KMU-innovativ Effiziente Prozessketten für die rückstandsfreie Fertigung von Medizinbauteilen durch kryogene Zerspanungstechnologien (EProKry)

Motivation
Der Bedarf an Medizinprodukten, wie Instrumente und Implantate, steigt infolge der alternden Gesellschaft und einer verbesserten Gesundheitsversorgung deutlich an. Für ihre sichere Anwendung ist höchste Sauberkeit und Biokompatibilität erforderlich. Bereits geringfügige Verunreinigungen durch Fertigungsrückstände können zu unerwünschten Wechselwirkungen mit Gewebe oder Körperflüssigkeiten führen. Besonders beim Zerspanen kommen häufig Kühlschmierstoffe zum Einsatz, die aufwendig entfernt werden müssen. Die notwendigen Reinigungsprozesse sind kostenintensiv, energieaufwendig und erhöhen den Fertigungsaufwand erheblich.

Ziele und Vorgehen
Ziel des KMU-innovativ Projektes EProKry ist die Erforschung neuartiger Prozessketten für die Reduktion bzw. Elimination des bisher erforderlichen nachträglichen Reinigungsaufwandes bei der zerspanenden Herstellung von Medizinbauteilen durch Anwendung kryogener, CO2-basierter Kühl- und Reinigungstechnik. Bei der Verdampfung von verflüssigtem CO2 werden bereits bei kleinen Mengen hohe Kühlleistungen erreicht. Um diese Ziele zu erreichen, werden maschinenintegrierte, sichere Kryosysteme entwickelt, der Einfluss der Kryotechnik auf Bauteil- und Werkstoffeigenschaften sowie auf die Bauteilsauberkeit untersucht und praxistaugliche Prozessketten ausgearbeitet. Abschließend wird die gesamte Prozesskette in einer realen Fertigungsumgebung validiert.

Innovationen und Perspektiven
Die im Projekt entwickelten kryogenen Prozessketten ermöglichen erstmals eine rückstandsfreie Zerspanung ohne den Einsatz von Kühlschmierstoffen. Dies führt zu einer signifikanten Reduktion der Fertigungskosten und -zeiten sowie zu einer gesteigerten Prozesssicherheit und Produktqualität. Darüber hinaus ergeben sich positive Effekte auf den Umwelt-, Gesundheits- und Arbeitsschutz, da chemische Rückstände und Reinigungschemikalien vermieden werden. Perspektivisch ergeben sich weitere Anwendungsbereiche für die kryogenen Prozessketten in der Lebensmittelindustrie sowie der Luftfahrtbranche, in denen ebenfalls hohe Anforderungen an die Bauteilsauberkeit gestellt werden.

• acp systems AG
• Eggers Components GmbH
• IPlaCon GmbH Industrie - Planung - Consulting
• Ott-Jakob Spanntechnik GmbH
• Westsächsische Hochschule Zwickau