În timpul șlefuirii și polizării zonelor interioare ale cuvetelor de șold, pentru majoritatea producătorilor, metodele susținute de CNC rămân soluția de prelucrare preferată. Cu toate acestea, utilizarea șlefuirii prin vibrație într-un vibrator rotativ și a unui dispozitiv de prindere dezvoltat special pentru această sarcină oferă un proces semnificativ mai economic, care este mai puțin complicat și atinge cu ușurință și reproducibilitate valorile de rugozitate solicitate. Rösler Oberflächentechnik a dezvoltat un proces în două etape, în care pot fi prelucrate simultan până la 35 de cuvete de șold. Acest lucru este posibil datorită unei prinderi a piesei de prelucrat special concepute.
Cupa acetabulară sau cupele de șold pentru aplicații „Dual Mobility” sunt de obicei fabricate din cobalt-crom sau titan, sunt realizate prin prelucrare prin așchiere și primesc ulterior o primă prelucrare a suprafeței prin șlefuire fină sau strunjire fină. După acest proces de prelucrare, valoarea Ra a pieselor brute se află de obicei într-un interval între 1 și 0,6 µm. Pentru utilizarea în corpul uman, totuși, valoarea rugozității trebuie să fie semnificativ mai mică, respectiv maximum 0,05 µm. Numai astfel se asigură că cupa de șold funcționează optim, este suficient lubrifiată cu lubrifianți naturali ai corpului și nu apare o frecare crescută între inserția PE și cupa metalică.
Șlefuirea suprafețelor interioare ca provocare de prelucrare
Pentru tehnica de șlefuire prin vibrație, provocarea specială în acest caz de prelucrare nu constă în atingerea valorii de rugozitate cerute, ci în poziția critică a suprafeței de prelucrat în interiorul unei semi-sfere. Aceasta reprezintă o geometrie de tip „scoică”, la care corpurile de șlefuire nu pot urma activ.
În cazul unei mișcări libere a pieselor de prelucrat în recipientul de prelucrare, interiorul s-ar umple cu corpuri abrazive, însă o prelucrare eficientă ar avea loc exclusiv pe suprafețele exterioare, deoarece în interior nu se generează o mișcare relativă suficientă.
În acest caz concret, Rösler își poate valorifica întreaga experiență în prelucrarea suprafețelor și, în special, în tehnica de finisare prin vibrație, beneficiind de asemenea de dezvoltarea și fabricația internă. „Prelucrăm cupe de șold într-un vibrator rotund în execuție fără dom. Aceste instalații au fost dezvoltate inițial pentru industria aeronautică, unde componentele de înaltă calitate și complexe trebuie prelucrate cu un consum redus de material, dar în același timp cu performanțe ridicate de îndepărtare a materialului. Această formă specială a recipientului de lucru se deosebește de un vibrator rotund clasic prin faptul că motorul nu se află în cupola centrală a recipientului de prelucrare, adică în dom, ci în exteriorul recipientului de lucru. În acest mod, se creează în interior un spațiu pentru un dispozitiv de fixare cu un insert unic, în care cupele de șold pot fi fixate ferm”, explică Michael Striebe, Expert Global în Vânzări și Procese la Rösler. Astfel, mișcarea relativă se transmite și în interiorul cupelor de șold, iar procesul de șlefuire și polisare poate fi început.
Ca mijloace de procesare, Rösler utilizează corpuri de șlefuire din plastic special dezvoltate pentru tehnologia medicală, precum și un agent de lustruire uscat. Corpurile de șlefuire sunt construite atât de fin, încât pot obține rugozități foarte mici ale suprafeței de sub Ra 0,05 µm în preșlefuire. Structura omogenă și fină asigură astfel o suprafață perfectă pentru lustruirea finală. Rugozitatea este îmbunătățită încă o dată la 0,02 µm sau mai puțin. Timpul de prelucrare depinde de materialul de bază utilizat și de starea piesei brute.
Slefuirea prin vibrație ca o alternativă mai economică la finisarea cu robot.
