Ohne Umspannen

© Carl Hanser Verlag, München. 2009. Alle Rechte, auch die des Nachdrucks, der photomechanischen

Wiedergabe dieses Sonderdrucks und der Übersetzung behält sich der Verlag vor.

Sonderdruck aus der Fachzeitschrift QZ Qualität und Zuverlässigkeit 8/2009

Werth Messtechnik GmbHSiemensstr. 1935394 GießenTelefon: +49-(0)641-7938-0Telefax: +49-(0)641-7938-719E-Mail: mail@werthmesstechnik.deInternet: www.werthmesstechnik.de

Anwenderreportage Stuckenbrock Medizintechnik GmbH

Die komplexen Geometrien an Prothe-

sen, Implantaten und medizinischen Spe-

zialschrauben lassen sich nur bedingt mit

herkömmlichen Messmitteln erfassen.

Diesen Anforderungen will Werth Mess-

technik, Gießen, mit dem 3D-CNC-Multi-

sensor-Koordinatenmessgerät gerecht

werden. Die drei unterschiedlichen Sen-

soren erlauben es, alle Merkmale in ei-

ner Aufspannung zu kontrollieren.

Prothesen und Implantate werden immerkomplexer und filigraner. Daher pflegtStuckenbrock Medizintechnik, Tuttlin-

gen, einen hohen Technikanspruch (sie-he Kasten Seite 45). Um sehr enge Tole-ranzen herstellen und überprüfen zukönnen, muss die Einrichtung höchstenAnforderungen gerecht werden. Betriebs-leiter Jürgen Klemm (Bild 1) konkreti-siert: „Bei unseren Spezialschrauben sindwir – was den Gewindedurchmesser be-

trifft – mittlerweile bei einer Genauigkeitvon Hundertstelmillimetern angelangt.Bei Gewinden, die nur eine sehr dünneFlanke aufweisen, ist das eine enorme An-forderung. Dagegen ist ein normalerSchienbeinnagel ein relativ grobes Teil.“

Stuckenbrock verdient sein Geld nichtmit Stückzahlen, sondern mit Know-how-intensiven Teilen. Mit erfolgsent-scheidend ist die hohe Qualität der kom-plexen und filigranen Teile. Dafür sind si-chere Herstellungsprozesse das A und O.Schon beim Maschinenkauf legen Klemmund seine Mitarbeiter großen Wert auf

hochwertige Produkte: „Unser Maschi-nenpark fürs Zerspanen besteht aus etwa20 Maschinen – Schleifmaschinen, Lang-und Kurzdreher sowie Bearbeitungszen-tren mit bis zu zwölf Achsen – ausschließ-lich von renommierten Herstellern.“

Zu wissen, dass die Werkzeugmaschi-nen präzise funktionieren, beruhigt. Den-

noch müssen die Werkstücke geprüft wer-den, um etwaige Veränderungen frühzei-tig zu bemerken und Qualitätseinbußenentgegenzuwirken. Jürgen Klemm betont:„Wir betreiben einen hohen Prüfauf-wand, in erster Linie im Bereich In-Pro-zess-Messung. Das beste Messgerät waruns dafür gerade gut genug.“ Die Rede istvom 3D-CNC-Multisensor-Koordinaten-messgerät VideoCheck IP400, WerthMesstechnik, Gießen (Bild 2).

Der Betriebsleiter erklärt, dass sich dieKomplexität der Geometrien mit her-kömmlichen Messmitteln nur sehr be-dingt erfassen lässt. Ein einziger Sensorgenüge in den seltensten Fällen, um alleQualitätsmerkmale zu prüfen.„Wir brau-chen heute umfangreichere Messmöglich-keiten, sodass an Multisensormesstechnikkaum ein Weg vorbeiführt. Selbst mit ei-nem solchen Gerät sind für manche Be-lange ausgeklügelte Aufbauten notwen-dig, um jede Anforderung in einer Auf-spannung zu erfüllen.“

Investition in nur ein Gerät

Vor knapp fünf Jahren investierte Stu-ckenbrock in das Multisensor-Koordina-tenmessgerät mit einem Messbereich vonX=400mm,Y=200mm und Z=200mm.Es zeichnet sich durch sein spannungskon-stantes Führungssystem, eine zusätzlichevierte Achse sowie verschiedenste Sensor-möglichkeiten aus.

