Obróbka przedmiotów dla przemysłu medycznego
W skomplikowanym świecie produkcji urządzeń medycznych, w którym największe znaczenie ma precyzja, a innowacje ratują życie, kluczowe znaczenie ma solidność procesu produkcji. Od projektowania śrub kostnych po wytwarzanie złożonych części do wymiany stawu biodrowego, występuje ogromne zapotrzebowanie na dokładność, niezawodność i wydajność. 
W artykule Annika Langéen, wiceprezes ds. zarządzania ofertami i prac badawczo-rozwojowych w firmie Sandvik Coromant, specjalizującej się w narzędziach i rozwiązaniach produkcyjnych do obróbki metalu skrawaniem, wyjaśnia, dlaczego obróbka małych przedmiotów sprzyja precyzyjnemu wytwarzaniu podzespołów urządzeń dla branży medycznej.
Branża urządzeń medycznych obejmuje szeroki asortyment produktów przeznaczonych do diagnozowania, monitorowania i leczenia stanów chorobowych. Od sprzętu diagnostycznego po urządzenia przeznaczone do wszczepienia, branża zaspokaja zmieniające się potrzeby specjalistów od opieki zdrowotnej i pacjentów na całym świecie. Na podstawie danych Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) szacuje się, że na światowym rynku dostępnych jest dwa miliony różnych urządzeń medycznych podzielonych na ponad 7 tys. grup urządzeń.
Wyzwania w produkcji urządzeń medycznych
Produkcja części do urządzeń medycznych wiąże się z wyjątkowymi wyzwaniami, które wymagają stosowania zaawansowanych rozwiązań do obróbki. Użytkownicy końcowi pokładają zaufanie w tych urządzeniach wierząc w ich najwyższą jakość, gdyż produkty niespełniające standardów jakości mogą wyrządzić duże szkody. Możliwe skutki to przerwanie całych procedur, wycofanie produktów, uszczerbek na reputacji i narażenie życia pacjentów.
Ponadto w tej dziedzinie obowiązują surowe wymogi regulacyjne. Wszystkie urządzenia muszą spełniać wymogi międzynarodowych norm dotyczących zarządzania jakością – takich jak ISO 13485, standardy zarządzania ryzykiem ISO 14971 – a także regulacje krajowe, np. 21 CFR i FDA w USA oraz EU w Unii Europejskiej. Wymóg tak ogromnej precyzji oznacza, że producenci nie mogą pozwolić sobie na choćby milimetrową rozbieżność między przedmiotami, dlatego zasadnicze znaczenie ma solidna konfiguracja środowiska obróbki.
Wyzwania związane z obróbką
Z punktu widzenia obróbki rozmiary i złożoność części urządzeń wymagają precyzji na poziomie mikrometrów, dlatego zastosowany proces produkcyjny musi oferować dokładne produkty końcowe.
Materiały używane do produkcji szerokiego asortymentu komponentów urządzeń medycznych – zazwyczaj są to tytan, stal nierdzewna i stopy specjalne – są dobierane ze względu na ich odporność na korozję i zużycie, udarność i biozgodność. Jednak obróbka takich materiałów z wysokim stopniem precyzji wiąże się z wyzwaniami. W szczególności rozwiązania wymagają kwestie związane ze zużyciem narzędzi, wysokimi temperaturami występującymi podczas obróbki oraz chropowatością powierzchni przedmiotu.
Jest też kwestia produktywności. Zasadniczo w każdej branży istnieje dysproporcja między wzrostem kosztów a oczekiwaniami cenowymi rynku. Aby zlikwidować tę lukę, producenci muszą stale zwiększać wydajność i produktywność. Według szacunków firmy Sandvik Coromant, w trakcie obróbki producenci marnują od 10% do 30% materiału, przy czym typowa wydajność obróbki nie przekracza 50% po uwzględnieniu etapów projektowania, planowania i skrawania.
Ważne dla przezwyciężenia tych problemów jest nawiązanie partnerskiej współpracy ze specjalistami, którzy są w stanie spełnić wymagane specyfikacje. Rozwiązania do obróbki skrawaniem z oferty Sandvik Coromant koncentrują się na skróceniu czasu niemaszynowego w celu uzyskania maksymalnej produktywności. Narzędzia projektuje się tak, by były bardzo elastyczne, modułowe i wykorzystywały podawanie chłodziwa pod wysokim ciśnieniem w celu maksymalnego wydłużenia żywotności narzędzia.
Przykład: śruby kostne
O sukcesie oferty narzędzi i rozwiązań Sandvik Coromant do obróbki urządzeń medycznych świadczy przykład produkcji śrub kostnych. Śruby kostne należą do najbardziej uniwersalnych elementów mocujących i mają wiele zastosowań. Mogą być używane samodzielnie do zabiegów rekonstrukcyjnych lub naprawczych, lub wraz z innymi elementami, np. płytkami, do mocowania kości. Śruby kostne mają zazwyczaj od 4 do 12 milimetrów średnicy i są wykonane z tytanu lub stali nierdzewnej.
