Kürzere und bessere Behandlungsmöglichkeiten, schnellere und genauere Diagnosen, weniger riskante Operationen und die erhöhte Lebensqualität von Betroffenen sind Schlüsselanforderungen an die Medizintechnik.
Aussagekräftige und verlässliche Qualitätssicherung durch hochauflösende 3D Oberflächenmesstechnik trägt erheblich dazu bei, diese Ansprüche umzusetzen. Einer der marktführenden Anbieter in der Form- und Rauheitsmessung auch bei komplexen Topographien ist Alicona mit dem optischen 3D Messsystem InfiniteFocus. Messungen erzielen selbst bei Oberflächen mit steilen Flanken, stark variierenden Reflexionsbedingungen und massiven Rauheiten eine vertikale Auflösung von bis zu 10nm. Das System basiert auf der Technologie der Fokus-Variation und wird sowohl im Labor, in der Produktion als auch in der Automatisierung eingesetzt. Neben der hohen Genauigkeit auch über größere Messfelder hat das hochauflösende optische Messsystem den Vorteil, dass Rauheit und Form in nur einer Messung generiert werden.
Qualitätssteigerung in der Zahnheilkunde, Chirurgie und Orthopädie
In der Dentalmedizin entscheidet die Rauheit des Gewindes darüber, wie gut ein Implantat mit dem Kieferknochen zusammenwächst. Mit InfiniteFocus wird die künstliche Aufrauung der Implantate prozessbegleitend gemessen und kontrolliert. Zur Qualitätssicherung zählt auch die Formmessung des Gehäuseinneren. Der Konus, der für die bakteriendichte Versiegelung zwischen Implantat und Aufbau sorgt, wird ebenfalls hochauflösend gemessen. Mit direkten Vergleichsmessungen zwischen dem Bauteil und der entsprechenden CAD Zeichnung bestimmt der Anwender auch die Abweichung zum Nominal.
Die hohe vertikale Auflösung bis 10nm auch bei steilen Flanken und variierenden Reflexionsbedingungen machen InfiniteFocus nicht nur zu einem geeigneten System zur Qualitätssicherung von Zahnimplantaten. Auch Hersteller von chirurgischen Instrumenten wie Dental- oder Knochenbohrer/-fräser/-feile setzen das 3D Messgerät zur Formmessung von Schneidkanten und Werkzeugspitzen ein. Radien werden ab ca. 2µm, Winkel bis zu einer minimalen Größe von 20° gemessen. Stimmt die Geometrie der Spitze, sind lange Standzeiten, kurze Bearbeitungszeiten, geringe Wärmeentwicklung, hohe Schnittgeschwindigkeiten und bestmögliche Prozesssicherheit gewährleistet. Die chirurgischen Instrumente weisen zudem eine entsprechend hohe Elastizität und damit verbundene geringe Bruch- und Splittergefahr auf. Verschleißanalyse, Toleranzmessungen und Abweichungen zum CAD Modell sind weitere Standardanwendungen.
Künstliche Gelenke messen
Qualität und Haltbarkeit von künstlichen Knie- oder Hüftgelenken werden wie bei Zahnimplantaten durch ihre Form und Rauheit bestimmt. Internationale Hersteller setzen InfiniteFocus vor allem aufgrund der Messleistung von Freiformflächen ein und bestimmen unter anderem Formabweichungen. Gerade bei derart komplexen, meist mehrfach gekrümmten Geometrien deckt das 3D Messgerät den Bedarf nach hochgenauer, schneller und aussagekräftiger Oberflächenmessung ab. Andere, herkömmliche Verfahren wie die Messung mit einer Tastspitze liefern bei diesen Geometrien kaum ausreichende Ergebnisse. Zudem werden mit dem flächenbasierten, optischen Verfahren der Fokus-Variation wesentlich mehr Daten der Oberfläche gewonnen als mit z.B. taktilen Messungen. Die Qualitätssicherung der Anwender wird dadurch effektiver und wirtschaftlicher, da Messungen schneller, aussagekräftiger und verschleißfrei sind.
Ein System für Material- und Applikationsmix
InfiniteFocus wird ab einer Oberflächenrauheit von nur wenigen Nanometern eingesetzt. Selbst bei mitunter sehr glatten Komponenten aus Keramik, die aufgrund der hohen Biokompatibilität ein viel genutzter Werkstoff ist, erzielt das Messsystem hochauflösende Resultate. Die geringen Ansprüche an die Probenbeschaffenheit machen das 3D Messgerät zu einem universell einsetzbaren System in der Medizintechnik, da es für sämtliche gängigen Materialen geeignet ist. Die Messung von verschiedenen Chromstählen, Metallen bzw. Metalllegierungen, Titan, Kunststoffen und Gummi sowie Kleber zählen zu den üblichen Applikationen. Auch Hersteller von Spritzgusskomponenten oder Mikroformteilen mit Gittern, Löchern etc. haben das System zur Messung von Mikro- und Nanofunktionsstrukturen im Einsatz. Andere Anwendungen sind Zahnverschleißanalyse oder die Plagiatsprüfung von Tabletten mittels Profil- oder Volumenmessung der Stempel. In der Diagnostik wird das System zur Messung von diversen Membranen eingesetzt, die in Messgeräten zur Bestimmung des Blutzuckers implementiert sind.
Die Fokus-Variation in der Hochleistungskeramik
Materialoptimierung ist eine der obersten Prämissen in der medizintechnischen Forschung und Entwicklung. Im Bereich der Hochleistungskeramik wird InfiniteFocus unter anderem eingesetzt, um keramische Werkstoffe zu analysieren und Erkenntnisse über Materialeigenschaften zu gewinnen. Damit werden Patienten z.B. verschleißfreie und körperverträgliche Implantate ohne Metall geboten.
Alicona Imaging, Grambach bei Graz Austria
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