11. Juni 2024
Im medizinischen Bereich gilt sie allgemein als eine Branche mit minimalen Fehlerwahrscheinlichkeiten, was auch für die Herstellung medizinischer Komponenten gilt. Das liegt daran, dass das Fachgebiet Menschenleben umfasst; Schon ein kleiner 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.

Voraussetzungen für die CNC-Bearbeitung medizinischer Bauteile:
Beim Bearbeiten von Teilen für die medizinische Industrie unterscheidet es sich von der Bearbeitung von Teilen für andere Industrien. Medizinische Komponenten müssen zusätzlichen Standards entsprechen, nicht nur die Einhaltung des ISO 9001-Qualitätsstandards, da dies den medizinischen Bereich betrifft.
Laut der Internationalen Organisation für Normung (ISO) müssen Unternehmen, die an der Konstruktion, Entwicklung, Bearbeitung, Verarbeitung, Verteilung, Implementierung oder Wartung von Medizinprodukten und verwandten Dienstleistungen beteiligt sind, in der Lage sein, ihre Fähigkeit nachzuweisen, regelmäßig die Anforderungen von Kunden und zuständigen Regulierungsbehörden zu erfüllen.
Ihre medizinischen Komponenten müssen die folgenden Qualifikationsvoraussetzungen erfüllen, bevor sie in Betrieb genommen werden können:
- ISO 13485:Dies ist ein spezieller Qualifikationsstandard für die medizinische Branche, der die Kontrolle von Produktionsprozessen betont, einschließlich Prozessvalidierung, Risikominderung und Qualitätskontrolle.
- ISO 9001:Dies ist der Industriestandard für Qualitätssicherung und Produktionsmanagement, der jeden Fertigungsprozess kontrolliert, das Unternehmen leichter entwickeln und die Einhaltung von Standards sicherstellt.
- ISO 5001:Energiemanagementstandard, der Herstellern hilft, die Energieeffizienz zu verbessern und die Herstellungskosten zu senken.
- ISO 14001:Umweltmanagementstandard, kombiniert mit ISO 5001, um den Gesamtenergieverbrauch und die Abfallproduktion zu senken und die Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen.

Standards für die CNC-Bearbeitung medizinischer Bauteile:
Die CNC-Bearbeitungswerkstatt hat das Ziel, bei der Bearbeitung medizinischer Bauteile erfolgreich zu sein. In diesem Fall müssen sie zusätzliche Maßnahmen ergreifen, um die Anforderungen zu erfüllen und eine Zertifizierung zu erhalten. Tatsächlich kann der Erfolg oder Misserfolg der Bearbeitung dieser Teile das Leben realer Menschen direkt beeinflussen.
Hier sind einige grundlegende Anforderungen für medizinische CNC-Bearbeitung:
- Aufgrund ihrer geringen Größe erfordern viele medizinische Komponenten strenge Toleranzen, insbesondere invasive Geräte. Die richtigen Maße können Patienten helfen, sich schneller zu erholen und gleichzeitig die Invasion zu minimieren. Daher erfordert die Herstellung von Medizinprodukten strenge Toleranzen.
- Bestimmte medizinische Komponenten erfordern komplexe geometrische Formen und Gestalten, was Maschinen mit höherer Schneidflexibilität für Fairness erfordert. Um diese zusätzliche Schneidflexibilität zu erreichen, sind CNC-Maschinenwerkzeuge mit vier oder fünf Achsen die beste Wahl.
- Da viele dieser Materialien mit Menschen in Kontakt kommen, müssen Maschinisten während des gesamten Herstellungsprozesses eine außergewöhnliche Sauberkeit aufrechterhalten.
- Es werden verschiedene Materialien verwendet, darunter Edelstahl und PEEK. Im Wesentlichen reicht das Spektrum der Rohstoffe für die Herstellung von CNC-Medizinkomponenten von Metallen bis zu Kunststoffen. CNC-Werkzeugmaschinen müssen all diese Materialien während der Herstellung erfolgreich schneiden.
- Hochpräzise Oberflächenveredelung ist entscheidend.
Beispiel für CNC-Bearbeitung in der Medizintechnikproduktion:
Mechaniker entscheiden sich für Computer-Numerische Steuerung (CNC) medizinische Bearbeitung, da sie den Industriestandards entspricht. Dazu gehört die Herstellung präziser medizinischer Komponenten, wie zum Beispiel:
1. Medizinische Implantate
Die Herstellung von Körperimplantaten (wie Knie- und Hüftgelenkersatz) ist eine zentrale Anwendung der Bearbeitung medizinischer Bauteile. In den meisten Fällen macht die begrenzte Anzahl an Implantaten, die Ärzte benötigen, Spritzgussverfahren wirtschaftlich unpraktikabel. Das liegt daran, dass die Schimmelproduktion die Kosten unnötig erhöhen würde. Im Gegensatz dazu können Mechaniker in der CNC-Medizinbearbeitung Werkzeuge wiederverwenden, wodurch die Herstellungskosten im Griff bleiben.
