Keramikschleifen hilft bei Herzrhythmusstörungen

Dauern die Herzrhythmusstörungen an, sind Methoden wie Ablation mittels Hochfrequenz (HF) oder hochintensiver Ultraschall (HIFU) nötig. HF- oder HIFU-Verfahren übertragen dabei exakt gebündelte Ultraschall- beziehungsweise Hochfrequenzsignale, die das Gewebe, welches die unregelmäßigen Signale aussendet, zerstören. Dabei bleibt eine Signalgeberschlaufe so lange um das Herz liegen, bis das geschädigte Herzgewebe durch die Ultraschallimpulse abgebaut ist. Der Herzschlag kann anschließend zu seinem normalen Rhythmus zurückkehren.

In der Signalgeberschlaufe sind zwei hauchdünne dimensionierte Keramikteile verbaut, die aus einem Keramikvollmaterialrohling geschliffen werden müssen. Die dabei erforderlichen hohen Maßtoleranzen liegen bei plus/minus 0,005 Millimetern und die mittlere Oberflächengüte beträgt maximal 0,4 Mikrometer. Zu diesen extremen Genauigkeitsanforderungen kommt hinzu, dass die verarbeiteten Keramikmaterialien für eine sehr hohe Abnutzung der Schleifscheibe während des Schleifprozesses sorgen. Die Blohm Jung GmbH, Göppingen, ermöglicht die wirtschaftliche Herstellung.

Bei der Prototypenproduktion wurde zunächst jedes Teil auf einer einfachen Flachschleifmaschine sorgfältig von Hand geschliffen. Das dauerte bis zu 60 Minuten pro Segment. Es gab viel Ausschuss, und die Qualität der fertigen Bauteile war nicht konstant. Für eine wirtschaftliche Serienfertigung ist dieses Verfahren unbrauchbar. Heute werden die Keramik- Teile daher auf einer Jung Flach- und Profilschleifmaschine Typ Vario D mit PA37K-Kopfprofilabrichter bearbeitet. Mehrere Teile werden mithilfe eines geschliffenen Vakuumspannfutters gleichzeitig und verformungsfrei auf dem Schleiftisch befestigt.

Die größte Herausforderung für eine wirtschaftliche Fertigung bestand darin, den hohen Schleifscheibenverschleiß und die daraus resultierenden Ungenauigkeiten zu vermeiden. Die Lösung liegt in einem kontinuierlichen Abrichten und Nachschärfen während des Schleifprozesses. Dabei entwickelt die Profilschleifmaschine ihre Stärke: Das PA37K-Kopf-Profilabrichtgerät setzt die Anforderungen optimal um. Dank der drei programmierbaren Achsen kann der Tangentenpunkt des Abrichtwerkzeugs ideal an die Schleifscheibenform angepasst werden.

Voraussetzung dafür ist das Programmiersystem GRIPS 32 von Jung. Es ermöglicht mit wenigen Schritten die Übernahme von Zeichnungsdaten zur Konturerstellung. Die integrierte Kollisionsüberwachung überprüft die Machbarkeit mit den vorgesehenen Werkzeugen. Das PA37K lässt sowohl den Einsatz statischer als auch angetriebener Abrichtwerkzeuge zu und richtet diese automatisch ein.

Entscheidend ist die Fähigkeit des PA37K, während des Schleifvorgangs kontinuierlich ohne Hauptzeitunterbrechung abzurichten. Das kontinuierliche Abrichten reduziert den Schleifdruck während der Bearbeitung deutlich und ermöglicht eine höhere Schleifzustellung. Darüber hinaus senkt es über das angetriebene Abrichtrad und die damit höhere Standzeit des Abrichtwerkzeuges die Werkzeugkosten drastisch. Das Konzept ermöglicht so einen stabilen und wirtschaftlichen Herstellungsprozess der feinen Keramikteile.