erfüllen und eine Zertifizierung zu erhalten. In der Tat kann sich der Erfolg oder Misserfolg der Bearbeitung dieser Teile direkt auf das Leben echter Menschen auswirken.

Hier sind einige grundlegende Anforderungen für die medizinische CNC-Bearbeitung:

  • Aufgrund ihrer geringen Größe erfordern viele medizinische Komponenten, insbesondere invasive Geräte, strenge Toleranzen. Die richtigen Abmessungen können den Patienten helfen, sich schneller zu erholen und gleichzeitig die Invasion zu minimieren. Daher sind bei der Herstellung von Medizinprodukten strenge Toleranzen erforderlich.
  • Bestimmte medizinische Komponenten erfordern komplexe geometrische Formen und Formen, die aus Gründen der Fairness Maschinen mit höherer Schnittflexibilität erfordern. Um diese zusätzliche Schnittflexibilität zu erreichen, sind CNC-Werkzeugmaschinen mit vier- oder fünfachsiger Bewegung die beste Wahl.
  • Da viele dieser Materialien mit Menschen in Berührung kommen, müssen Maschinisten während des gesamten Herstellungsprozesses eine außergewöhnliche Sauberkeit gewährleisten.
  • Es kommen verschiedene Materialien zum Einsatz, darunter Edelstahl und PEEK. Im Kern reicht die Bandbreite der Rohstoffe für die Herstellung von CNC-Medizinbauteilen von Metallen bis hin zu Kunststoffen. CNC-Werkzeugmaschinen müssen all diese Materialien während der Herstellung erfolgreich schneiden.
  • Eine hochpräzise Oberflächenveredelung ist von entscheidender Bedeutung.

Beispiel für die CNC-Bearbeitung in der Herstellung von Medizinprodukten:
Mechaniker entscheiden sich für die medizinische Bearbeitung mit computergestützter numerischer Steuerung (CNC), da sie den Industriestandards entspricht. Dazu gehört die Herstellung präziser medizinischer Komponenten, wie z. B.:

1. Medizinische Implantate
Die Herstellung von Körperimplantaten (wie Knie- und Hüftgelenkersatz) ist eine wichtige Anwendung bei der Bearbeitung medizinischer Teile. In den meisten Fällen macht die begrenzte Menge an Implantaten, die von Ärzten benötigt werden, Spritzgussverfahren wirtschaftlich unpraktikabel. Denn die Herstellung von Formen würde die Kosten unnötig in die Höhe treiben. Umgekehrt können Mechaniker bei der CNC-Bearbeitung in der Medizin Werkzeuge wiederverwenden und so die Herstellungskosten unter Kontrolle halten.

Diese Implantate werden aus verschiedenen Materialien hergestellt, die von Kunststoffen (PEEK) bis hin zu Metallen (Titan) usw. reichen. Daher erweist sich die CNC-Bearbeitung als geeignete Wahl, da sie in der Lage ist, verschiedene Materialien in der Herstellung medizinischer Geräte effektiv zu handhaben.








































 

Typische maschinell bearbeitete Implantate

  • Wirbelsäulenimplantate
  • Implantate für Kniegelenke
  • Implantate für Hüftgelenke

Werkstoffe für Implantate in der Zerspanung

  • Edelstahl (für provisorische Implantate)
  • Titanlegierungen wie z.B. Ti6Al4V
  • Polyetheretherketon (PEEK)
  • Kobalt-Chrom-Legierungen wie CoCr28Mo6

2. Chirurgische Instrumente
Neben der Herstellung biologischer Implantate kann die CNC-Bearbeitung auch chirurgische Geräte herstellen, die von medizinischem Fachpersonal während des gesamten chirurgischen Prozesses verwendet werden. Chirurgische Scheren, Biopsieröhrchen, Messergriffe, Schneidwerkzeuge, Pinzetten, Implantatgerüste, Blechbiegemaschinen und andere Metallkomponenten können in diese Kategorie fallen.

Diese chirurgischen Geräte und Instrumente müssen zusätzlichen Sicherheitsstandards entsprechen und sorgfältig und genau hergestellt werden. Eine Voraussetzung ist, dass sie leicht zu sterilisieren sind.