Wobec tak szerokiej gamy zastosowań śruby kostne są przeważnie długie i wąskie. Produkuje się je w wielu różnych rozmiarach przeznaczonych do różnych części ciała. Zasadniczo wytwarza się partie liczące od 30 do 1000 sztuk metodą łuszczenia gwintów – jest to proces obróbkowy do tworzenia precyzyjnych gwintów wysokiej jakości. Narzędzie skrawające jest montowane na obracającym się wrzecionie, które jest wprowadzane na przedmiot obrabiany. Na wewnętrznym obwodzie oprawki zazwyczaj umieszczone są liczne płytki skrawające.
Podczas łuszczenia gwintu przygotówka śruby obraca się wokół własnej osi, a jednocześnie jest przemieszczana wzdłuż swojej osi w kierunku wzdłużnym. Narzędzie skrawające obraca się wówczas wokół przedmiotu, nacinając w nim profil gwintu. Jednoczesne wirowanie przedmiotu obrabianego i narzędzia skrawającego umożliwia kształtowanie gwintów o znacznej dokładności i doskonałym wykończeniu powierzchni oraz eliminuje ugięcie i drgania. Wiąże się to jednak z wyzwaniami, takimi jak uniknięcie powstania zadziorów na końcówce zarysu podczas łuszczenia gwintu oraz zachowania jakość gwintu przy wysokich posuwach.
W rozwiązaniach obróbkowych Sandvik Coromant do obrabiarek z głowicą przesuwną wykorzystuje się system łuszczenia CoroMill® 325, specjalny moduł łuszczący i pompę z filtrem, doprowadzającą chłodziwo pod wysokim ciśnieniem. CoroMill® 325 to frez do łuszczenia gwintów przeznaczony specjalnie do produkcji urządzeń medycznych, który wytwarza gwinty o specjalnych kształtach szybko i z zachowaniem wąskich zakresów tolerancji. Dzięki dostępności wielu płytek do łuszczenia gwintów i oprawek, obrabiarka jest w stanie wytwarzać śruby kostne bez ryzyka ugięcia lub powstania zadziorów.
Jedną z dodatkowych zalet rozwiązania obróbkowego z oferty Sandvik Coromant jest większa produktywność. Obrabiarka dokonuje obróbki w jednym przejściu od średnicy półfabrykatu, co skraca czas cyklu o całe minuty, i łatwo ją skonfigurować, co skraca przestoje. Wszystkie płytki do łuszczenia gwintów z oferty Sandvik Coromant są dostępne w GC1105 – gatunku pierwszego wyboru do obróbki przedmiotów dla branży medycznej, który zwiększa trwałość narzędzia i obniża koszty operacyjne.
To zaledwie jeden przykład rozwiązania Sandvik Coromant przeznaczonego do obróbki na potrzeby branży medycznej. Firma ta, specjalizująca się w obróbce metalu skrawaniem, oferuje duży asortyment zaawansowanych rozwiązań narzędziowych i obróbkowych do produkcji wielu innych urządzeń, w tym stawów biodrowych, śrub pedikularnych i płytek kostnych.
Ponieważ branża produkcji urządzeń medycznych stale ewoluuje i staje się coraz bardziej konkurencyjna pod wpływem postępu w dziedzinach inżynierii materiałowej, konstrukcji i technologii produkcji, precyzja obróbki ma zasadnicze znaczenie. Partnerstwo z liderami branży, takimi jak Sandvik Coromant, oraz wyjście naprzeciw najnowocześniejszym rozwiązaniom ułatwia producentom pewne poruszanie się w skomplikowanym krajobrazie obróbki przedmiotów do urządzeń medycznych, promowanie innowacji i poprawę losu pacjentów.
Aby dowiedzieć się więcej o rozwiązaniach Sandvik Coromant przeznaczonych do obróbki przedmiotów dla branży medycznej, polecamy odwiedzić naszą witrynę internetową.
Sandvik Coromant
Wraz z naszymi klientami i partnerami firma Sandvik Coromant zmierza ku zrównoważonej przyszłości, dostarczając branżom inżynieryjnym na całym świecie rozwiązania narzędziowe. Przez ponad osiem dekad praktycznych doświadczeń zyskaliśmy ogromną wiedzę z zakresu skrawania i obróbki metalu. Dzięki temu doświadczeniu każde wyzwanie staje się okazją do innowacji, współpracy i tworzenia progresywnych rozwiązań. Zamierzamy dokonać pozytywnej zmiany, promując zachowanie równowagi ekologicznej, wydajność i wzrost, aby kształtować przyszłość sprzyjającą innowacjom. Jako część ogólnoświatowej grupy inżynieryjno-przemysłowej Sandvik, firma Sandvik Coromant wspólnie kształtuje przyszłość.
Więcej informacji znajdą Państwo na stronie internetowej www.sandvik.coromant.com
Polish