Klemm verrät die Überlegungen, diedem Kauf vorangingen: „Gewöhnlichetaktile Messgeräte sind für unsere Anfor-derungen zu grob. Wir können unsere fi-ligranen Teile damit kaum messen, weilmeist die Tastkugeln zu groß sind, um andie entscheidenden Merkmale ranzukom-men.“ Optische Messgeräte seien eine Al-ternative,decken jedoch nicht alle Einsatz-fälle ab. Man brauche noch zusätzlicheSensoren. So stellte sich damals die Frage,ob in verschiedene Messgeräte oder in einMultisensor-Messgerät investiert werdensollte. „Um die Nachteile des mehrmali-gen Umspannens zu vermeiden, entschie-

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MESSEN UND PRÜFEN Koordinatenmesstechnik

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MULTISENSOR-MESSGERÄT MISST KOMPLEXE IMPLANTAT-GEOMETRIEN

Ohne Umspannen

Bild 1. Betriebsleiter Jürgen Klemm: „Bei unseren Spezialschrauben sind wir – was den Ge-

windedurchmesser betrifft – mittlerweile bei einer Genauigkeit von Hundertstelmillimetern

angelangt.“

den wir uns für die Werth-Lösung Video-Check IP400. Zumal uns der patentierteultrafeine, optisch-taktile Werth-Faser-taster überzeugt hat. Zu dessen Funktiongibt es meines Wissens keine Alternative.“

Das modulare System verfügt bei Stu-ckenbrock über dreierlei Sensoren: denFaser-Taster, dessen Tastkugel bis zu20 µm klein sein kann, einen hochauflö-senden optischen Sensor mit Zoomoptikund einen Laser, der in die Zoomoptik in-tegriert ist.Alles in allem ist das Gerät lautHersteller zeit- und platzsparend.

Der Umgang mit ihm und seiner Soft-ware ist unkompliziert und schnell zu er-lernen, wie Jürgen Klemm bestätigt: „Ge-meinsam mit meinem Mitarbeiter Salva-tore Bennardo habe ich eine Schulung beiWerth Messtechnik absolviert. Anschlie-ßend konnten wir unsere Maschinenbe-diener auf dem Messgerät ausreichendeinweisen. Das war ebenso wenig ein Pro-blem wie der tägliche Umgang mit demVideoCheck.“ Als sehr praktisch beurteiltKlemm den Einsatz von zwei Bildschir-men, von denen der eine das Messpro-gramm und der andere das Videobild mitder Kantenerkennung zeigt. Damit entfal-le lästiges Hin- und Herschalten in derSoftwareoberfläche.

In der Tagschicht ist Salvatore Bennar-do für das Messgerät verantwortlich. Erschreibt die Messprogramme und über-nimmt alle Messungen. In den anderenSchichten sind die Maschinenbedienerselbst fürs Messen zuständig. Das sind vorallem In-Prozess-Messungen für verschie-dene Maschinen, aber auch – bei be-sonders anspruchsvollen Teilen – Endab-

nahmen und 100-Prozent-Prüfungen.Der Messbereich wurde so gestaltet,

dass die Spannzange und die meisten Vor-richtungen auf dem Gerät verbleibenkönnen und so ein schneller Bauteilwech-sel möglich ist (Bild 3).„Denn manchmalgeht es zeitlich ziemlich eng zu“, gestehtKlemm ein.„Die Messungen sind fast im-mer eilig, schließlich sollen die Maschi-nen ohne lange Unterbrechung weiter-produzieren.“

Über eine Netzwerkanbindung stehenan dem Messgerät alle Messprogrammezur Verfügung, diese können über die Tei-lenummern abgerufen werden. Das Pro-duktportfolio besteht immerhin aus un-gefähr 8000 bis 9000 verschiedenen Arti-keln, meist in einem geringen Losgrößen-bereich von unter 100 bis zu 5000 Stück.