Diese Implantate bestehen aus verschiedenen Materialien, von Kunststoffen (PEEK) bis zu Metallen (Titan) usw. Daher sticht CNC-Bearbeitung als geeignete Wahl hervor, da sie in der Medizintechnikproduktion verschiedene Materialien effektiv verarbeiten kann.
Typische gefräste Implantate
- Wirbelsäulenimplantate
- Kniegelenkimplantate
- Hüftgelenkimplantate
Materialien für Implantate in der Bearbeitung
- Edelstahl (für temporäre Implantate)
- Titanlegierungen wie Ti6Al4V
- Polyetheretherketon (PEEK)
- Kobalt-Chrom-Legierungen wie CoCr28Mo6
2. Chirurgische Instrumente
Neben der Herstellung biologischer Implantate kann CNC-Bearbeitung auch chirurgische Geräte herstellen, die von medizinischen Fachkräften während des gesamten chirurgischen Prozesses verwendet werden. Chirurgische Scheren, Biopsieröhrchen, Messergriffe, Schneidwerkzeuge, Pinzetten, Implantatgerüste, Blechbieger und andere Metallteile fallen in diese Kategorie.
Diese chirurgischen Geräte und Instrumente müssen zusätzlichen Sicherheitsstandards entsprechen und sorgfältig und präzise hergestellt werden. Eine Voraussetzung ist, dass sie leicht sterilisierbar sind.
Aufgrund der hohen Präzisionsanforderungen können Hersteller von Medizinprodukten CNC-Bearbeitung verwenden, um diese chirurgischen Instrumente herzustellen. Einige Werkzeuge und Instrumente können nur in begrenzten Stückzahlen hergestellt werden, und einige werden sogar an die spezifischen Bedingungen der einzelnen Patienten angepasst. Daher ist CNC-Bearbeitung die effizienteste und kostengünstigste Methode zur Herstellung dieser Bauteile.
CNC-Bearbeitung ermöglicht eine Vielzahl von Oberflächenbehandlungsverfahren für präzise medizinische Bauteile und trägt dazu bei, dass die Oberflächen fehlerfrei sind.
Typische Bearbeitungswerkzeuge sind:
- Zange
- Befestigt
- Klemmstücke
- Griffe
- Schneidewerkzeuge
- Sägen
Für chirurgische Instrumente geeignete Materialien:
- Edelstahl (für temporäre Implantate)
- Titanlegierungen wie Ti6Al4V
- Polyetheretherketon (PEEK)
- Kobalt-Chrom-Legierungen wie CoCr28Mo6
Gefräste Bauteile für Gesundheitselektronikprodukte
Chirurgische Geräte bestehen typischerweise aus zwei Metallkomponenten. CNC-Geräte können jedoch komplexere Gerätekomponenten wie Elektrokardiogramme und Herzfrequenzmessgeräte sowie MRT- und Röntgengeräte herstellen. Diese hochwertigen Produkte bestehen manchmal aus Hunderten oder Tausenden von einzelnen Elementen, von denen viele mit CNC-Maschinenwerkzeugen hergestellt werden können.
Schalter, Knöpfe, Hebel und größere Bauteile (wie Displaygehäuse) sind Beispiele für 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 für CNC-Bearbeitung geeignete Materialien breiter verwendet werden.
Für präzise Anwendungsergebnisse müssen elektronische Medizinkomponenten mit höchster Präzision bearbeitet werden, insbesondere für folgende Geräte:
4. Mikrofertigung
Die Herstellung extrem kleiner medizinischer Bestandteile ist der Schwerpunkt dieser Tätigkeit. In den meisten Fällen wird dies zur Herstellung implantierbarer Geräte, explorativen chirurgischen Instrumenten, Arzneimittelabgabetechnologien usw. verwendet. Diese kleinen Werkzeuge packen typischerweise ein hohes Maß an Komplexität auf sehr kleinem Fußabdruck.
Daher erfordert ihre Produktion ein sehr hohes Maß an Fachwissen. Aus diesem Grund sind Methoden wie die CNC-Medizinische Bearbeitung eine gute Wahl, da sie eine hohe Genauigkeit unterstützen können. Die charakteristischen Abmessungen dieser Komponenten können weit unter 50 Mikrometern liegen.
