MEDIZINTECHNIK

Berührungslose Inspektion von Medizinprodukten

Orchid Orthopedic Solutions erhöht die Effizienz mit automatisiertem 3D-Scannen
Berührungslose Inspektion von Medizinprodukten

Orchid Orthopedic Solutions stellt Medizinprodukte her und übernimmt Fertigungsdienstleistungen für orthopädische Implantate. Das Unternehmen konzentriert sich auf den Feinguss von Knie-Implantaten, vom 3D-Wachsdruck über das Fräsen bis hin zur Endbearbeitung von Knie-Femurkomponenten und Tibiabasisplatten. Diese Kleinteile werden zunächst in Wachs gefertigt und dann als Kobalt-Chrom-Guss ausgeführt.

Vollautomatisierte und wiederholbare Inspektion

Orchid fertigt Knie-Implantatteile in der Regel nach Kundendesign. Es kommt daher entscheidend auf präzise und wiederholbare Inspektionen an. Bedingt durch die organischen Formen sind Einzelpunkt-Messmethoden jedoch zeitaufwändig und Merkmale können nur bedingt beurteilt werden. Das Unternehmen suchte nach Technologien, mit denen die Qualitätsprozesse automatisiert werden, um den Zeitaufwand für die Inspektion zu senken und den Informationsgehalt zu erhöhen. Nach Durchsicht der Ergebnisse einer Studie zur Messwiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit (GR&R) mit dieser Technologie erwarb Orchid die optische 3D-Messmaschine ZEISS ScanBox zusammen mit der Software ZEISS INSPECT.

Frank Sears, leitender Qualitätsingenieur bei Orchid, und sein Team optimieren die Positionierung des Roboterarms für den Sensor anhand der programmierbaren Softwarefunktionen und verbessern damit die Datenerhebung. In Zusammenarbeit mit Automatisierungsexperten von ZEISS haben sie ein kundenspezifisches Skript für die automatisierte Inspektion entwickelt, mit dem bis zu 24 Knie-Implantatbauteile als Batch gescannt werden. Die Software trennt die 3D-Netzdatensätze intelligent und wendet die entsprechenden Inspektionsvorlagen an.

Diese bestimmen, welche Merkmale von Gussbauteilen mit komplexer Oberfläche inspiziert werden. Solche Vorlagen lassen sich schnell und einfach erzeugen. Anschließend werden die entsprechenden Inspektionselemente automatisch angewendet. Darüber hinaus ermöglicht die vollflächige 3D-Datenerfassung Reverse Engineering: durch das Scannen der eigenen Werkzeuge zur Erzeugung digitaler Zwillinge können Volumenmodelle für die Werkzeugreproduktion erstellt werden. Diese Fähigkeit ist insbesondere bei älteren Wachswerkzeugen ohne zugehörige Modelle von größter Bedeutung.

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Verbesserte Datenvisualisierung

Verbesserte Datenvisualisierung

Das Team von Orchid visualisiert Daten mithilfe von ZEISS INSPECT klar und mit flexibler Detailtiefe für Prüfmerkmale und Modelle. Die so entstehenden Reports fördern die Kommunikation und Zusammenarbeit mit den Kunden. Frank Sears erläutert: „ZEISS INSPECT erzeugt eine 3D-Oberfläche, auf der Erhebungen und andere nachzuarbeitende Bereiche dargestellt werden und in Echtzeit analysiert werden können. Das ist äußerst hilfreich.“

Kürzere Inspektionszeit und mehr Bauteilinformationen

Durch die Einführung des neuen Prozesses konnte Orchid die Inspektionszeit erfolgreich verkürzen und die Bauteilinformationen verbessern. Bislang dauerte die Inspektion von Knie-Implantaten etwa vier Minuten pro Stück, wobei vier Merkmale gemessen wurden. Mit dem neuen System lassen sich nun 40 Stück innerhalb von 45 Minuten bis einer Stunde inspizieren. Die Effizienz ist also wesentlich höher, während gleichzeitig deutlich mehr Merkmale gemessen werden. Zusätzlich konnte das Unternehmen erhebliche Kosteneinsparungen realisieren. Es werden künftig also noch mehr Produkte mit dem System gescannt werden.

Qualitätssicherung in der Forschung und Entwicklung von Medizinprodukten

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