Messung von Werkzeugen und Werkstücken

Ein Beispiel: Zu den Produkten gehört einHüftimplantat, das bei klassischen Ober-schenkelhalsbrüchen verwendet wird. Esbesteht aus verschiedenen Elementen undlässt sich spannungsfrei am Körper anle-gen. Dazu wird das Implantat von außenauf den Oberschenkelknochen (Femur)aufgeschraubt.

Die Tragschraube, die in den Femur-kopf gedreht wird, muss fast zwanzigQualitätskriterien erfüllen. So werdenbeim Schraubengewinde Innendurch-messer, Außendurchmesser, Flankenwin-kel, Radien und Steigung geprüft. Auchdie Positionen von Innensechskant,Außensechskant und zentrischen

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Koordinatenmesstechnik MESSEN UND PRÜFEN3

Bild 2. Die zusätzliche vierte Achse des Multisensor-Koordinaten-

messgeräts vereinfacht das Messen.

Bild 3. Der Messbereich wurde so gestaltet, dass die Spannzange

und die meisten Vorrichtungen auf dem Gerät verbleiben können und

so ein schneller Bauteilwechsel möglich ist.

Lange TraditionDie Wurzeln von Stuckenbrock Medizin-

technik in Tuttlingen reichen zurück bis

ins Jahr 1884, das Gründungsjahr der

Vorgängerfirma Karl Vögele. Diese war auf

Fabrikation und Handel von chirurgischen

Instrumenten spezialisiert.

Die Fertigung von Skalpellen ist noch im-

mer ein wichtiges Standbein des Unter-

nehmens. Stuckenbrock ist mittlerweile

ein Gesellschafterbetrieb der KLS Martin

Group, zu der außerdem die Karl Leibin-

ger Medizintechnik in Mühlheim, die Ge-

brüder Martin und weitere Unternehmen

gehören. Gemeinsam treten die verschie-

denen Medizintechnikhersteller am Markt

unter dem Namen KLS Martin auf.

KLS Martin ist ein Komplettsortimenter,

der alles vertreibt, was im OP benötigt

wird. Das Produktionsspektrum haben

sich die beteiligten Unternehmen aufge-

teilt.

Von den 180 Mitarbeitern bei Stucken-

brock arbeiten etwa 40 in einer räumlich

ausgelagerten Fertigung, die sich schwer-

punktmäßig mit Prothesen und Implanta-

ten beschäftigt. Die Einführung und Zerti-

fizierung (DIN/EN/ISO 9001, EN 46001)

sowie des Anhangs II der Richtlinie

93/42 EWG im Jahr 1995 soll die Qua-

lität der Produkte sichern

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der Dokumentennummer: QZ110099

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Bohrungen sowie zueinander müssenexakt den Vorgaben entsprechen, damitdas Implantat nachher perfekt passt undmontiert werden kann. Ohne das Multi-sensor-Messgerät wären solche Messauf-gaben kaum realisierbar.

Dieser ist darüber hinaus in vielfacherWeise nützlich. Zum einen dokumentie-ren die Messprotokolle den Prozessver-lauf und die Genauigkeit der Produkte,was auch bei Unstimmigkeiten mit denKunden hilfreich sein kann. Zum ande-ren werden darauf vermehrt Werkzeuge

gemessen. Jürgen Klemm erklärt: „Wirarbeiten unter anderem mit Profilwerk-zeugen, deren Oberflächenkontur für dieGenauigkeit des produzierten Teils ver-antwortlich ist. Um auf Anhieb gute Er-gebnisse zu erreichen, sind wir dazu über-gegangen, die von uns geforderten Tole-ranzen zu kontrollieren – was vor demMultisensorgerät nicht möglich war.“

In der Zwischenzeit hat das Video-Check-Gerät schon diverse Umbautenund Anpassungen hinter sich, um allenAnforderungen gewachsen zu sein.„Denn

das komplette Erfassen sämtlicher Merk-male eines Implantats ohne umzuspan-nen ist keine einfache Angelegenheit underforderte auch hardwareseitig einige An-passungen“, sagt Jürgen Klemm. „Dabeistanden uns die Fachleute von WerthMesstechnik immer partnerschaftlich undfair zur Seite.“ �

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MESSEN UND PRÜFEN Koordinatenmesstechnik

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