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Koordinaten Messtechnik Stories

User Stories "Koordinaten-Messtechnik"

Optische Sensoren nutzen das interferometrische bzw. chromatisch-konfokale Messprinzip. Man findet sie in vielen Messmaschinen, und hier auch in den höchsten Präzisionsklassen. Optische Sensoren können im Gegensatz zu den taktilen Sensoren klassischer Messmaschinen auch berührungsfreie Abstandsmessungen durchführen; damit entfallen Einflüsse von Antastkräften, Massenbewegungen und Beschädigungen von Messmaschine bzw. Messobjekt. Unverzichtbar sind 3D-Messungen gerade im Bereich der Mikrosystemtechnik, wo Präzisionsbauteile dreidimensional erfasst werden müssen. Optische Sensoren sind hier die ideale Wahl sowohl zur Erfassung von Topografien als auch für das Messen glänzender bzw. transparenter Oberflächen.

QUALITÄTSKONTROLLE UND FEHLERANALYSE AN IMPLANTATEN

3D-KOORDINATENMESSTECHNIK : ANALYSE AM KÜNSTLICHEN GELENK

Ohne Berührung: Analyse einer femoralen Kniekomponente

Analyse am künstlichen Gelenk

 

Die aussagekräftige, verlässliche und schnelle Vermessung von Implantaten ist eine große Herausforderung in der medizintechnischen Produktion und Forschung und gewinnt anlässlich zunehmend stringenter Qualitätskontrollen mehr und mehr an Bedeutung für die Hersteller künstlicher Gelenke. Mit dem hochpräzisen, optischen 3DKoordinatenmessgerät Ortho-Lux bietet die britische Redlux Ltd. aus Southampton die Antwort auf die Herausforderung in der produktionsbegleitenden Qualitätssicherung und Retrieval-Analyse: die kontaktlose, schnelle und verlässliche Messung von künstlichen Gelenken im höchsten Präzisionsbereich.

Das Prüfsystem ermöglicht dabei eine optische Vermessung von Komponentenform, Oberflächenstrukturen und Rauheit an Freiformkomponenten mit Sub-Mikrometer-Auflösung und ersetzt damit mehrere traditionelle Messgeräte. Dabei verbindet das System moderne optische Sensoren mit einer 3D-Bewegungssteuerung, so dass Komponenten in vielen Formen und Materialien gemessen werden können. Somit trägt das System zur Qualitätssicherung bei.

Die Messung von künstlichen Kniegelenken ist ein Anwendungsbeispiel für Ortho-Lux. Mit dem System können femorale sowie tibiale Kniekomponenten präzise und schnell vermessen werden. Diese sehr komplexen, mehrfach gekrümmten Geometrien haben Toleranzen im Bereich von einigen hundert Mikrometern und stellen viele traditionelle Messmethoden vor Schwierigkeiten. Deren Ergebnisse sind nicht präzise genug und können in Abhängigkeit von der Messposition oder dem Bediener variieren. Taktile Systeme können unter Umständen sogar die zu messenden Oberflächen der Komponente beschädigen.

 

 

Diese komplexen Anforderungen sind für Ortho-Lux keine Herausforderung: Die Verbindung eines optischen Sensors mit ultrapräzisen Verfahrtischen und einer Anti- Vibrationsplattform stellt sicher, dass die Komponente vollständig und kontaktlos mit höchster Präzision gemessen wird. Die äußerst steife Konstruktion ermöglicht hohe Messgeschwindigkeiten von bis zu 1 m/s sowie schnelle Wechsel in der Messrichtung und reduzieren die Messzeiten gegenüber tastenden Verfahren drastisch. So wird eine 100-%-Messung in der Produktion möglich.

Das CAD-Modell wird dabei als Referenz genutzt, um Abweichungen von der Konstruktionsabsicht aufzuzeigen. Die Messergebnisse können aber auch in Tabellenform als Vergleich zu Sollwerten und Toleranzen mit Pass/Fail-Kriterien dargestellt werden. Der optische Sensor stellt dabei sicher, dass empfindliche Oberflächen nicht beschädigt werden.

Neben der Qualitätssicherung in der Produktion ist auch die Retrieval-Analyse in der Orthopädie ein wichtiges Instrument für ein Verständnis von Versagensmechanismen. Hier findet Ortho-Lux ebenfalls Anwendung. Die berührungslose Technologie erleichtert und beschleunigt die entscheidende Aufgabe, aussagefähige Informationen zu erhalten und

Ortho-Lux misst beispielsweise die Oberflächen von Kopf und Pfanne der künstlichen Hüftgelenke mit Nanometer-Auflösung und analysiert die Messergebnisse auf Verschleißerscheinungen. Das optische 3D Koordinatenmessgerät ermöglicht die nahtlose Messung und gibt somit Aufschluss über Fehlerursachen für das Gelenk.

Da das Gerät seit fast zehn Jahren in der Vermessung von Komponenten in der Fertigung und in der medizintechnischen Forschung seinen Einsatz findet, unterliegt es der stetigen Weiterentwicklung durch das Redlux- Entwicklungsteam. Somit kann das Unternehmen auch den wachsenden Messansprüchen sowie kundenindividuellen Maßstäben im Fertigungsprozess von Implantaten gerecht zu werden.

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