En stor utmaning för skärverktygstillverkarna är att kunna utveckla lösningar för dental- och medicinteknikindustrins framgångsrika innovativa och dynamiska komponenter.
Det här snabbväxande området drivs av företagsamma ortopediska kirurger och dentalexperter tillsammans med företag som tillverkar medicintekniska skruvar och implantat. Dessa har ett nära samarbete med utvecklare av CAD/CAM-programvara (datorstödd konstruktion och tillverkning) och särskilda maskin- och verktygstillverkare för att omvandla sina uppfinningar till komponenter som revolutionerar medicinska och dentala applikationer. Varje ny komponent kräver avancerade verktyg och geometrier för att skapa de nya och komplexa formerna samt säkerställa extrem precision och klanderfria ytor. De material som används för att producera medicintekniska skruvar och implantat är titanlegeringar, även rostfritt stål används när ett särskilt förhållande mellan skärdjup och spåntjocklek krävs. Dessa material är kletande och orsakar löseggsbildning, vilket tenderar att försämra eggskärpan. Samtidigt genereras höga temperaturer under spånbrytningen, vilket förkortar verktygets livslängd och skadar ytkvaliteten.
ISCAR, en ledande tillverkare av skärverktyg för bearbetning, har investerat tid och resurser i att utveckla optimala bearbetningslösningar för medicinteknikbranschen, med unika geometrier, verktyg och sorter. Genom att använda CAD/CAM-system för att skapa specialanpassade verktygsenheter enligt ISO 13399-standarden har ISCAR utvecklat skärverktyg för bearbetning av ytterst små medicintekniska komponenter – nämligen dentalskruvar och fyra komponenter för höftledsimplantat: lårbenshuvud, höftledsskål, lårbensskaft och benplatta.

Dentalskruvar
ISCAR tillhandahåller särskilda skärverktyg för varje moment inom bearbetning av dentalskruvar.
ISCAR har utvecklat två alternativ för grov utvändig svarvning. De kompakta SWISSCUT-verktygen för automatsvarvar och CNC-svarvar möjliggör kortare ställtid och snabbare indexering utan att verktygshållaren behöver lossas från maskinen. Skären har spånbrytare särskilt utformade för bearbetning av små delar. Det andra alternativet är SWISSTURN-verktygshållare, med en unik infästningsmekanism som optimerar infästningen av skär och byte på längdsvarvar, samt JETCUT-verktyg med kylvätska under högt tryck. SWISSCUT-verktyg används för svarvning av gängor.
CHATTERFREE-pinnfräsar används för spårfräsning för att maximera avverkningen, eliminera vibrationer och förkorta cykeltiden. Fräsarnas unika geometri ger en utmärkt yta och lång livslängd även vid hög materialavverkning.
PENTACUT-skär används för avstickning. Med fem skärkanter och mycket stabil infästning av skäret är PENTACUT ett mer hållfast skär vid höga bearbetningsparametrar, i synnerhet i mjuka material, avstickning av rör samt delar som är små och är tunnväggiga.
SWISSCUT-verktyg används vid plansvarvning och utvändig svarvning (svarvning av skruvhuvuden), medan borrning utförs med SOLIDDRILL-borrar av hårdmetall med 3xD- och 5xD-borrdjup och högerspiral. Borrarna har genomgående kylvätsketillförsel.
För gängfräsning används SOLIDTHREAD-gängfräsar, vars korta skärdel med tre eggar, tre spår och midja mellan skärzonen och skaftet möjliggör exakta profiler och höga prestanda. Den ytterst korta profilen utövar en låg kraft som minimerar verktygets böjning, vilket underlättar parallell och hög gängprecision över hela längden.
Medellånga SOLIDMILL-pinnfräsar av hårdmetall med två skär och 30° spiralvinkel används för fräsning av nyckelhuvuden.

Höftledsbyte
Bearbetning av komponenter för höftledsbyten inbegriper komplexa arbetsmoment, vilket kräver hög noggrannhet, perfekt ytkvalitet och orubblig tillförlitlighet. ISCAR tillhandahåller produkter som maximerar precisionen och effektiviteten i varje arbetsmoment.

Lårbenshuvud
Den bearbetning som krävs för ett implantat för ett lårbenshuvud involverar grovsvarvning, medelfin profilsvarvning, borrning, medelfin fräsning, medelfin invändig svarvning, invändig spårstickning (underskärning), kapning, grov och medelfin svarvning.

ISOTURN svarvverktyg kan användas för grovsvarvning. ISO standardverktygen utför merparten av branschens svarvtillämpningar från finbearbetning till grovbearbetning. Svarvskären i trigonutförande finns i alla standardgeometrier för axiell svarvning och plansvarvning. För profilbearbetning tillhandahåller ISCAR exakta V-formade V-LOCK-skär för profilering av specialprofiler i intervallet 10–36 mm. Precisionsslipade CUT-GRIP-skär med full radie används för medelfin svarvning.
SUMOCHAM används för borrning, vilket ger hög materialavverkning och indexering utan ställtid. SUMOCHAM integrerar ett infästningssystem som möjliggör ökad produktivitet och en verktygshållare med vridna kylhål samt en tålig och stabil stomme.
CHATTERFREE-pinnfräsar med två skär används för medelfin fräsning; pinnfräsarna har 38° spiral och variabel delning för att minska vibrationer och reducerat skaft 3xD. CHAMGROOVE-skär används för medelfin spårstickning. Skären kan användas på små håldiametrar, som börjar på bara 8 mm (övriga diametrar är 11 mm och 15 mm), och har invändig kylning.
Medelfin invändig svarvning utförs med ISOTURN-skär med SWISSTURN-verktygshållare, medan avstickning görs med vridna dubbelsidiga DO-GRIP-skär som har vriden geometri med två skäreggar som inte begränsar skärdjupet.
För grovsvarvning används SWISSTURN-sortimentet med ISO-standardskär som har små hållarstorlekar. För det här arbetsmomentet finns även skär med standardgeometri som har precisionsslipade skärkanter och små radier för tillverkning av små och tunna delar.
Medelfin svarvning utförs med CUT-GRIP-skär. Utöver alla precisionsslipade skär och skär för allmänt bruk i produktgruppen CUT-GRIP, så finns det även en mängd skär för specifika tillämpningar och material.