Polizarea și șlefuirea cupelor de șold prin roboți se desfășoară, într-adevăr, rapid, însă apare un efort considerabil din cauza programării, monitorizării procesului și compensării uzurii pentru fiecare componentă în parte. Polizarea cu roboți înseamnă că fiecare piesă de lucru trebuie preluată și fixată individual. Pentru fiecare dimensiune a piesei este necesar un program de robot exact definit. La acestea se adaugă uzura uneltelor: fie că este vorba de unelte de polizare, perii sau alte unelte speciale, îndepărtarea materialului se schimbă continuu, iar această uzură trebuie luată în considerare în proces. Robotul în sine nu poate compensa acest lucru, deoarece urmează doar un traseu prestabilit. Situația este similară și în cazul finisării manuale, care, deși este rapidă, este complet neeconomică. Pericolul de neregularități în calitate reprezintă un alt risc, deoarece operatorul nu poate menține întotdeauna aceleași parametrii de prelucrare, iar personalul experimentat, în special pentru aceste procese de prelucrare, devine din ce în ce mai greu de găsit.
În cazul șlefuire prin vibrație în vibratorul rotativ fără dom, după încărcarea instalației, trebuie doar definit timpul de prelucrare, restul procesului fiind preluat de mașină. Nu este necesar nici un operator, nici o automatizare suplimentară – instalația are nevoie doar de medii de șlefuire sau polizare, apă și electricitate. De asemenea, uzura mediei de șlefuire nu are efecte asupra rezultatului prelucrării în acest proces. Doar nivelul de umplere în instalație trebuie menținut constant.
„Rezultatul este o calitate a suprafeței mai constantă și, în general, mai ridicată, cu structuri mai uniforme“, explică Michael Striebe, care de aproximativ zece ani îngrijește clienții din domeniul tehnologiei medicale în calitatea sa de Expert Global în Vânzări și Procese la Rösler: „Din experiență, consider că suprafețele obținute prin finisare cu masă abrazivă sunt mai fine și de o calitate superioară, ceea ce se dovedește în special prin faptul că respectăm în mod regulat valorile de rugozitate solicitate. În funcție de rugozitatea inițială, sunt posibile rezultate ale suprafeței de Ra 0,01µm – cu respectarea tuturor toleranțelor de formă. O calitate excepțională, care subliniază eficiența și eficacitatea acestui proces.“
Monitorizarea proceselor și creșterea eficienței prin digitalizare
În procesele de prelucrare a suprafețelor în tehnologia medicală, în special atunci când este vorba despre implanturi, nu sunt importante doar rentabilitatea procesului și respectarea consecventă a valorilor de rugozitate și a toleranțelor de formă definite. Pe lângă atingerea reproductibilă a calității suprafeței solicitate, întregul proces de prelucrare trebuie să fie complet transparent și documentat fără lacune în ceea ce privește originea, stabilitatea și repetabilitatea sa. O monitorizare cuprinzătoare a pieselor și proceselor este o condiție esențială pentru procesele de fabricație validate și conforme cu auditul.
Aceste cerințe pot fi complet îndeplinite cu versiunea actuală a software-ului de digitalizare Rösler Smart Solutions (RSS) Comfort. Software-ul monitorizează și digitalizează automat calitatea apei de proces, prelevă probe în intervale definite, documentează rezultatele măsurătorilor și compensează abaterile prin adăugarea țintită de aditivi definiți. Astfel, se asigură o calitate stabilă a apei de proces, se susține reproducibilitatea rezultatelor de prelucrare și se garantează o calitate constantă a componentelor prelucrate. Dacă sistemul detectează necesitatea unor acțiuni suplimentare, informează operatorul și oferă o instrucțiune de acțiune clară, documentabilă. Toate ajustările efectuate ulterior sunt, de asemenea, documentate și pot fi urmărite în orice moment.
Soluție viabilă pentru viitor, personalizată pentru industrie
Prin dezvoltarea acestui proces eficient de șlefuire și polisare în vibratorul rotund fără dom, Rösler oferă o alternativă economică la polisarea clasică cu robotul sau manuală. Utilizarea ridicată a personalului în polisarea manuală este redusă cu aproximativ 70-80% în cazul șlefuirei cu vibrații, doar încărcarea trebuie efectuată manual. O reproducibilitate ridicată, o calitate excepțională a suprafeței și posibilitatea de monitorizare și control digital al procesului prin Rösler Smart Solutions (RSS) Comfort fac din acest proces o soluție sigură pentru viitor pentru prelucrarea precisă a tigăilor de ridicare. „În dezvoltarea procesului de prelucrare, ne-am concentrat asupra punctelor problematice ale procedurilor de pe piață și am adaptat soluția noastră exact la acestea”, explică Michael Striebe. „Acest lucru a fost posibil doar datorită competenței consolidate în inginerie mecanică, dezvoltarea proceselor și producția de materiale de proces, care sunt reunite sub același acoperiș la Rösler. Viitorul prelucrării tigăilor de ridicare se află în vibratorul rotund fără dom.”
Contact:
