Streulichtmessgerät prüft Gelenkflächen an Hüftimplantaten

Ein grosser Medizintechnik-Hersteller in Deutschland setzt für die Oberflächenprüfung neu ein Streulichtmessgerät ein. Das nicht genannt werden wollende Unternehmen stellt insbesondere medizinische Produkte für die Chirurgie her, etwa Hüftgelenkimplantate, bei denen die Qualität allerhöchste Priorität geniesst. Zu diesem Zweck wurde schon 2008 ein erstes solches Gerät des Herstellers OptoSurf beschafft, ein OptoSurf OS 500. Ein zweites folgte 2012. „Entscheidend für die Investition in unsere Produkte waren die USP’s, die es bietet“, berichtet der OptoSurf-Geschäftsführer Dr. Rainer Brodmann und zählt auf: „So erfolgen berührungsfreie Messungen der gesamten Oberfläche, nicht nur von Ausschnitten, und erkannt werden sowohl die Polierqualität als auch Defekte. Überzeugen können zudem die Messungen von Geometrie/Form sowie die kurzen Taktzeiten.“

Streulichtmessgerät ersetzt Koordinatenmessmaschine

Zum Einsatz kommt das Streulichtmessgerät beim letzten Arbeitsschritt in der Produktion, direkt vor dem Verpacken im Reinraum. In diesem Umfeld wird mit dem OS 500 das Ziel verfolgt, von der visuellen ‚gut/schlecht-Bewertung‘ wegzukommen, hin zu einer rückführbaren Messung. Früher wurde zudem noch eine visuelle Prüfung der hochglanzpolierten Oberflächen von zwei unabhängigen Personen durchgeführt. Diese war jedoch für Menschen sehr ermüdend, daher bestand ein erhebliches Risiko bezüglich der Zuverlässigkeit bei der Fehlererkennung. Mit dem System von OptoSurf konnte ausserdem die aufwendige taktile Formmessung mit einer Koordinatenmessmaschine durch die optische Formmessung ersetzt werden.

Oberflächenqualität als kritischer Faktor

Die Oberfläche eines Prothesenkopfs besitzt bei der Herstellung von künstlichen Hüftgelenken eine grosse Bedeutung. Sie sollte eine ideale Kugelform haben, keine Kratzer oder andere Defekte aufweisen und die Rauheit im Bereich von wenigen Nanometern liegen. Eine zu hohe Rauheit der polierten Kugel sowie bereits geringste Abweichungen in der Makrogeometrie führen zu erhöhtem Abrieb. Auch feinste Kratzer können den Abrieb deutlich fördern. Diese in den Körper eindringenden Stoffe sind potenzielle Allergie- und Krankheitsauslöser.

Das Streulichtmessgerät von OptoSurf ist in der Lage, die gesamte Oberfläche des Prothesenkopfs im Sekundenbereich zu messen. Die Messmaschine besteht aus einem Schwenk- und Rotationsmodul, das den Streulichtsensor über die Oberfläche führt, wobei pro Sekunde 2.000 Messungen aufgenommen werden. Durch Vergleichsmessungen mit einem Konfokalmikroskop wurde nachgewiesen, dass mit dem Streulichtsensor feinste Polierqualitätsunterschiede im Nanometerbereich und mit dem Auge nicht mehr sichtbare Katzer wiederholbar gemessen werden können. Formabweichungen über dem Pol und Äquator werden mit einer Genauigkeit von < 0,2 μm erfasst.

Messung nach ISO 17025

Die Rauheits- und Formmessung mit der Streulichttechnik ist ein rückführbares Messverfahren, das mit Normalen und ISO 17025 Zertifikaten abgesichert ist. Es können sowohl Metall- als auch Keramikköpfe gemessen werden. „Darüber hinaus haben wir im ersten Schritt das OS 500 basierend auf dem umfangreichen Anforderungsprofil des Kunden weiterentwickelt. Anschliessend folgten noch diverse nachträgliche technische sowie normative Anforderungen, die wir ebenfalls umsetzten“, fasst Dr. Rainer Brodmann zusammen. „Nachdem wir alle Wünsche des Medizintechnikherstellers erfüllten, kann sich das Ergebnis absolut sehen lassen: Eine deutliche Produktivitätssteigerung dank unseres Streulichtmessgeräts.“

Quelle und weitere Informationen: OptoSurf GmbH