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Typische mikrobearbeitete Komponenten für Medizingeräte:
- Optische Schaltkomponenten
- Glasfaserbaugruppen
- Ultraschalldüsen
- Mikrozahnräder
- Mikrowellen
- Mikrofittings
- Komponenten des Elektronenmikroskops
- Mikrometer-Operationsschere
- Knochenchirurgie-Sägeblatt
5. Prototyping von Medizinprodukten
Die Produktion von Prototypen von Medizinprodukten ist ein wichtiger Schritt, um die Produktsicherheit und -wirksamkeit zu gewährleisten. CNC-Bearbeitung ist aufgrund ihrer schnellen und kosteneffizienten Natur zur idealen Wahl für die Herstellung von Prototypen medizinischer Geräte geworden. Durch schnelles, iteratives Design können Ingenieure die Ausrüstung gründlich testen und optimieren, um sicherzustellen, dass sie Sicherheits- und Regulierungsanforderungen erfüllt. In der Medizintechnikbranche ist der schnelle Markteintritt entscheidend für den Wettbewerb, und CNC-Bearbeitung unterstützt die Produktion von Prototypen in kleinen Serien, wodurch Abfall reduziert und die Entwicklungskosten gesenkt werden.
6. Zahnmedizinische Werkzeuge und Implantate
CNC-Bearbeitung spielt eine entscheidende Rolle im Bereich der Zahnmedizin, da sie zur Herstellung maßgeschneiderter Zahnwerkzeuge und Implantate verwendet wird, um eine hochwertige zahnärztliche Versorgung zu gewährleisten. Zahnärzte weltweit verlassen sich auf CNC-Technologie für präzise Behandlungen und die Herstellung robuster Instrumente wie Sonden und Bohrmaschinen. Diese Instrumente müssen langlebig sein, um dem Sterilisationsprozess standzuhalten und die Patientensicherheit zu gewährleisten. CNC-Bearbeitung bietet Qualitätskontrolle und Wiederholbarkeit, sodass die Werkzeuge konsequent den Standards entsprechen. Die Herstellung von Zahnimplantaten basiert zudem auf CNC-Technologie, die Präzision und Individualisierung bietet, um für jeden Patienten präzise und personalisierte Implantate bereitzustellen. Darüber hinaus ermöglicht die CNC-Technologie die präzise Nutzung von Materialien wie Titan und Zirkonia, die in verschiedenen Anwendungen effektiv eingesetzt werden.

7. Maßgeschneiderte Prothesen
Im Bereich der Prothesen ist die Bedeutung der Individualisierung offensichtlich, da Prothesen eine präzise Anpassung an die einzigartige anatomische Struktur jedes Patienten erfordern. Traditionelle Herstellungsmethoden erfüllen diese Anforderungen oft nicht. Das Aufkommen der CNC-Bearbeitung hat diese Situation jedoch verändert, da sie maßgeschneiderte Geräte erstellen kann, die den individuellen physiologischen Eigenschaften jedes Patienten entsprechen. Durch 3D-Scans und CAD-Modellierung können CNC-Maschinen Prothesen mit komplexen Details und präzisen Maßen herstellen, sodass Patienten den besten Komfort und die beste Funktionalität genießen können.

8. Kleine orthopädische Hardware
Im medizinischen Bereich spielen orthopädische Bauteile wie Schrauben, Platten und Stäbe eine entscheidende Rolle bei der Reparatur oder dem Ersatz verletzter Knochen und Gelenke, weshalb sie mit äußerst hoher Präzision und Qualität hergestellt werden müssen. Die Herstellung orthopädischer Bauteile basiert auf CNC-Bearbeitung, da sie komplexe Geometrien mit hoher Genauigkeit verarbeiten und eine Vielzahl biokompatibler Materialien wie Titan und Edelstahl verarbeiten kann.
Schließlich
Die Verarbeitung von Medizinprodukten erfordert hohe Präzision und Genauigkeit, was durch CNC-Bearbeitung erreicht werden kann. Allerdings ist auch das richtige Personal entscheidend.Janeeist ein zuverlässiger Hersteller kritischer medizinischer Komponenten und spezialisiert auf chirurgische Instrumente, Werkzeuge und Prototypendesign medizinischer Geräte. Mit über 20 Jahren Erfahrung widmen wir uns der Herstellung von Teilen mit äußerster Präzision und engen Toleranzen. Unsere erfahrenen Maschinisten können maßgeschneiderte Bearbeitungsbauteile für alle Bereiche der medizinischen Branche erstellen. Sie können gerne Ihr Angebot für ein CNC-Bearbeitungsprojekt an Janee senden. (E-MAIL:[email protected])