高度自动化的工具车间实现高效、精确的医疗器械制造

只需要两分钟——从你开始和汉斯·凯勒谈话开始参观工厂的两分钟——你就会意识到有一些非常不同的东西Aesculap分工b·布劳恩全球领先的医疗技术和医药产品制造商之一。每个员工都面带微笑。提出的每个问题都得到了详细的回答。每一个工艺和机器都有详细的说明。

原型和工具车间经理Hans Keller于1972年在Aesculap开始了他的职业生涯，自1995年专心致志的纯种工程师接管以来，公司的研发，原型，工具和模具制造部门一直没有停止增长。bet188娱乐城工具车间生产原型、模型、注塑模具、锻造和成形工具、复杂的级进模以及测量和测试设备，以及用于系列生产的夹具bet188娱乐城和夹具。

当凯勒谈论膝关节或髋关节植入物、手术器械、神经外科产品或微创产品概念时，你几乎可以感受到他的热情，这种热情不仅体现在博朗公司的产品上。博朗集团在图特林根拥有3600名员工(博朗集团在64个国家拥有7万名员工，共销售5000种产品)。他的热情在于技术、机床、电火花加工、增材制造(AM)技术(该公司目前运行18台AM机器用于金属和塑料打印)、模具制造和自动化。bet188娱乐城

他表示:“(为母公司服务的)内部工具车间不需要产生任何利润，但它必须是优质和高效的。”“所以，从1995年接手这家店开始，我就一直在计算工时。铣床运行生产零件的时间不会产生任何成本;只有工人装卸机器所需的时间与我们的成本计算相关。”

他将自己的部门描述为博朗集团所有工厂中生产率最低的部门，因为他没有产生任何利润。“我只是一个不可避免的恶魔，”他笑着说。“尽管如此，我们的部门需要找到和开发最有效、最精确的方法来生产手术器械、植入物和其他医疗设备，并且在自动化方面是最先进的制造基地。”

自动化是前进的道路

凯勒一直在寻找如何尽可能高效地生产博朗完整产品系列所需的近7万个不同的单一零件的想法。对他来说，自动化是前进的方向。他说:“我们在德国非常擅长开发和生产高质量的医疗部件。”“但未来是无人值守的联网自动化机器，即使在我们这样的部门也是如此。我们需要在这里高效工作，但我们也将我们的加工和自动化技术转移到我们的全球生产工厂。”

考虑到这些因素，它就不那么令人惊讶了(当你参观工具和模具商店时)bet188娱乐城GrobG350五轴铣床配一台朗自动化解决方案运行在公司的自动化EDM和HSC工作单元旁边。凯勒说，铣床可以在周末生产90个零件，无人值守的情况下运行40个小时。“我们过去每年在两台机器上加工4000到5000个这种消耗品，这是髋关节植入物生产中所需要的，用于在涂层期间密封假体的某些区域。现在，Lang自动化解决方案的价格为10万欧元，非常实惠，我们只需要一台机器，因为它可以在无人值守的情况下运行一整晚。”

Lang Robotrex机器人装载系统安装在机器前面的一个外壳内，并以一个12公斤容量的发那科机器人为特征。每个零件坯料都夹在自己的Makro-Grip虎钳中，这些虎钳被排在送到Robotrex的手推车上。虎钳的垂直方向使多个虎钳安装在紧凑的小车上。每个手推车有能力容纳30个虎钳，最大零件尺寸为120 × 120 × 100毫米。

macro - grip虎钳的握把部分空白在一个非常规的方式。一台重达20吨的冲压机被用来沿着坯料底部挤压坯料的两侧，并使用“齿”在坯料上制造多个压痕。然后将坯料放在虎钳中，虎钳有配合压痕轮廓的钳口。这种配合的连接据说可以提供很高的握持力，即使虎钳只握在坯料的一小部分上。在加工过程中，它还提供了充分的接触零件的五个面。由于机器人从手推车中挑选普通的虎钳，而不是不同大小或形状的零件，因此只需要一种夹具类型，并且不需要适应新工作所需的新夹具。

在这个整洁的小生产单元旁边是一个更大的，相当令人印象深刻的自动化EDM工作单元，其中有一个Erowa机器人动态线性处理系统连接两台exxon电火花加工机床，一个ExeronHSC机器，以及测量和清洗站，使无人，高效生产。

