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coordinate measuring technology stories

ユーザーストーリー "3次元測定装置"

Precitec Optronikセンサーは干渉と色収差共焦測定原理を使い、多くの測定装置(高精密な測定装置を含む)に搭載されており、それらの装置で見つけることができます。 光学センサーは、接触式のセンサー測定装置と違い、非接触で形状及び距離測定を行うこともできます; これは、接触によって大事な部分の破壊の影響を取り除くことが出来ます。 3D計測は、3次元計測において特に必要不可欠です。 光学センサーは、透明な表面の形状においても測定を可能であり、このアプリケーションおいて理想的な選択です。

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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