Aufgrund der hohen Präzisionsanforderungen können Hersteller von Medizinprodukten die CNC-Bearbeitung für die Herstellung dieser chirurgischen Instrumente einsetzen. Einige Werkzeuge und Instrumente können nur in begrenzten Stückzahlen hergestellt werden, andere werden sogar an die spezifischen Bedingungen des einzelnen Patienten angepasst. Daher ist die CNC-Bearbeitung die effizienteste und kostengünstigste Art, diese Komponenten herzustellen.

Die CNC-Bearbeitung ermöglicht eine breite Palette von Oberflächenbehandlungsverfahren für medizinische Präzisionskomponenten, die dazu beitragen, dass die Oberflächen frei von Defekten sind.


 

Zu den typischen Bearbeitungswerkzeugen gehören:

  • Zange
  • Befestigt
  • Klemmstücke
  • Griffe
  • Schneidewerkzeuge
  • Sägen

Geeignete Materialien für chirurgische Instrumente:

  • Edelstahl (für provisorische Implantate)
  • Titanlegierungen wie z.B. Ti6Al4V
  • Polyetheretherketon (PEEK)
  • Kobalt-Chrom-Legierungen wie CoCr28Mo6

 


Bearbeitete Komponenten für elektronische Produkte im Gesundheitswesen
Chirurgische Geräte bestehen in der Regel aus zwei Metallkomponenten. CNC-Maschinen können jedoch auch komplexere Gerätekomponenten wie Elektrokardiogramme und Herzfrequenzmesser sowie MRT- und Röntgengeräte herstellen. Diese hochwertigen Produkte bestehen manchmal aus Hunderten oder Tausenden von diskreten Elementen, von denen viele mit CNC-Werkzeugmaschinen hergestellt werden können.

Schalter, Knöpfe, Hebel und größere Komponenten (z. B. Displaygehäuse) sind Beispiele für maschinell bearbeitete Teile für medizinische Geräte. Da medizinische Geräte oft von einem Raum in einen anderen transportiert werden müssen, müssen alle Komponenten von hoher Qualität sein, um Maschinenausfälle zu vermeiden.

Der Unterschied zwischen diesen Komponenten und Implantaten oder chirurgischen Geräten besteht darin, dass erstere möglicherweise keine Biokompatibilität benötigen, da sie möglicherweise nie mit Patienten in Kontakt kommen. Daher können Materialien, die für die CNC-Bearbeitung geeignet sind, in größerem Umfang eingesetzt werden.

cnc stethoscope

 

Für präzise Anwendungsergebnisse müssen Komponenten für elektronische Medizinprodukte mit höchster Präzision bearbeitet werden, insbesondere für die folgenden Geräte:

  • Diagnosegeräte
  • Monitore
  • Beleuchtung
  • Ultraschallgeräte
  • MRT-Scanner
  • CT-Scanner

4. Mikrofabrikation
Die Herstellung von extrem kleinen medizinischen Bestandteilen steht im Mittelpunkt dieser Tätigkeit. In den meisten Fällen wird dies für die Herstellung implantierbarer Geräte, explorativer chirurgischer Instrumente, Technologien zur Verabreichung von Medikamenten usw. verwendet. Diese kleinen Tools vereinen in der Regel ein hohes Maß an Komplexität auf sehr kleinem Raum.

Daher erfordert ihre Herstellung ein sehr hohes Maß an Fachwissen. Aus diesem Grund sind Methoden wie die CNC-Bearbeitung für die Medizintechnik eine gute Wahl, da sie ein hohes Maß an Genauigkeit unterstützen können. Die charakteristischen Abmessungen dieser Bauteile können weit unter 50 Mikrometer liegen.

CNC Medical Nozzle


Typische mikrobearbeitete Bauteile für medizinische Geräte:
  • Komponenten für optische Schalter
  • Faseroptische Baugruppen
  • Ultraschall-Düsen
  • Mikro-Zahnräder
  • Mikro-Wellen
  • Mikro-Verschraubungen
  • Komponenten für Elektronenmikroskope
  • Mikrometer-OP-Schere
  • Führungsplatte für Knochenchirurgie