自动化EDM工作单元生产复杂的注射模具bet188娱乐城

Aesculap公司生产的复杂模具之一bet188娱乐城是注射模具，用于生产钛结扎夹的特殊软负荷夹盒，便于手术时释放夹(见图)。由于该部门长期以来的专业知识，其他工厂的大多数系列生产模具都在这里生产。bet188娱乐城凯勒解释说，为了制作复杂的墨盒模具，需要70bet188娱乐城个不同的电极。“在腐蚀过程中，我们的工作精度为±1/100毫米。因此，由于许多电极的变化，我们决定拥有一个全自动的生产单元，我们可以在无人值守的情况下运行电池。”

为了生产这些以及其他复bet188娱乐城杂且通常很小的医疗设备的模具，以达到所需的精度，凯勒决定集成一台测量机。必要的几何数据，尺寸和公差自动从所有流行的CAD系统传输到测量机。在铣削之前，每个电极都被测量并分配一个零点，然后被编码并存储在杂志中(有180个电极和10个工件的空间)，机器人在那里根据需要取它们。下载188bet金宝搏

的CERTAAesculap使用的软件将电极分配给工件支架，并使其在CERTA中央过程控制系统中可用，防止在将零件插入机器期间出现错误。所有的信息都在芯片上。当电极插入弹匣时，它立即在相应的弹匣位置被识别。下载188bet金宝搏这些数据也是集中提供的。因此可以正确灵活地更换工件。凯勒说:“我们通过条形码插入工具，系统自动完成其余的工作——夹紧错误等问题实际上已经消除了。”“当然，在投入生产之前，整个过程都必须进行模拟。”

除了保证所需的精度外，该电池还可以被编程并在夜班中运行，不仅可以生产电极，还可以生产无法铣削的手术器械和产品。对于这种白天不可能生产的小批量零件，自动化是有回报的——因为对凯勒来说，这是成本中性的，他计算工时来弥补成本。凯勒说，这种电池在不到一年的时间内就取得了成效，因为他一直在寻找新技术和新机器。

对精度的高要求和对加工钛等难切削材料的需求，也在数控加工领域积累了大量的专业知识(车间共运行35台数控机床)，这就是图特林根工厂在全球范围内负责开发和制造技术的原因。所有大型机器投资(几乎是字面上的)都在那里仔细检查到最后一个细节，以确保博朗的每个工厂都以相同的高水平生产。

高度复杂的模具和工具也专门在图bet188娱乐城特林根开发和制造-为所有全球工厂。一个例子是用于微创手术的一次性剪刀手柄的注射模具，以bet188娱乐城及用于剪刀刀片的渐进模具。

原型和最终使用部件的增材制造

凯勒目前正在与Toolcraft该公司位于德国南部TrumpfTruPrint LMF(激光金属熔合)机器用于生产添加剂部件，通过激光金属熔合制造这些剪刀和其他特殊应用的医疗设备。因此，这两家公司正在开发制造医用钢粉末的方法，这是一种具有高抗拉强度和良好耐腐蚀性的不锈钢和可硬化钢。

Keller说:“Toolcraft有7台TruPrint机器正在生产中，我目前正在寻找一台TruPrint 3000来补充我们已经在工具车间运行的18台3D打印机。”

Aesculap在1993年安装了第一台AM机器(立体光刻)。如今，Aesculap的增材制造涵盖了广泛的应用:通过各种机器和系统(Objet, EOS, 3D systems, Concept Laser和Prodways)，可以创建个人三维患者模板，手术训练模型和大容量部件的测量程序。除此之外，还有用于快速原型制作的附加制造部件，以及单独适应的几何形状的开发，例如用于患者特定的植入物，例如为篮球运动员等超高的人提供巨大的膝关节植入物。

凯勒的最新投资是ArburgFreeformer (APF - Arburg塑料Freeforming)，以提高他的商店的大批量生产活动。Freeformer提供医疗行业所需的选项，如生物兼容材料的加工或部件的质量、强度和即时使用。

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“在这方面，Freeformer提供了显著的优势，包括原始材料的加工。例如，医学上认可的可吸收PLLA，由于极小的层厚度或制造硬/软组合的选择而生产的部件的高质量，”Keller说。

在不久的将来，凯勒的目标是在一台金属激光烧结机上生产该公司的一些标准膝关节植入物。凯勒解释说:“有些尺寸是150或130的批量生产。“这种植入物的寿命大约是8年。生产这些零件所需的工具约为2万欧元。在这种情况下，激光烧结零件将具有成本效益。”