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Beyond Surfaces Nr.8 - Medizintechnik

Rund 7.75 Milliarden Menschen leben auf der Welt – und es werden immer mehr. Gleichzeitig werden wir immer älter. Weltweit stossen Gesundheitssysteme an ihre Grenzen: die Kosten explodieren, und zu wenige Ärzte und Pflegepersonal müssen für zu viele Menschen sorgen. Mit Innovationen wird versucht, diesem Trend gegenzusteuern, und Patientinnen und Patienten nachhaltig und effizient zu behandeln.

Oerlikon deckt im hoch regulierten und komplexen Medizintechnik-Markt Lösungen entlang der gesamten Prozesskette ab. Gleichzeitig ist unsere individuelle Gesundheit auch ein sehr persönliches Thema. Mit der neuen Ausgabe unseres Magazins BEYOND SURFACES tragen wir beiden Aspekten Rechnung.

Beschichtungen und der additiven Fertigung (AM) kommen in der Medizintechnik immer grössere Bedeutung zu. Davon sind sowohl Andy Christensen, AM-Pionier im Medical-Bereich, als auch unsere interne Medizintechnik-Expertin Canet Akcigoz überzeugt. Welche Rolle Qualitätsbewusstsein bei der Beschichtung von Zahnimplantaten spielt, erklärt Lucas van der Merwe, CEO von Bächler Feintech, während Nancy Shepard, Director of Business Development bei Oerlikon AM Medical, auf sehr persönliche Art erzählt, wie sie plötzlich selbst Patientin wurde.

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Immer kostengünstigere Produktion, aber ohne Qualitäts-einbußen; immer höhere gesetzliche und gesellschaftliche Ansprüche; immer mehr Kundenwünsche nach umweltschonenden und nachhaltigen Produkten: die metallverarbeitende Industrie steht vor vielen Herausforderungen.

Unter der Produktfamilie BALITHERM bietet Oerlikon Balzers thermochemische Wärmebehandlungsverfahren wie das Nitrieren und Nitrocarburieren im Gas und Plasma an. Sie stellen umweltfreundliche Alternativen zu Behandlungen wie dem Hartverchromen oder Salzbadnitrieren dar, und ermöglichen – je nach Prozess und Werkstoff – Härten bis zu 1100 HV*.

* HV = Vickershärte; zum Vergleich: Quarz hat mit 1120 HV eine ähnliche Härte und kann Fensterglas ritzen; ein Diamant hat 10 060 HV.

Bei diesen Prozessen entstehen durch das Eindiffundieren von Stickstoff in die Oberfläche mechanisch und chemisch beständigere Funktionsflächen. In anderen Worten: es wird keine Schicht aufgebracht, sondern dem Werkstoff selbst eine höhere Oberflächenhärte vermittelt.

Das Plasmanitrieren und -nitrocarburieren erfolgt prozesstechnisch über ein ionisiertes Gasgemisch, bestehend aus Stickstoff und Wasserstoff bzw. Kohlenstoff. Diese Prozesse finden im Vakuum mittels niederenergetischer Plasmen und bei relativ niedrigen Behandlungstemperaturen von 380–560 °C statt. Das Gasnitieren erfolgt hingegen unter Atmosphärendruck mittels Ammoniak, das gespalten wird und somit als Spender für Stickstoff und Wasserstoff dient. Erfolgt der Prozess in einer kohlenstoffspendenden Atmosphäre, spricht man vom Gasnitrocarburieren. Typische Behandlungstemperaturen liegen bei 430–580 °C. Um zusätzlich einen exzellenten Korrosionsschutz zu erreichen, kann das Gasnitrieren/-nitrocarburieren mit Plasmanitrieren/-nitrocarburieren und abschließender Oxidation kombiniert werden.

Dank der individuellen Prozesse können wir die Nitriertiefe und -temperatur sowie die resultierende Oberflächenhärte genau auf das Bauteil abstimmen.

Bernhard Reisert, Key Account Manager Automotive Nitriding, Oerlikon Balzers

Je nach Prozessvariante beeinflusst das die Leistung und Dauerfestigkeit der Bauteile und Komponenten, gleichzeitig nimmt die Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit zu. Konstruktiv lassen sich Materialeinsparungen realisieren, und die belasteten Randbereiche der Bauteile werden gegen abrasiven, adhäsiven und korrosiven Verschleiß geschützt.

Die BALITHERM-Lösungen ermöglichen es, viele Parameter auf kundenspezifische Anforderungen anzupassen: „Die Entscheidung, welches Verfahren für das jeweilige Bauteil geeignet ist, hängt von dessen Geometrie ab, dem Beanspruchungsprofil, den geforderten Eigenschaften und den erlaubten Toleranzen. Dank der individuellen Prozesse können wir die Nitriertiefe und -temperatur sowie die resultierende Oberflächenhärte genau auf das Bauteil und damit auf die Kundenanforderungen abstimmen. Das macht BALITHERM enorm flexibel“, erklärt Bernhard Reisert, Key Account Manager Automotive Nitriding bei Oerlikon Balzers.

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