A mesterséges csípőízületek nagyon pontos gyártást igényelnek. Ez különösen igaz a combcsontszár és a combcsontfej csatlakozórészére. Az általunk kifejlesztett forgácsolási megoldás lényegében egy U-tengelyes rendszeren és egy egyedi alakú dörzsáron alapul. Ezek a precíziós szerszámok (további típusokkal együtt) biztosítják a szükséges tűrések betartását és növelik a termelékenységet a hagyományos gyártási eljárásokhoz képest.
Ha a csípőízület a mozgás korlátozásával, illetve tartós fájdalmat okozva rontja az életminőséget, és a konzervatív kezelési módszerek már nem segítenek, sokan döntenek mesterséges pótízület beültetése mellett. Németországban több mint 200.000 ilyen műtétet végeznek évente. Akik ezt az utat választják, mind hosszan tartó javulásban bíznak. Kívánságuk teljesítéséhez jó sebész és első osztályú ellátás mellett a legjobb minőségű „pótalkatrészre” van szükség.
A beültetett protézis rendszerint egy comcsontszárból, egy combcsontfejből, egy ízületi vápából és egy közdarabból áll, amely optimális forgást biztosít. A combcsontszár és az arra illeszkedő combcsontfej csatlakozása különös figyelmet igényel. A kúpos felületek tökéletes illeszkedéséhez maximális pontossággal és felületi minőséggel kell legyártani minkét elemet.
A felhasznált szerszámoknak döntő szerepe van ezeknek az alkatrészeknek a gyártásban. Dirk Martin, az egészségügyi alkalmazások vezetőjének magyarázata: „A mesterséges csípőízület nehezen forgácsolható anyagokból készül, amelyeket nem csak a legszűkebb tűrésekkel, de a lehető leggazdaságosabban is kell megmunkálni. Végeredményben sok ember számára kell elérhetővé tenni mesterséges csípőízületet a legjobb minőségben. Elkötelezetten dolgozunk azon, hogy megtaláljuk a megfelelő szerszámmegoldást ehhez a feladathoz.”
A CERATIZIT Csoport teljes választékú beszállító a forgácsolás területén, amely rengeteg különböző szabványos és egyedi kivitelű szerszámmal és mélyreható forgácsolási know-how-val rendelkezik. „Óriási termékválasztékunkkal és alkalmazási specialistáink szakértelmével kiválóan fel vagyunk készülve olyan feladatokra, mint a combcsontszár és a combcsontfej csatlakozórészének megmunkálása” – hangsúlyozta Dirk Martin. „Sokféle szerszámunkkal különböző megközelítéseket tudunk kipróbálni, amíg meg nem találjuk az optimális megoldást.”
A mesterséges csípőízületek esetében különösen szigorúak és sokfélék az ügyfelek követelményei. A Ti6Al4V nagy szilárdságú titánötvözetből készülő combcsontszár kúpos csatlakozórészén mindössze +/-5‘-es szögtűrést kell tartani. A további tűrések: egyenességben 3 µm, körkörösségben 8 µm, átmérőben 60 µm. Ezen kívül fontos, hogy a kúp elérje a megadott teherviselő felületarányt és a pontosan meghatározott barázdaprofilt.
A combcsontfej kobaltalapú ötvözetből (Co-Cr-Mo) készül. A kúpos furatának ugyanolyan alak-, szög- és mérettűréseket, illetve érintkezési arányt kell betartania. Nem képződhetnek azonban megmunkálási nyomok vagy barázdák az alkatrészen. Dirk Martin egy másik döntő fontosságú tényezőre is felhívja a figyelmet: „Tömeges termelésre alkalmas megoldásra van szükségünk. Ez azt jelenti, hogy a megmunkálásnak folyamatbiztosnak kell lennie, a lehető legkisebb felületi igénnyel.”
A kúpos külső kontúr elkészítéséhez kúpos, tömör keményfém maróval történő előmunkálás mellett döntöttünk. Az ezt követő nagyolást és simítást U-tengelyes rendszerrel végeztük el. „Ez egy cserélhető, szabadon programozható NC-tengelyt jelent a megmunkálóközpontban, amely bármilyen kontúrmegmunkálást és esztergálást lehetővé tesz” – magyarázta Dirk Martin. Rátétszerszámokkal és váltólapkákkal kontúrokat lehet készíteni furatokban, illetve külső megmunkálást is lehet végezni. Ez általában lényegesen rövidebb gyártási időket tesz lehetővé, jobb felületi minőséggel és nagyobb alakhűséggel, mint a hagyományos megmunkálás.” Így megmunkálóközpontban is a kívánt barázdaszerkezetet lehet kialakítani a szárkúpon. Ennek előnye, hogy egy gépen végezhető el az összes megmunkálási lépés. Hagyományos eljárásnál esztergagépre és marógépre lenne szükség, ami további befogást, beállítást, idő- és költségráfordítást jelent.
A combcsontfej kúpos furatának elkészítésére kidolgozott megoldásunk a következő lépések elvégzését jelentette az esztergagépen: először síkesztergálást végeztünk az alkatrészen, hogy egyenes bekezdőrész álljon rendelkezésre az egyedi, 180°-os, négyélű, tömör keményfém fúróval történő fúráshoz. Ezzel a fúróval sík fenekű furatot készítettünk. Ezután egy EcoCut Classic fúró- és esztergálószerszámot használtunk a kúp kontúrkövető kiesztergálásához, mielőtt egy egyedi, kúpos, tömör keményfém dörzsárral kialakítottuk az ideális hordképet, tökéletes felületi minőséggel és tűréssel. Az utánélezés lehetősége további költségeket takarít meg a felhasználónak a gyártásban. Dirk Martin hozzáfűzte: „U tengely használatával is elő tudtuk állítani a megfelelő pontosságú belső kontúrt. A dörzsár azonban jobb módszer a szükséges rendkívül sima felület elérésére.”
Összességében folyamatbiztosan és rendkívül gazdaságosan lehet megmunkálni a mesterséges csípőízület kritikus kontúrjait az általunk kidolgozott megközelítéssel. A hordkép (a teherviselő felület nagysága és aránya) és a tűrés mindkét megmunkálásnál bőven a megadott határokon belül van. Dirk Martin büszke a csapat eredményére: „Megközelítésünkkel teljes körű beszállítóként tudtuk pozícionálni magunkat az ügyfelünknél, egy elismert orvostechnikai vállalatnál – további megrendeléseket kilátásba helyezve.” A szerszámspecialista más hasonló alkalmazásokhoz is ajánlott, például mesterséges vállízületekhez (szintén szárral és csontfejjel), illetve mesterséges térdízületek rögzítéséhez.