A csípőízületek belső területeinek csiszolása és polírozása során a legtöbb gyártó számára továbbra is a CNC-alapú eljárások az elsődleges megoldást jelentik. Azonban a kerek vibrátorban végzett csiszolás és egy kifejezetten erre a feladatra kifejlesztett rögzítőberendezés egy sokkal gazdaságosabb folyamatot kínál, amely kevésbé bonyolult, és a kívánt érdességi értékeket könnyedén és reprodukálható módon éri el. A Rösler Oberflächentechnik egy kétszakaszos eljárást fejlesztett ki, amely lehetővé teszi akár 35 csípőízület egyidejű megmunkálását. Ez egy különlegesen kifejlesztett munkadarab-rögzítésnek köszönhető.
A csípőízületi üregek vagy acetabularis kupák „duál mobilitású” alkalmazásokhoz általában kobalt-króm vagy titán anyagból készülnek, forgácsolással állítják elő, majd egy elsődleges felületkezelést kapnak finomcsiszolással vagy finomforgácsolással. E forgácsolási folyamat után a nyers alkatrészek Ra-értéke általában 1 és 0,6 µm között mozog. Az emberi testben való alkalmazásra azonban a felületi érdesség értékének jelentősen alacsonyabbnak kell lennie, legfeljebb 0,05 µm. Csak így biztosítható, hogy a csípőízületi üreg optimálisan működjön, megfelelően legyen bevonva a test saját kenőanyagaival, és ne lépjen fel fokozott súrlódás a PE - betét és a fém üreg között.
Belső felületek csiszolása mint megmunkálási kihívás
A csiszolási technológia különleges kihívása ebben a megmunkálási esetben nem a megkövetelt érdességi érték elérése, hanem a megmunkálandó felület kritikus helyzete egy félgömb belsejében. Ez egy úgynevezett formáló geometria, amelyhez a csiszolótestek nem tudnak aktívan alkalmazkodni.
A munkadarabok szabad mozgása a megmunkáló tartályban ugyan megtöltené a belső teret koptató testekkel, de a hatékony megmunkálás kizárólag a külső felületeken történne, mivel a belső térben nem alakul ki elegendő relatív mozgás.
Ebben az konkrét esetben Rösler teljes tapasztalatát ki tudja használni a felületkezelésben, különösen a csiszolási technikában, és profitál a házon belüli fejlesztésből és gyártásból is. „A csípőízületeket egy dom nélküli kör vibrátorban dolgozzuk fel. Ezeket a berendezéseket eredetileg a légiközlekedési ipar számára fejlesztették ki, ahol a magas minőségű és összetett alkatrészeket különösen anyagkímélően, ugyanakkor magas eltávolítási teljesítménnyel kell feldolgozni. Ez a speciális munkatartály forma eltér a klasszikus kör vibrátortól, mivel a motor nem a feldolgozó tartály középső kupolájában, tehát a dombon található, hanem kívül, a munkatartályon. Így belül helyet kap egy rögzítőberendezés egyedi betéttel, amelyben a csípőízületek szorosan rögzíthetők” – magyarázza Michael Striebe, a Rösler globális értékesítési és folyamat szakértője. Így a relatív mozgás a csípőízületek belső részeire is átterjed, és megkezdődhet a csiszolási és polírozási folyamat.
A Rösler által a műszaki orvostudomány számára kifejlesztett műanyag csiszolótesteket és egy száraz polírozószert használnak eljárási eszközként. A csiszolótestek olyan finom felépítésűek, hogy velük nagyon alacsony felületi érdességek, 0,05 µm alatti Ra értékek érhetők el az előcsiszolás során. A homogén és finom felépítés így tökéletes felületet biztosít a végső polírozáshoz. Ekkor az érdesség még 0,02 µm-ra vagy annál alacsonyabbra javul. A megmunkálási idő a felhasznált alapanyagtól és a nyers alkatrész állapotától függ.
A csiszolás gazdaságosabb alternatívája a robotos felületkezelésnek
A csípőízületek polírozása és csiszolása robotokkal alapvetően gyorsan történik, azonban jelentős munkaerőigényt jelent a programozás, a folyamatfelügyelet és a kopáskompenzáció minden egyes alkatrész esetében. A robotpolírozás azt jelenti, hogy minden egyes munkadarabot külön kell megfogni és rögzíteni. Minden alkatrészmérethez saját, pontosan meghatározott robotprogram szükséges. Ehhez jön a szerszámkopás: legyen szó polírozószerszámról, keféről vagy egyéb speciális szerszámokról, az anyagelvonás folyamatosan változik, ezt a kopást a folyamat során figyelembe kell venni. A robot azonban ezt nem tudja kompenzálni, mivel csak egy előre meghatározott útvonalat követ. Hasonló a helyzet a manuális utómunkálatokkal, amelyek bár szintén gyorsak, de teljesen gazdaságtalanok. A minőségi egyenlőtlenségek kockázata is egy újabb veszély, mivel a kezelő nem mindig tudja ugyanazokat a feldolgozási paramétereket betartani, és a tapasztalt munkaerő különösen ezekhez a feldolgozási folyamatokhoz egyre nehezebben található.