Höftledsskål
Bearbetningen av höftledsskålkomponenten utgörs av grov invändig svarvning, fin profilfräsning, fasning, borrning, gängfräsning, utvändig grov svarvning och utvändig spårstickning.

HELI-GRIP-skär används för grov invändig svarvning, eftersom den vridna konstruktionen möjliggör djupare spår än skärlängden. Invändig fin fräsning utförs med korta SOLIDMILL-fullradiepinnfräsar av hårdmetall med tre skär och 30° spiralvinkel. SOLIDMILL-pinnfräsar med fyra spånkanaler, 38° spiralvinkel och variabel delning för chatter-dämpning används för finfräsning samt den specialformade pinnfräsen som används för övre och undre fasning efter borrning.
SOLIDDRILL-borrar av hårdmetall 3–20 mm diameter samt 3xD och 5xD borrdjup används för borrning. SOLIDDRILL-verktyg finns med och utan invändiga kylkanaler och avancerad TiAlN-beläggning för optimal hålkvalitet, högeffektiv tillförlitlighet och ekonomisk produktion.
Gängfräsning utförs med SOLIDMILL-gängfräsar för invändig gängning med integrerade kylvätskehål för ISO-gängprofiler. ISO-standardskär med SWISSTURN-verktygshållare och JETCUT-kylning under högt tryck används för grovsvarvning, medan utvändig spårstickning utförs med CUT-GRIP-precisionsskär.
SOLIDMILL-pinnfräsar med fyra skär, 38° spiralvinkel och variabel delning för chatter-dämpning samt korta SOLIDMILL-fullradiepinnfräsar av hårdmetall med tre skär och 30° spiralvinkel används för fräsning.

Lårbenshals
Bearbetning av implantat för lårbenshalsen involverar spårfräsning, svarvning, spårfräsning, borrning, fasfräsning, plan- och profilfräsning.

MULTI-MASTER-pinnfräsar med utbytbara huvuden av hårdmetall i diameterintervallet 12,7–25 mm används för spårfräsning. Pinnfräsarna, utan ställtid, har en gänganslutning av hårdmetall för snabba byten samt konisk och plan kontakt för hög precision och styvhet.
Fräsning utförs med SOLIDMILL-pinnfräsar med fyra skär, 38° spiralvinkel och variabel delning. Borrning utförs med solida SOLIDDRILL-borrar av hårdmetall med ett intervall på 3–20 mm och med 3xD/5xD borrdjup.
Fasfräsning utförs med MULTI-MASTER-pinnfräsar med utbytbara huvuden av hårdmetall i diameterintervallet 9,1–20 mm. Skär med ISO-standardgeometri och precisionsslipade skäreggar används med SWISSTURN-verktygshållare och JETCUT-kylning under högt tryck för svarvning. SOLIDMILL-fullradiepinnfräsar av hårdmetall med tre skär och 30° spiralvinkel med ett diameterintervall på 3–25 mm används för profilfräsning, medan SOLIDMILL-pinnfräsar med fyra skär, 38° spiralvinkel och variabel delning och ett diameterintervall på 1,6–8 mm används för planfräsning.

Benplatta
Den bearbetning som krävs för att tillverka en benplatta involverar grov- och finfräsning, svarvning, borrning och gängfräsning.

Vid grovfräsning möjliggör FINISHRED-pinnfräsgeometrierna grov- och fin-bearbetning samtidigt. Det möjliggör tillämpning av grovbearbetningsförhållanden medan en utmärkt ytfinish erhålls. Utbytbara MULTI-MASTER-huvuden av hårdmetall används för fin fräsning, varigenom de böjda ytorna kan bearbetas genom att verktyget vinklas och en större hörnradie tillämpas vid små skärdjup. Fräsning utförs med CHATTERFREE-pinnfräsar som ger hög avverkningshastighet, eliminerar vibrationer och förkortar cykeltiden.
För slutlig fräsning används korta MULTI-MASTER-fullradiepinnfräsar av hårdmetall med fyra spånkanaler och 30° spiralvinkel med ett intervall på 5–25 mm, medan SOLIDDRILL-borrar av hårdmetall utan kylvätskehål och 4xD borrdjup används för stabil och exakt borrning. SOLIDTHREAD-gängfräsar med 55° eller 60° profil används för gängfräsning.

Sorter
Sorter specifikt framtagna för bearbetningstillämpningar på rostfritt stål och superlegeringar som till exempel IC900, IC907, IC806, IC908, IC328 och IC928 är idealiska för fräsning och svarvning av titan- och nickelbaserade legeringar, till exempel Nitinol, som ofta förekommer i medicintekniska komponenter. Dessa kvaliteter är tillgängliga för ISCARs standardverktyg med specialutformade positiva och vassa skäreggar.

Det är ingen liten utmaning att tillverka miniatyrdelar för dental- och medicinteknisk utrustning. ISCAR har dock lyckats utveckla högeffektiva skärverktyg för det här området, som uppfyller de stränga standarder för kvalitet och precision som krävs för medicintekniska tillämpningar.

fig1


fig2


fig3


fig4


fig5