5. Prototyping von Medizinprodukten
Die Herstellung von Prototypen für Medizinprodukte ist ein wichtiger Schritt, um die Sicherheit und Wirksamkeit von Produkten zu gewährleisten. Die CNC-Bearbeitung hat sich aufgrund ihrer Schnelligkeit und Kosteneffizienz zur idealen Wahl für die Herstellung von Prototypen medizinischer Geräte entwickelt. Durch schnelles, iteratives Design können Ingenieure die Ausrüstung gründlich testen und optimieren, um sicherzustellen, dass sie die Sicherheits- und behördlichen Anforderungen erfüllt. In der Medizintechnikindustrie ist ein schneller Markteintritt der Schlüssel zum Wettbewerb, und die CNC-Bearbeitung unterstützt die Herstellung von Prototypen in kleinen Serien, wodurch Abfall reduziert und die Entwicklungskosten gesenkt werden.


6. Zahnärztliche Werkzeuge und Implantate
Die CNC-Bearbeitung spielt im Bereich der Zahnmedizin eine entscheidende Rolle, da sie zur Herstellung von kundenspezifischen zahnärztlichen Werkzeugen und Implantaten verwendet wird, um eine qualitativ hochwertige Zahnversorgung zu gewährleisten. Zahnärzte weltweit setzen auf CNC-Technik für präzise Behandlungen und die Herstellung robuster Instrumente wie Sonden und Bohrer. Diese Instrumente müssen langlebig sein, um dem Sterilisationsprozess standzuhalten und die Patientensicherheit zu gewährleisten. Die CNC-Bearbeitung bietet Qualitätskontrolle und Wiederholbarkeit und stellt sicher, dass die Werkzeuge stets den Standards entsprechen. Die Herstellung von Zahnimplantaten hängt auch von der CNC-Technologie ab, die Präzision und Anpassung bietet, um genaue und personalisierte Implantate für jeden Patienten bereitzustellen. Darüber hinaus ermöglicht die CNC-Technologie den präzisen Einsatz von Materialien wie Titan und Zirkonoxid und deren effektive Nutzung in verschiedenen Anwendungen.
CNC Dental tool

7. Maßgeschneiderte Prothesen
Im Bereich der Prothetik ist die Bedeutung der Individualisierung selbstverständlich, da die Prothetik eine genaue Anpassung an die einzigartige anatomische Struktur jedes Patienten erfordert. Traditionelle Herstellungsmethoden werden diesen Anforderungen oft nicht gerecht. Das Aufkommen der CNC-Bearbeitung hat diese Situation jedoch geändert, da kundenspezifische Geräte hergestellt werden können, die den individuellen physiologischen Eigenschaften jedes Patienten entsprechen. Durch 3D-Scannen und CAD-Modellierung können CNC-Maschinen Prothesen mit komplexen Details und präzisen Abmessungen herstellen, sodass die Patienten den besten Komfort und die beste Funktionalität genießen können.
Custom prosthetic

8. Kleine orthopädische Hardware

In der Medizin spielen orthopädische Bauteile wie Schrauben, Platten und Stäbe eine entscheidende Rolle bei der Reparatur oder dem Ersatz von verletzten Knochen und Gelenken und müssen daher mit extrem hoher Präzision und Qualität gefertigt werden. Die Herstellung von orthopädischen Bauteilen beruht auf der CNC-Bearbeitung, da sie komplexe Geometrien mit hoher Genauigkeit bearbeiten und eine Vielzahl biokompatibler Materialien wie Titan und Edelstahl verarbeiten kann.


Schließlich
Die Bearbeitung medizinischer Geräte erfordert eine hohe Präzision und Genauigkeit, die durch CNC-Bearbeitung erreicht werden kann. Entscheidend ist aber auch das richtige Personal. Janee ist ein zuverlässiger Hersteller von kritischen medizinischen Komponenten, der sich auf die Entwicklung von chirurgischen Instrumenten, Werkzeugen und Prototypen für medizinische Geräte spezialisiert hat. Mit über 20 Jahren Erfahrung haben wir uns der Herstellung von Teilen mit extremer Präzision und engen Toleranzen verschrieben. Unsere erfahrenen Maschinisten können kundenspezifische Bearbeitungsteilekonstruktionen für alle Aspekte der medizinischen Industrie anbieten. Fühlen Sie sich frei, Ihre Angebotsanfrage für Ihr CNC-Bearbeitungsprojekt an Janee zu senden. (
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