A gömbölyű vibrálócsiszolóban a berendezés feltöltése után csupán a feldolgozási időt kell meghatározni, a többi folyamatot a gép automatikusan elvégzi. Nincs szükség kezelőre vagy további automatizálásra – a berendezésnek csupán csiszoló- vagy polírozószerekre, vízre és áramra van szüksége. A csiszolóanyag kopása ennek a folyamatnak a feldolgozási eredményére sincs hatással. Csak a berendezés töltöttségi szintjét kell állandóan fenntartani.
„Az eredmény egy állandóbb és összességében magasabb felületi minőség, egyenletesebb struktúrákkal“ – magyarázza Michael Striebe, aki körülbelül tíz éve foglalkozik orvostechnikai ügyfelekkel a Röslernél betöltött globális értékesítési és folyamat szakértői pozíciójában: „Tapasztalataim alapján úgy vélem, hogy a csiszolt felületek finomabbak és magasabb minőségűek, ezt különösen az mutatja, hogy a megkövetelt érdességi értékeket rendszeresen jelentősen alulmúljuk. A kiindulási érdességtől függően Ra 0,01µm felületi eredmények is elérhetők – a formátűrések betartása mellett. Kivételes minőség, amely hangsúlyozza ennek a folyamatnak a hatékonyságát és eredményességét.“
Folyamatfigyelés és hatékonyságnövelés digitalizációval
Az orvostechnikai felületkezelési folyamatok során, különösen implantátumok esetén, nemcsak a folyamat gazdaságossága, hanem a meghatározott érdességi értékek és formai tűrések következetes betartása is a középpontban áll. A megkövetelt felületi minőség reprodukálható elérése mellett az egész megmunkálási folyamatnak a keletkezését, stabilitását és megismételhetőségét teljes mértékben nyomon követhetőnek és hiánytalanul dokumentáltnak kell lennie. A rész- és folyamatmonitoring átfogó rendszere központi feltétele a validált és audit-kompatibilis gyártási folyamatoknak.
Ezek a követelmények teljes mértékben megvalósíthatók a Rösler Smart Solutions (RSS) Comfort digitális szoftver aktuális verziójával. A szoftver automatikusan figyeli és digitalizálja a folyamatvíz minőségét, meghatározott időközönként önállóan mintákat vesz, dokumentálja a mérési eredményeket, és automatikusan kiegyenlíti az eltéréseket a meghatározott adalékanyagok célzott hozzáadásával. Ennek eredményeként tartósan stabil folyamatvíz minőség biztosított, amely támogatja a feldolgozási eredmények reprodukálhatóságát, és garantálja a megmunkált alkatrészek folyamatosan magas minőségét. Ha a rendszer további intézkedéseket észlel, értesíti a kezelőt, és egyértelmű, dokumentálható intézkedési utasítást ad. Az ezt követően végrehajtott módosításokat is dokumentálják, és bármikor nyomon követhetők.
Jövőálló megoldás, az iparág számára testreszabva
A Rösler a tál nélküli kör vibrátorban kifejlesztett hatékony csiszolási és polírozási folyamatával gazdaságos alternatívát kínál a klasszikus robot- vagy kézi polírozáshoz képest. A kézi polírozás során a magas munkaerő-igény a gleitcsiszolás során körülbelül 70-80%-kal csökken, csupán a töltést kell még manuálisan elvégezni. A magas reprodukálhatóság, a kiemelkedő felületi minőség és a Rösler Smart Solutions (RSS) Comfort által biztosított digitális folyamatfelügyelet és -irányítás lehetősége a módszert jövőbiztos megoldássá teszi a precíz hűtőedények megmunkálásához. „A feldolgozási folyamat fejlesztése során alaposan megvizsgáltuk a piacon elérhető eljárások fájdalompontjait, és megoldásunkat pontosan ezekhez igazítottuk” - mondja Michael Striebe. „Ez csak a gépgyártás, folyamatfejlesztés és eljárásanyaggyártás összegyűjtött kompetenciájának köszönhető, amely a Röslernél egy fedél alatt található. A hűtőedények megmunkálásának jövője a tál nélküli kör vibrátorban rejlik.”
Kapcsolat:
